Kody kształtujące
W komunikacji cyfrowej kody kształtujące to metoda kodowania , która zmienia rozkład sygnałów w celu poprawy wydajności.
Opis
Typowe cyfrowe systemy komunikacyjne wykorzystują M- kwadraturową modulację amplitudy ( QAM ) do komunikacji przez kanał analogowy (konkretnie kanał komunikacyjny z szumem gaussowskim ). Dla wyższych przepływności (M) minimalny stosunek sygnału do szumu (SNR) wymagany przez system QAM z kodami korekcji błędów jest o około 1,53 dB wyższy niż minimalny SNR wymagany przez źródło gaussowskie (>30% większa moc nadajnika), jak podano w twierdzeniu Shannona-Hartleya
Gdzie
- C to przepustowość kanału w bitach na sekundę ;
- B to szerokość pasma kanału w hercach ;
- S to całkowita moc sygnału w całym paśmie, a
- N to całkowita moc szumu w całym paśmie.
- S/N to stosunek sygnału do szumu sygnału komunikacyjnego do zakłócenia szumu gaussowskiego wyrażony jako prosty stosunek mocy (nie jako decybele ).
Ta różnica 1,53 dB jest nazywana przerwą kształtującą . Zazwyczaj system cyfrowy będzie kodował bity z jednakowym prawdopodobieństwem, aby zmaksymalizować entropię . Kod kształtujący działa jako bufor pomiędzy źródłami cyfrowymi a systemem komunikacji modulatora. Otrzymają równomiernie rozłożone dane i przekonwertują je na rozkład podobny do Gaussa przed przedstawieniem ich modulatorowi. Kody kształtujące są pomocne w zmniejszaniu mocy nadawania, a tym samym zmniejszają koszt wzmacniacza mocy i zakłócenia powodowane przez innych użytkowników w pobliżu.
Aplikacja
Niektóre metody stosowane do kształtowania są opisane w artykule o kształtowaniu kraty autorstwa dr GD Forney Jr.
Mapowanie powłoki jest używane w modemach V.34 w celu uzyskania wzmocnienia kształtującego na poziomie 0,8 dB . Wszystkie schematy kształtowania w literaturze mają na celu zmniejszenie mocy przesyłanego sygnału. W przyszłości może to znaleźć zastosowanie w sieciach bezprzewodowych , w których głównym problemem stają się zakłócenia pochodzące od innych węzłów.