Practical implementation of algorithms for error-correction and combating ISI in a DSP-based QAM modulator

Practical implementation of algorithms for error-correction and combating ISI in a DSP-based QAM modulator

 

A communication system build upon contemporary digital modulation principles on a DSP-based hardware platform where most of the tasks are performed in software through signal processing algorithms can easily accommodate existing and new coding and filtering algorithms to combat the real communication channel signal impairments. Such impairments like noise-induced errors and errors originating in the Inter-Symbol-Interference phenomenon are suppressed and even errorcorrecting capabilities are provided by the proposed Trellis Coded Modulation (TCM) and Root- Raised-Cosine (RRC) filter shaping algorithms and their assembly language implementations. The TCM is implemented with a QAM-16 constellation diagram to prove the basic functionality and efficiency of the DSP hardware in such computational tasks, but with minor modifications the same algorithm and code can achieve higher information rates through other more dense constellation plots. The RRC filter pulse shaping is a classical FIR filter DSP implementation example but requires oversampling of the output pulses and so faster processing to retain the same symbol rate. Both discussed advanced data preprocessing tasks prove the importance and efficiency of digital signal processing in present-day and future communication systems.

 

Комуникационна система, използваща принципите на съвременната цифрова модулация и изградена на базата на апаратна платформа с цифров сигнален процесор (ЦСП), при която повечето от задачите се осъществяват програмно, лесно може да бъде приспособена да използва съществуващи и нови алгоритми за кодиране и филтрация за справяне с проблемите със сигнала в реален комуникационен канал. Подобни проблеми като предизвикани от шум грешки и грешки, причинени от феномена на междусимволната интерференция, се подтискат и дори се осигуряват възможности за корекция на грешки посредством предложените решетъчен TCM и RRC филтриращ алгоритми и техните реализации на асемблерен език за ЦСП. TCM алгоритъма е осъществен посредством QAM-16 модулационна схема с цел доказване на базовата функционалност и ефективност на апаратното осигуряване с ЦСП при подобни изчислителни задачи, но с леки модификации същият алгоритъм и код може да осигури по-високи информационни скорости при използване на констелационни диаграми с повече точки. Формирането на изходните импулси посредством RRC-филтър е класическо приложение на КИХ цифрови филтри, но изисква повишаване на честотата на дискретизация на изходните импулси и поради това по- бърза обработка за запазване на същата символна скорост. И двете дискутирани в статията задачи по предварителна обработка на данните доказват важността и ефективността на цифровата обработка на сигналите в съвременните и бъдещите комуникационни системи.

 

Download PDF full text