Josef Hámorský


Parallel und seriell verkettete Codes für iterative Decodierung und Entzerrung

Dissertation, Erlanger Berichte aus Informations- und Kommunikationstechnik, Erlangen, 1998.

Zusammenfassung

Im Rahmen der Arbeit wurde die iterative Decodierung parallel und seriell verketteter Codestrukturen untersucht. Die schon bekannten Verfahren wurden optimiert und verbessert. Eine neue Art der Codierungsstrategie "die Auswahlcodierung" wurde eingeführt. Die iterative Decodierung der seriell verketteten Codes hat als eine sehr mächtige Decodierungsmethode eine große Perspektive. Wegen ihrer Komplexität kann man aber nicht ihren großen Durchbruch in gegenwärtig verbreiteten Kommunikationssystemen erwarten. Ihr erstes Einsatzgebiet wird wahrscheinlich die Weltraumkommunikation sein, bzw. spezielle Anwendungen, in denen die Empfängerkomplexität keine entscheidende Rolle spielt. Die Turbo-Entzerrung (als eine spezielle Art der iterativen Decodierung) hat größere Chancen zum Einsatz. Bei Übertragung über stark verzerrende Kanäle kann sie sehr hohe Gewinne erzielen. Heutzutage werden hochratige Datenübertragungssysteme für bestehende Netze konstruiert (Telefonnetz, Stromverteilungsnetz, ...). Da bei hochratiger Datenübertragung über diese Übertragungsmedien starke Impulsinterferenzen auftreten, kann die Turbo- Entzerrung ein sehr mächtiges Mittel der zuverlässigen Kommunikation werden. Die Auswahlcodierung ist dadurch interessant, dass sie durch die iterative Decodierung die Zuverlässigkeit nicht nur doppelt, sondern auch einfach codierter Daten zu verbessern ermöglicht. Sie erfordert aber einen sehr präzisen Entwurf des Übertragungssystems. Die Leistung des ganzen Systems ist vor allem durch die Eigenschaften des inneren Codes beeinflusst. Falls sich dieser verändert, können starke Einbußen in der Leistungsfähigkeit des ganzen Systems auftreten. Deswegen ist es nicht sinnvoll, die Auswahlcodierung bei einem sich (rasch) verändernden inneren Code anzuwenden, wie z.B. beim Fading-Kanal. Eine praktische Bedeutung hat die Auswahlcodierung für die Übertragung über Kanäle mit sehr starken Impulsinterferenzen und für kompatible Verbesserungen einiger bestehender Übertragungssysteme. Die Mehrheit aller in dieser Arbeit dargestellten Analysen und Ergebnisse bezüglich der Übertragung über verzerrende Kanäle gilt (zumindest annähernd) auch für CPM-modulierte Übertragung über einen AWGN-Kanal, weil die CPM wie eine Art nichtlinearer Impulsinterferenzen betrachtet werden kann. Man kann die iterative Decodierung und auch die Auswahlcodierung anwenden. Ein ähnliches prinzipielles Verhalten wird erwartet.