Sistemas de Codificación




                                 Trellis Coded Modulation (TCM)

                            ...
Sistemas de Codificación




                                 Trellis Coded Modulation (TCM)
                             ...
Sistemas de Codificación




                                 Trellis Coded Modulation (TCM)




                         ...
Sistemas de Codificación




                                  Principios de Coded Modulation
                            ...
Sistemas de Codificación




                                            Modulación codificada
                           ...
Sistemas de Codificación




                                          Trelis coded modulation
                           ...
Sistemas de Codificación




                                                               TCM
                          ...
Sistemas de Codificación




                                                          TCM
                              I...
Sistemas de Codificación




                                       Partición de conjunto 8-PSK
                      Cada...
Sistemas de Codificación




                                Estructura de codificadores TCM
                             ...
Sistemas de Codificación




                                       Códigos óptimos para 8-PSK




                       ...
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Tcm

1,497

Published on

Published in: Education, Technology, Sports
0 Comments
2 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
1,497
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
0
Likes
2
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Transcript of "Tcm"

  1. 1. Sistemas de Codificación Trellis Coded Modulation (TCM) Hay limitaciones de los códigos de bloque y convolucionales en canales de ancho de banda limitada. TCM permite lograr ganancias de código sin aumentar el ancho de banda ni la potencia de transmisión. Elementos clave de TCM son el estado, trellis y la partición de conjuntos. Usa el algoritmo de Viterbi para la decodificación. 5/10/2007 1 Trellis Coded Modulation (TCM) Los métodos de modulación convencional (PSK) utilizan las dependencias entre las componentes en fase y en cuadratura. La probabilidad de error depende de la distancia mínima entre símbolos. TCM cambia el paradigma introduciendo el concepto de distancia de la secuencia de símbolos. Tanto TCM como los sistemas de códigos multidimensionales se diseñan para maximizar la distancia Euclidiana entre las secuencias posibles de símbolos transmitidos 5/10/2007 2
  2. 2. Sistemas de Codificación Trellis Coded Modulation (TCM) La idea clave es que las operaciones de codificación y modulación se combinan. Mientras el ancho de banda no se aumenta, existe redundancia al usar una constelación de puntos superior a la necesaria sin codificación (por ejemplo, 8-PSK en lugar de 4-PSK). Típicamente, el número de puntos en el diagrama de fase se duplica. La tasa de símbolos no se altera. El espectro de potencia no cambia. 5/10/2007 3 Trellis Coded Modulation (TCM) Puesto que hay más puntos por símbolo, parecería que la probabilidad de error tendría que aumentar para una S/N dada. Pero la dependencia entre los símbolos hace que sólo ciertas secuencias de puntos sean permitidas. Usando estas restricciones en el receptor, hace que la probabilidad de error disminuya en lugar de aumentar. Una medida de desempeño es la Ganancia de Codificación, que es la diferencia en S/N entre un sistema codificado y uno no codificado, que produce la misma probabilidad de error. 5/10/2007 4
  3. 3. Sistemas de Codificación Trellis Coded Modulation (TCM) 5/10/2007 5 Principios de Coded Modulation Aumentar el número de símbolos transmitidos de M a N (N>M) En lugar de m bits se transmiten n bits con cada símbolo pero con el mismo ancho de banda. Los n-m bits adicionales pueden generarse mediante un codificador de canal. Transmisión QPSK no codificada rb: tasa de datos rc: tasa datos codificados rs: tasa de símbolos Transmisión QPSK con codificación tasa 2/3 5/10/2007 6
