Minimizing error probability during weighed reception of a message with a two-level pulse-code modulation under conditions of inter-symbol interference

Abstract

In order to increase the noise immunity of data transmission systems, it is proposed to reduce the level of intersymbol interference by means of orthogonalizing the channel symbols. Orthogonalization is done through determining the orthogonality weight. Presented below is a calculation of the E-criterion for assessing the level of intersymbol interference for the proposed data transmission systems using the pulse-code modulation. For both systems, it was assumed that normalized Butterworth low-pass filters would be used as the shaping filter. It is shown that when signal-to-noise ratios exceed a certain critical value, weighted signal processing provides a lower bit error probability compared to the conventional processing technique. A general analytical expression for the orthogonality weight of channel symbols is given, which ensures a minimum bit error probability.

• intersymbol interference
• orthogonality weight
• channel symbols
• error probability
• E-criterion

Аннотация (на русском)

Минимизация вероятности ошибки при взвешенном приеме сообщения с двухпозиционной импульсно-кодовой манипуляцией в условиях межсимвольной интерференции

С целью повышения помехоустойчивости систем передачи информации предлагается снизить уровень межсимвольной интерференции, для чего осуществляется ортогонализация канальных символов. Ортогонализация производится путем определения веса ортогональности. Приведен расчет Е -критерия оценки уровня межсимвольной интерференции для классической и предлагаемой систем передачи информации методом импульсно-кодовой манипуляции. Для обеих систем предполагалось, что в качестве формирующего фильтра используются нормированные фильтры нижних частот Баттерворта. Показано, что при отношениях сигнал/шум, превышающих некоторое критическое значение, взвешенная обработка сигнала обеспечивает меньшее значение вероятности ошибки бита, чем классический способ обработки. Приведено общее аналитическое выражение веса ортогональности канальных символов, обеспечивающее минимум вероятности ошибки бита

For citation

References

1. Зюко А. Г. Помехоустойчивость и эффективность систем передачи информации. Москва, Радио и связь. 1985. 272 с.
2. Бельфиоре К. А., Парк Дж. Х. Компенсация посредством решающей обратной связи. Труды института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике. 1979. Т. 67. №8. С.67-83.
3. Кловский Д.Д., Николаев Б.И. Инженерная реализация радиотехнических схем. Москва, Связь. 1975. 200 с.
4. Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь. Москва, Связь. 1979. 592 с.
5. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Москва. Издательский дом "Вильямс". 2003. 1099 с.
6. Хабаров Е. О. Анализ характеристик ряда алгоритмов демодуляции в каналах с межсимвольной интерференцией. Электросвязь. 2008. №5. С. 50-54.
7. Мартышевская Д. А. Повышение помехоустойчивости высососкоростной передачи цифровых сигналов с помощью подавления межсимвольной интерференции. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. 05.12.04 - Радиотехника в том числе системы и устройства телевидения. Владимир. 2017. ФГБОУ ВО "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых (ВлГУ)". 141 с.
8. Дегтярев А.Н. Ортогонализация функций и повышение помехоустойчивости высокоскоростных систем передачи информации. Москва, Инфра-М. 2019. 152 с.