Table of Contents

ACKNOWLEDGMENT IV

TABLE OF CONTENTS VI

LIST OF TABLES X

LIST OF FIGURES XI

ABSTRACT (ENGLISH) XV

ABSTRACT (ARABIC) XVI

1 INTRODUCTION 1

    1.1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

    1.2 FADING CHANNELS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

    1.3 TRELLIS CODED MODULATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

    1.4 SPACE-TIME CODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

        1.4.1 ENCODER/DECODER OF ST SYSTEMS . . . . . . . . . . . 11

        1.4.2 PERFORMANCE CRITERIA OF ST SYSTEMS . . . . . . . . 14

        1.4.3 RECENT RESEARCH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

    1.5 THESIS CONTRIBUTION AND ORGANIZATION . . . . . . . . . . . 23

2 PERFORMANCE EVALUATION OF UEP ST TRELLIS CODES 29

    2.1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

    2.2 PERFORMANCE EVALUATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

        2.2.1 PAIRWISE ERROR AND ERROR EVENT PROBABILITIES . 31

    2.3 QUASI-REGULARITY OF ST TRELLIS CODES . . . . . . . . . . . 34

    2.4 TRANSFER FUNCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

        2.4.1 MODIFIED TRANSFER FUNCTION . . . . . . . . . . . . . 41

        2.4.2 BIT ERROR PROBABILITY FOR INDIVIDUAL INPUT BITS . 42

        2.4.3 DISTANCE SPECTRUM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

    2.5 QR AND NON-QR CODES PERFORMANCE EXAMPLES . . . . . . 48

3 DESIGN OF UEP ST TRELLIS CODES 53

    3.1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

    3.2 EXHAUSTIVE SEARCH APPROACH . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

        3.2.1 CODE GENERATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

        3.2.2 CODE SEARCH CRITERIA . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

    3.3 DESIGN APPROACH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

    3.4 SEARCH AND DESIGN-BASED CODES . . . . . . . . . . . . . . . 61

        3.4.1 SEARCH-BASED CODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

        3.4.2 DESIGN OF 4-STATE QPSK CODES . . . . . . . . . . . . 63

        3.4.3 DESIGN OF 8 AND 16-STATE QPSK CODES . . . . . . . . 70

        3.4.4 DESIGN OF 8-STATE 8PSK CODES . . . . . . . . . . . . . 70

    3.5 NEW CODES PERFORMANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

4 WIRELESS IMAGE TRANSMISSION USING UEP ST TRELLIS CODES 86

    4.1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

    4.2 IMAGE PROCESSING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

        4.2.1 TRANSFORM CODING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

        4.2.2 BIT ALLOCATION AND QUANTIZATION . . . . . . . . . . 89

        4.2.3 IMPORTANT VS. LESS IMPORTANT BITS . . . . . . . . . . 95

        4.3 IMAGE TRANSMISSION OVER A RAPID FADING CHANNEL USING ST-TRELLIS CODING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

        4.3.1 QPSK CODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

        4.3.2 8PSK CODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

5 CONCLUSIONS AND FUTURE RESEARCH 119

    5.1 SUMMARY AND CONCLUSIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

    5.2 FUTURE WORK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

BIBLIOGRAPHY 125