Hispanopedia WikiLa conformación de constelación es un método para mejorar la eficiencia energética en la modulación de señales digitales que optimiza la modulación por desplazamiento de fase y amplitud (APSK) y la modulación de amplitud en cuadratura (QAM) convencional, modificando la distribución uniforme continua de los símbolos de datos para adaptarla al canal. En un canal afectado por ruido blanco gaussiano aditivo (AWGN), esto implica transmitir señales de baja energía con mayor frecuencia que señales de alta energía, con el objetivo de aproximarse a una distribución gaussiana de la potencia de transmisión.
En la modulación de señales digitales , los bits de información modulan la señal de onda electromagnética portadora a un conjunto de estados deseados de fase, frecuencia y amplitud. Este conjunto de estados permitidos se denomina constelación . Normalmente, la probabilidad de que un bit de información sea 0 es la misma que la de que sea 1, lo que implica que todos los estados de la constelación aparecen con igual probabilidad. Sin embargo, la transmisión óptima a través de la mayoría de los canales prácticos, como el ruido blanco gaussiano aditivo (AWGN), requiere una probabilidad no igual de los símbolos de transmisión. [ 1 ]
La transmisión mediante constelación de señales con forma específica envía algunas combinaciones de señales con mayor frecuencia y otras con menor frecuencia para optimizar la calidad de la señal en el destino, o para mantener la misma calidad utilizando menos energía de transmisión.
Formación probabilística de constelaciones
La conformación probabilística de constelaciones intenta modificar directamente la función de masa de probabilidad aplicando un comparador de distribución entre los datos del usuario y el mapeador a los símbolos de la constelación. En [ 2 ] se propuso una arquitectura práctica de transmisor y receptor que logra esto. Esta técnica atrajo más interés en septiembre de 2016 cuando Nokia Bell Labs demostró canales de transmisión de datos de 1 Tbit/s en funcionamiento entre ciudades alemanas. [ 3 ] En octubre de 2016, Alcatel-Lucent y Bell Labs afirmaron haber logrado una transmisión de 65 Tbit/s a través de una fibra monomodo de 6600 km (4100 millas) en pruebas de laboratorio. [ 4 ] La primera prueba de campo comercial de la industria fue completada en 2018 por China Telecom y Huawei Technologies. [ 5 ]
Formación de constelaciones geométricas
La configuración geométrica de constelaciones busca modificar la distribución de la potencia de transmisión optimizando los estados de la constelación. En un canal AWGN, esto generalmente implica concentrar más puntos de la constelación en las zonas de baja amplitud y reducir su concentración en las zonas de alta amplitud. Otros tipos de canales requieren la eliminación total de los puntos de alta amplitud, por ejemplo, debido a problemas de eficiencia del amplificador. Un ejemplo notable son los enlaces satelitales , donde se prefiere una constelación APSK a una QAM.
La ventaja de la conformación geométrica de constelaciones radica en que no requiere un acoplador de distribución, lo que simplifica el procesamiento de la señal digital tanto en el transmisor como en el receptor. Sin embargo, este método no suele permitir el etiquetado de los puntos de la constelación mediante código Gray , lo que conlleva una degradación del rendimiento. Por lo tanto, la conformación probabilística resulta ligeramente más eficaz que la geométrica.
Referencias
- ↑ Thomas M. Cover, Joy A. Thomas, Elementos de la teoría de la información, 2.ª edición ISBN 978-0-471-24195-9Julio de 2006
- ↑ G. Böcherer, F. Steiner y P. Schulte, "Modulación codificada de paridad de baja densidad eficiente en ancho de banda y con adaptación de velocidad", en IEEE Transactions on Communications, vol. 63, n.º 12, págs. 4651-4665, dic. 2015, doi: 10.1109/TCOMM.2015.2494016.
- ↑ "La fibra óptica transmite un terabit por segundo" . Universidad Técnica de Múnich. 16 de septiembre de 2016. Archivado del original el 23 de septiembre de 2016. Consultado el 23 de septiembre de 2016 .
- ↑ Jeffrey, Colin (13 de octubre de 2016). "El cable de datos submarino ultrarrápido de Nokia torpedea [ sic ] a la competencia" . newatlas.com . Consultado el 14 de octubre de 2016 .
- ↑ Huawei 21/11/2018, Perspectivas de los socios. "China Telecom y Huawei completaron conjuntamente la primera prueba de campo de ultra larga distancia de 200G/400G basada en PCS de la industria en una red WDM comercial" . Light Reading . Consultado el 28/10/2020 .
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Enlaces externos
- Fehenberger, Tobias; Alvarado, Alex; Böcherer, Georg; Hanik, Norbert (2016-06-13). "Sobre la conformación probabilística de la modulación de amplitud en cuadratura para el canal de fibra no lineal". Journal of Lightwave Technology . 34 (21): 5063. arXiv : 1606.04073 . Bibcode : 2016JLwT...34.5063F . doi : 10.1109/JLT.2016.2594271 . S2CID 1509175 .
- Buchali, Fred; Böcherer, Georg; Idler, Wilfried; Schmalen, Laurent; Schulte, Patrick; Steiner, Fabian (2015-09-29). "Demostración experimental del aumento de capacidad y la adaptación de la tasa mediante 64-QAM con forma probabilística". arXiv : 1509.08836 [ cs.IT ].
- Xiang, Xingyu; Valenti, Matthew C (2012-10-17). "Cerrando la brecha a la capacidad de APSK: constelación, forma y distribución de grados". arXiv : 1210.4831 [ cs.IT ].
- Häger, Christian; Alexandre Graell i Amat; Alvarado, Alex; Agrell, Erik (24-09-2012). "Diseño de constelaciones APSK para canales ópticos coherentes con ruido de fase no lineal". IEEE Transactions on Communications . 61 (8): 3362– 3373. arXiv : 1209.5221 . Bibcode : 2012arXiv1209.5221H . doi : 10.1109/TCOMM.2013.061913.120713 . S2CID 14595512 .
- Simulación de transmisión óptica coherente mediante conformación probabilística
- Explicación de cómo funciona la formación de constelaciones probabilísticas.
- Modos de modulación de radio cuantificados