tcm网格编码调制技术的研究new

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1、摘要快速发展的通信业务要求系统保证良好通信质量的同时能实现高的数据率，然而对于带宽有限并且存在干扰的信道来说，这是一个很有挑战性的课题。本文对能够解决这一问题的两种编码调制方案进行了研究，重点讨论了网格编码调制（TCM）的原理与应用。本文介绍了TCM的概念，TCM的子集分割原理和编码增益计算，并对软判决Viterbi译码算法作了简单的介绍，对TCM的误码率性能进行了计算机仿真。关键词：网格编码调制、软判决ViterbAbstractModerncommunicationservicesrequirecommunicationsystemscanp

2、rovidehighdateratewithfavorablecommunicationquality.Butthisisachallengeforlimitedbandwidthchannelwithinter-symbolinterference.Inordertosolvethisproblem，thisthesisstudiedontwokindsofchannelcodedmodulationschemes.TheprinciplesandapplicationsofTrellisCodedModulation(TCM)areinves

3、tigated.ThisthesisintroducedtheconceptofTCM，theprincipleofsetpartitionandthemethodofcomputingcodinggains.SoftdecisionViterbidecodingisemphaticallydiscussedandtheperformanceofTCMisanalyzedbycomputersimulation.Keyword:TCM、SoftdecisionViterbidecoder目录第一章绪论1.1数字通信与信道编码当今世界已进入了飞速发

4、展的信息时代，信息及时正确的传送起着越来越重要的作用。通信系统的目的就在于把信息从信源高效、可靠、必要时还需要安全的传送到信宿。有扰通信信道的噪声会对传输的信息造成干扰，从而降低了通信的可靠性。通信系统设计的主要问题在于如何在随机噪声的干扰下实现信息的可靠和有效的传输。所以评价一个通信系统优劣的主要指标是系统的可靠性和有效性，有效性可用传输速率来衡量，可靠性可用错误比特率来衡量。在很长的一段时间里有效性和可靠性被认为是一对不可调和的矛盾，因为在有扰信道中实现任意小错误概率的信息传输的唯一方法就是把传输速率降低到零。1984年，Shannon发表了

5、题为“通信的数学理论[1]”的论文，提出了著名的Shannon定理，指明了在有扰信道中实现有效而可靠地传输的途径是编码，奠定了纠错编码技术研究的基础。该定理指出在任意离散输入无记忆平稳有噪声信道中只要信息的传输速率不超过信道的容量即信道传输能力的上限，总可以找到一种编码方式，使得信息的传输速率任意逼近信道容量，而传输的错误概率任意小，或者传输的失真度能够逼近给定的要求；反之，则无论采用何种编码方式也不可能保证错误概率任意小。根据Shannon的信息论，典型的数字通信系统的基本组成[2]如图1.1所示。信源信源编码器数字调制器信道编码器信道干扰信宿

6、数字解调器信道译码器信源译码器编码信道调制信道从图1.1可以看出发端包括了四个主要模块：信源，信源编码器，信道编码器，数字调制器。信源信息可以是数据，图像，语音，视频等，信源编码的作用之一是设法减少码元数目和降低码元速率，即数据压缩。作用之二是当信源给出的是模拟信号时，信源编码器将其转换成数字信号，即实现模拟信号的数字化传输，接收端的信源译码是信源编码的逆过程。信道编码器对传输的信息码元按照一定的规则加入保护成分，组成所谓的抗干扰编码。接收端的信道译码器按照编码的规则进行译码，从解码过程中发现错误并纠正错误，提高了通信系统的抗干扰能力，实现可靠通

7、信。数字调制就是把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的频道信号，在接收端数字解调器可以采用相干解调或非相干解调还原为数字基带信号。所谓编码信道是指图1.1中编码器输出端到译码器输入端的部分。在数字通信系统中，研究编码和译码时采用编码信道，会使问题分析更加容易。1.2信道编码技术和发展正如我们在第一节中所提到的，Shannon1948年完成的论文“通信中的数学理论”标志着信息论与编码理论这一学科的创立，Shannon定理给出了通信系统所能达到的极限信息传输速率，达到极限信息速率的通信系统称为理想通信系统但是在该文中关于信道编码定理

8、的证明是存在性的，而并没有指出具体可行的信道编码方案，因而如何在实际系统中实现信道编码仍然是一个难题。此外，冗余信息长度的增长伴随着相关