  4. 4. Sistemas de Codificación Principios de Coded Modulation Combinación de codificador de canal y mapeador Codificador de canal agrega redundancia sin incrementar el ancho de banda Codificador de canal y mapeador se juntan ¿Cuánto se puede ganar con la combinación? Código convolucional Tasa 2/3, K=7 gana 6 dB 8-PSK pierde 5,3 dB en Es/No con respecto a QPSK Ganancia total es 0,7 dB….¿nada más? 5/10/2007 7 Capacidad de canal AWGN para diferentes esquemas de modulación digital No codificado Codificado Transmisión libre de errores con QPSK sin codificación requiere Eb/No>9,5 dB 8-PSK codificado con tasa 2/3 sólo requiere Eb/No>2,5 dB ganancia de 7 dB 5/10/2007 8
  5. 5. Sistemas de Codificación Modulación codificada Combinación de codificador de canal y mapeador Se detectan secuencias de símbolos Detección por máxima verosimilitud: Debe maximizarse la distancia Euclidiana cuadrática 5/10/2007 9 Trellis Coded Modulation QPSK sin codificación Todos las secuencias de símbolos son utilizables La distancia Euclidiana mínima cuadrática entre dos secuencias se determina por la mínima distancia entre dos símbolos QPSK 5/10/2007 10
  6. 6. Sistemas de Codificación Trelis coded modulation Se codifica tasa 2/3 (dos estados) pasando a 8-PSK Ramas paralelas Ramas no paralelas Distancia Euclidiana cuadrática mínima Ganancia 5/10/2007 11 Codificador Tasa 2/3 (4 estados) 5/10/2007 12
  7. 7. Sistemas de Codificación TCM TCM 8-PSK (4 estados) Ramas paralelas Ramas no paralelas Distancia Euclidiana cuadrática mínima Ganancia 5/10/2007 13 TCM TCM 8-PSK (8 estados) Primer símbolo en cada nodo corresponde a la primera rama, etc. • No hay ramas paralelas • Distancia Euclidiana mínima cuadrática • Ganancia 5/10/2007 14
  8. 8. Sistemas de Codificación TCM Inserción de memoria aumenta la ganancia, ya que no todas las combinaciones de símbolos son aceptables en una secuencia (quedan definidas por el Trellis) Mayor número de estados mejora el desempeño, pero con una mayor complejidad No existe un método sistemático de construcción de códigos TCM óptimos, pero si hay heurísticas que dan buenos resultados 5/10/2007 15 Partición de conjuntos de Ungerboeck Mapeado por partición de conjunto Trata de optimizar las propiedades de distancia Ramas paralelas se asignan a símbolos con mayor distancia Euclidiana Ramas comunes se separan por la estructura del Trellis y se le asignan símbolos con menor distancia Euclidiana Se define una estrategia para la separación sucesiva del espacio de señal. Guías de trabajo para la construcción Ungerboeck Si hay bits no codificados, ellos se asignan al último paso de partición, osea determinan un símbolo de un cierto subconjunto. Ramas que llegan al mismo estado o dejan el mismo estado se les asigna el mismo subconjunto Todos los símbolos debe ser equiprobables 5/10/2007 16
  9. 9. Sistemas de Codificación Partición de conjunto 8-PSK Cada partición debe producir sub-constelaciones con mayor Mapeado natural distancia mínima 5/10/2007 17 Partición de conjunto 16-QAM 5/10/2007 18
  10. 10. Sistemas de Codificación Estructura de codificadores TCM Eficiencia espectral de TCM con M=2m+1: m bits/s/Hz Bits u1….uk se codifican convolucionalmente Bits uk+1….um no se codifican y determinan el símbolo en el coset Los bits no codificados se protegen por los símbolos separados en el coset. 5/10/2007 19 Codificador TCM sistemático 5/10/2007 20
  11. 11. Sistemas de Codificación Códigos óptimos para 8-PSK Ramas paralelas dominan para 4 estados (k=1) Para más de 4 estados, no hay ramas paralelas (k=2) y la distancia Euclidiana cuadrática mínima aumenta con el número de estados 5/10/2007 21 Códigos óptimos 8-PSK 2 estados • Ramas paralelas asignadas a símbolos opuestos (0,4),(2,6) • El símbolo transmitido queda determinado por bit c2. • Bits c0 y c1 determinan el símbolo del coset 5/10/2007 22

×