קידוד נייר מלוכלך

בתקשורת, קידוד נייר מלוכלך (DPC) או קידוד קוסטה הוא טכניקה לשידור יעיל של נתונים דיגיטליים דרך ערוץ בעל רעש המוכרת למשדר. הטכניקה מורכבת מתכנון מוקדם של קידוד הנתונים על מנת לאפשר התגברות על ההפרעה. קידוד נייר מלוכלך משיג את קיבול הערוץ ללא שוני בצריכת חשמל ומבלי לדרוש מהמקלט לדעת את האות המפריע.

המונח "קידוד נייר מלוכלך" נטבע על ידי מקס קוסטה^[1] שהשווה את הטכניקה לכתיבת הודעה על פיסת נייר המלוכלכת חלקית בכתמים אקראיים. על ידי מחיקה והוספה של דיו במקומות המתאימים, הכותב יכול להעביר מידע בדיוק כמו אם הנייר נקי, אף על פי שהקורא אינו יודע היכן היה הלכלוך. באנלוגיה זו, הנייר הוא הערוץ, הלכלוך הוא הפרעות, הכותב הוא המשדר והקורא הוא המקלט.

מקודד עבור קידוד נייר מלוכלך הוא דואלי במונחי תורת האינפורמציה למפענח קידוד Wyner-Ziv במפענח.^[^{דרוש מקור]}

גרסאות

גרסאות שונות של קידוד נייר מלוכלך כוללים קידוד מקדים של קוסטה (1983).^[1] קירובים לא אופטימליים של קידוד נייר מלוכלך כוללים קידוד מראש של Tomlinson-Harashima (THP) שפורסם ב-1971^[2]^[3] וטכניקת ההפרעות הווקטוריות של Hochwald et al. (2005).^[4]

שיקולי עיצוב

קידוד קוסטה וטכניקות דמויות דורשות ידע על מצב ההפרעות באופן לא סיבתי, כגון מידע על מצב ערוץ של כל המשתמשים ונתוני משתמש אחרים. לפיכך, התכנון של מערכת אלו צריך לכלול הליך להזנת מידע צדדי למשדרים.

שימושים

בשנת 2003, קייר ושמאי^[5] יישמו מקודד קוסטה על קישור רב-משתמשים מרובה אנטנות, אשר מכונה "ערוץ ברודקאסט" על ידי תאורטיקנים. מאז, קיים שימוש נרחב בקידוד זה ברשתות אלחוטיות ובטכניקת קידוד מודעת להפרעות עבור רשתות אלחוטיות דינמיות.

בטכניקה זאת נעשה שימוש גם עבור "סימון מים דיגיטלי מושכל" והוא מנגנון האפנון בו משתמש 10GBASE-T.

ראו גם

רדיו קוגניטיבי
תקשורת מרובות כניסות מרובות יציאות
MIMO מרובה משתמשים
פאלימפססט

קישורים חיצוניים

"כתיבה על נייר מלוכלך", הפרסום המקורי של מקס קוסטה

הערות שוליים

^ ¹ ² M. Costa (במאי 1983). "Writing on dirty paper" (PDF). IEEE Transactions on Information Theory. 29 (3): 439–441. doi:10.1109/TIT.1983.1056659. אורכב מ-המקור (PDF) ב-2015-01-21. {{cite journal}}: (עזרה)
^ M. Tomlinson (במרץ 1971). "New automatic equalizer employing modulo arithmetic". Electron. Lett. 7 (5–6): 138–139. Bibcode:1971ElL.....7..138T. doi:10.1049/el:19710089. {{cite journal}}: (עזרה)
^ H. Harashima; H. Miyakawa (באוגוסט 1972). "Matched-transmission technique for channels with intersymbol interference". IEEE Trans. Commun. COM-20 (4): 774–780. doi:10.1109/TCOM.1972.1091221. {{cite journal}}: (עזרה)
^ B. M. Hochwald; C. B. Peel; A. L. Swindlehurst (במרץ 2005). "A vector-perturbation technique for near-capacity multiantenna multiuser communication - Part II: Perturbation". IEEE Trans. Commun. 53 (3): 537–544. CiteSeerX 10.1.1.3.9687. doi:10.1109/TCOMM.2004.841997. {{cite journal}}: (עזרה)
^ Caire, Guissepe; Shamai, Shlomo (ביולי 2003). "On the Achievable Throughput of a Multiantenna Gaussian Broadcast Channel". IEEE Transactions on Information Theory. 49 (3): 1691–1706. doi:10.1109/TIT.2003.813523. {{cite journal}}: (עזרה)

[costa-1] ¹ ² M. Costa (במאי 1983). "Writing on dirty paper" (PDF). IEEE Transactions on Information Theory. 29 (3): 439–441. doi:10.1109/TIT.1983.1056659. אורכב מ-המקור (PDF) ב-2015-01-21. {{cite journal}}: (עזרה)

[2] M. Tomlinson (במרץ 1971). "New automatic equalizer employing modulo arithmetic". Electron. Lett. 7 (5–6): 138–139. Bibcode:1971ElL.....7..138T. doi:10.1049/el:19710089. {{cite journal}}: (עזרה)

[3] H. Harashima; H. Miyakawa (באוגוסט 1972). "Matched-transmission technique for channels with intersymbol interference". IEEE Trans. Commun. COM-20 (4): 774–780. doi:10.1109/TCOM.1972.1091221. {{cite journal}}: (עזרה)

[4] B. M. Hochwald; C. B. Peel; A. L. Swindlehurst (במרץ 2005). "A vector-perturbation technique for near-capacity multiantenna multiuser communication - Part II: Perturbation". IEEE Trans. Commun. 53 (3): 537–544. CiteSeerX 10.1.1.3.9687. doi:10.1109/TCOMM.2004.841997. {{cite journal}}: (עזרה)

[5] Caire, Guissepe; Shamai, Shlomo (ביולי 2003). "On the Achievable Throughput of a Multiantenna Gaussian Broadcast Channel". IEEE Transactions on Information Theory. 49 (3): 1691–1706. doi:10.1109/TIT.2003.813523. {{cite journal}}: (עזרה)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]