Улучшенная граница вероятности ошибки при оптимальном приеме в канале с межсимвольной интерференцией

Аннотация

Введение: межсимвольная интерференция является одним из существенных факторов, определяющих помехоустойчивость и сложность реализации высокоскоростных систем передачи данных и систем хранения данных, использующих каналы записи с высокой плотностью. Традиционный анализ помехоустойчивости оптимального приемника для каналов с межсимвольной интерференцией базируется на применении аддитивной границы и границы Чернова и (или) ее модификаций, но точность границы Чернова во многих ситуациях оказывается неприемлемой. Цель: улучшить верхнюю границу вероятности ошибки посредством замены границы Чернова точным значением попарной вероятности ошибки, вычисляемым с использованием аппарата характеристических функций. Результаты: полученная в работе улучшенная верхняя граница вероятности ошибки для оптимального приемника в канале с межсимвольной интерференцией обеспечивает более высокую точность, чем предложенные ранее границы, обладая при этом вполне приемлемой сложностью вычисления. Как показывают численные примеры, выигрыш по точности может достигать одного порядка. Более того, имеется хорошее соответствие и даже практически полное совпадение результатов моделирования и улучшенной верхней границы. Это соответствие наблюдается в широком диапазоне значений отношения сигнал-шум, включая область малых значений отношения сигнал-шум, для которых известные границы оказываются очень грубыми. Практическая значимость: полученная в работе верхняя граница вероятности ошибки позволяет заметно улучшить обменные соотношения между отношением сигнал-шум и помехоустойчивостью для каналов с межсимвольной интерференцией и тем самым повысить надежность и адекватность технических решений, направленных на рациональный выбор между повышением скорости передачи (или плотности записи) и степенью влияния межсимвольной интерференции.