Dietmar Schill


Hierarchical Broadcasting using Multilevel Codes

Hierarchischer Rundfunk mittels Multilevel Codes

Band 4, Erlanger Berichte aus Informations- und Kommunikationstechnik, Herausgeber: A. Kaup, W. Koch, J. Huber. Shaker Verlag, Aachen, 2003, ISBN 3-8322-1515-8

Zusammenfassung

In der vorgelegten Arbeit wird die digitale Übertragung für den Rundfunkkanal untersucht. In einem Rundfunkszenario überträgt ein einzelner Sender Information mit unterschiedlicherer Datenrate zu unterschiedlichen Empfängern. Jeder Empfänger ist abhängig von seinen Empfangsbedingungen in der Lage, das gesendete Signal vollständig oder in Teilen zu decodieren. Unter Verwendung des allgemeinen Konzeptes der Multilevel Codes wird gezeigt, dass hiermit effiziente Übertragungssysteme für den Rundfunkkanal gebaut werden können. Insbesondere wird der Effekt von ungleichmässig verteilten Signalkonstellationen untersucht und ihr Potential für einen flexiben Systementwurf mittels Multilevel Codierung ausgelotet. Mit Hilfe der Informationstheorie wird gezeigt, dass die hierbei gewonnenen Modulationsverfahren für Rundfunkkanäle wesentlich besser in Bezug auf Übertragungsrate und Leistungseffizienz sind als die Methoden des Zeit- und Frequenzmultiplex. Unter Entwicklung des Konzeptes der hierarchischen Signalformung wird darüber hinaus gezeigt, dass die hierarchische Multilevel Codierung die Kapazitätsgrenze des degradierten Rundfunkkanales über einen weiten Wertebereich mit in der Praxis realisierbaren Signalkonstellationen, z.B. 8-ASK, annähernd erreichen kann. Mit Hilfe von mehreren Beispielen und unter Verwendung von parallel verketteten Faltungscodes (Turbo-codes) als Komponentencodes wird gezeigt, dass die vorgeschlagenen hierarchischen Modulationsverfahren in der Praxis implementiert werden können und dass ihr dabei zu verzeichnender Implementierungsverlust aufgrund des Codierungsverlustes in der gleichen Grössenordung liegt wie für den in der Literatur bekannten Fall des AWGN-Kanals mit einem Benutzer.