比较交织编码调制技术的研究

论文摘要

编码调制是近20年来编码界的一大热点,它的出现是以G.Ungerboeck在1982年提出网格编码调制（TCM）理论为标志。它可以在带宽和功率受限的信道中,不降低有效传输速率的前提下进行有效编码。可以证明,TCM在加性高斯白噪声（AWGN）信道下是最优的,但是在衰落信道中其性能会严重恶化。解决这一问题有效方法之一是利用交织技术与编码调制相结合,以此获得在衰落信道下性能的提高。本文研究的就是一种加入比特级交织的编码调制系统——比特交织编码调制（BICM）,及引入反馈迭代译码的比特交织编码调制（BICM-ID）,并分析它们在不同信道条件下的性能。本文首先介绍BICM系统和BICM-ID系统的基本原理,及与其相关的关键技术。重点介绍了一种结合编码调制技术引入的2-FSK/4-PSK数字调制原理,其可将映射信号空间扩展到四维空间,并将此调制引入BICM系统,提出一种基于2-FSK/4-PSK调制的BICM改进系统,并从AWGN信道和衰落信道两方面分析影响BICM系统的主要因素,研究改进系统的优势。为了验证BICM在不同信道下的性能,设计了一组删余卷积码经过随机交织,与8PSK调制或2-FSK/4-PSK调制相结合,在接收端采用相干解调与维特比译码相结合的BICM方案,及相应BICM-ID方案,并给出方案仿真流程。仿真结果分析得出:无论是在AWGN信道下还是在衰落信道下,通过合理的控制2-FSK/4-PSK调制参数,本文所提出的BICM改进系统都比基于8PSK调制的BICM系统性能有所提高,且在衰落信道下新系统可以达到BICM-ID系统多次迭代所获得的性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 论文研究背景和意义
• 1.1.1 TCM技术背景
• 1.1.2 BICM技术特点
• 1.2 国内外在该方向的研究现状及分析
• 1.3 本文主要研究内容及结构安排
• 2 BICM系统及其相关技术
• 2.1 BICM的基本原理
• 2.1.1 编码过程
• 2.1.2 交织和映射
• 2.1.3 信道描述
• 2.1.4 译码过程
• 2.2 BICM-ID系统基本原理
• 2.3 映射方案的选择
• 2.4 卷积码基本原理
• 2.4.1 卷积码基础知识
• 2.4.2 卷积码的表示和分析方法
• 2.4.3 卷积码的距离特性
• 2.4.4 卷积码的Viterbi译码算法
• 2.4.5 删余卷积码原理
• 2.5 交织基本原理
• 2.5.1 块交织基本原理
• 2.5.2 随机交织基本原理
• 2.6 解调与解码相结合原理
• 2.7 本章小结
• 3 BICM改进系统
• 3.1 2-FSK/4-PSK调制基本原理
• 3.2 基于2-FSK/4-PSK调制的BICM系统
• 3.2.1 2-FSK/4-PSK-BICM系统结构改进
• 3.2.2 2-FSK/4-PSK-BICM系统算法改进
• 3.3 2-FSK/4-PSK-BICM系统优势分析
• 3.3.1 AWGN信道下优势分析
• 3.3.2 Rayleigh衰落信道下优势分析
• 3.4 本章小结
• 4 仿真实现与分析
• 4.1 仿真方案设计
• 4.1.1 BICM系统方案设计
• 4.1.2 BICM-ID系统方案设计
• 4.2 AWGN信道仿真结果与分析
• 4.3 Rayleigh衰落信道仿真结果与分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