Исследование помехоустойчивости сигнально-кодовых конструкций при различных моделях каналов

Возрастающие требования к пропускной способности и надежности в современных системах беспроводной связи обусловливают необходимость в эффективных методах помехоустойчивого кодирования и многопозиционной модуляции. Сигнально-кодовые конструкции, в частности, решетчато-кодовая модуляция и кодовая модуляция с битовым перемежением, являются фундаментальными подходами для решения этой задачи. Данная работа представляет собой анализ производительности и качества указанных конструкций, выполненный посредством моделирования в среде MATLAB. Исследование охватывает широкий спектр канальных моделей: от канала с аддитивным белым гауссовским шумом до каналов с рэлеевскими и райсовскими замираниями, как с плоской, так и с частотно-селективной характеристикой. В контексте анализа сигнально-кодовых конструкций типа кодовой модуляции с битовым перемежением детально исследуется роль и количественная эффективность различных типов перемежителей. Полученные результаты не только определяют пределы эффективности каждой схемы, но и формируют основу для дальнейшей разработки методов по их улучшению. Результаты моделирования показывают высокую эффективность обеих типов сигнально-кодовых конструкций в канале Райса с плоской характеристикой и, кроме того, подтверждают ключевую роль и различие в производительности перемежителей для повышения общей помехоустойчивости в условиях канальных замираний.

1. Shannon C.E. A Mathematical Theory of Communication. The Bell System Technical Journal. 1948;27(3):379–423. https://doi.org/10.1002/j.1538-7305.1948.tb01338.x

2. Ungerboeck G. Channel Coding with Multilevel/Phase Signals. IEEE Transactions on Information Theory. 1982;28(1):55–67. https://doi.org/10.1109/TIT.1982.1056454

3. Le Goff S.Y. Signal Constellations for Bit-Interleaved Coded Modulation. IEEE Transactions on Information Theory. 2003;49(1):307–313. https://doi.org/10.1109/TIT.2002.806152

4. Глушанков Е.И., Елисеев Н.К. Анализ энергетической и спектральной эффективности сигналов в радиоканалах с замираниями. Радиотехнические и телекоммуникационные системы. 2025;(2):5–13. https://doi.org/10.24412/2221-2574-2025-2-5-13

5. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Москва: Издательский дом «Вильямс»; 2003. 1104 с.

6. Jiang Y., Varanasi M.K., Li J. Performance Analysis of ZF and MMSE Equalizers for MIMO Systems: An In-Depth Study of the High SNR Regime. IEEE Transactions on Information Theory. 2011;57(4):2008–2026. https://doi.org/10.1109/TIT.2011.2112070

7. Proakis J.G. Digital Communications. New York: McGraw-Hill; 2001. 1002 p.

8. Баринов А.Ю. Перемежение в канальном кодировании: свойства, структура, специфика применения. Журнал радиоэлектроники. 2019;(1). https://doi.org/10.30898/1684-1719.2019.1.13

9. Колобков А.В., Хитева Д.В. Выбор типа внутреннего перемежителя для свёрточного турбокода (13,15)8. Радиотехнические и телекоммуникационные системы. 2024;(2):15–25. https://doi.org/10.24412/2221-2574-2024-2-15-25

10. Раджабов Х.М., Раджабов У.М., Полушин П.А., Никитин О.Р. Декодирование сверточных кодов в условиях перемежения символов. Радиотехнические и телекоммуникационные системы. 2018;(3):46–53.