Μελέτη ιονοσφαιρικού ψηφιακού συστήματος κάτω από διάφορες συνθήκες διάδοσης

Abstract

In this thesis we study the behavior and we evaluate the performance of ionospheric digitalsystems under conditions of fading in the presence of additive white Gaussian noise (AWGN), usingcomputer simulation techniques, concerning the system the signals and the processes. The systemsunder study combine digital signaling techniques, coding techniques of high spectral efficiency andsymbols’ interleaving techniques.More specifically the behavior of conventional TCM techniques and dual coding systems thatresult from the combination of these techniques with Reed-Solomon codes, differential encoding andtwo technical rearrangement of symbols, is studied. Then the modification of the operation of the TCMdecoder in order to adapt to the random variations of the fading channel is implemented. For theresulting system we evaluate their behavior in the presence of single and multipath fading.The main conclusions of the thesis are summarized below: Conventional TCM codes do not exhibit good behavior. Dual coding systems using the two interleaving techniques have significantly improvedbehavior compared with TCM codes. The improvements achieved with the proposed modification to the amplitude of thedecision rule both for TCM techniques and in concatenated coding systems are verylarge and the performance of systems approaching the theoretical optimum. The behavior of the dual-coding systems in multipath environment is generallysatisfactory and depends directly on the ratio of the power of tηe received paths.

Στην παρούσα εργασία μελετάται η συμπεριφορά και αξιολογείται η επίδοση ιονοσφαιρικώνψηφιακών συστημάτων σε συνθήκες διαλείψεων, παρουσία λευκού προσθετικού θορύβου (AWGN) μεχρήση μεθόδων προσομοίωσης σε υπολογιστή, του συστήματος, των σημάτων και των διεργασιών. Ταεξεταζόμενα συστήματα συνδυάζουν ψηφιακές τεχνικές σηματοδοσίας, τεχνικές κωδικοποίησηςυψηλής φασματικής απόδοσης και τεχνικές αναδιάταξης συμβόλων.Πιο συγκεκριμένα μελετήθηκε η συμπεριφορά των συμβατικών TCM τεχνικών κωδικοποίησης /διαμόρφωσης καθώς και των συστημάτων διπλής κωδικοποίησης που προκύπτουν από το συνδυασμότων παραπάνω τεχνικών με κώδικες Reed-Solomon, διαφορική κωδικοποίηση και δύο τεχνικέςαναδιάταξης των συμβόλων. Στη συνέχεια τροποποιήθηκε η λειτουργία του TCM αποκωδικοποιητήώστε να προσαρμοστεί στις τυχαίες μεταβολές ενός καναλιού που παρουσιάζει διαλείψεις καιεξετάστηκε η συμπεριφορά των παραπάνω συστημάτων σε περιβάλλον απλών και πολλαπλώνοδεύσεων.Τα σημαντικότερα συμπεράσματα της διατριβής συνοψίζονται παρακάτω: Οι συμβατικοί TCM κώδικες δεν παρουσιάζουν ικανοποιητική συμπεριφορά. Τα συστήματα διπλής κωδικοποίησης με τη βοήθεια των δύο τεχνικών αναδιάταξηςπαρουσιάζουν σημαντικά βελτιωμένη συμπεριφορά σε σχέση με τους TCM κώδικες. Οι βελτιώσεις που επιτυγχάνονται με την προτεινόμενη τροποποίηση του μέτρου τουκανόνα απόφασης τόσο στις ΤCM τεχνικές όσο και στα συστήματα διπλήςκωδικοποίησης είναι πολύ μεγάλες και η επίδοση των συστημάτων πλησιάζει τηθεωρητικά βέλτιστη. Η συμπεριφορά των συστημάτων διπλής κωδικοποίησης σε περιβάλλον πολλαπλώνοδεύσεων είναι γενικά ικανοποιητική και εξαρτάται ευθέως από το λόγο ισχύος τωνλαμβανόμενων οδεύσεων.