现代通信系统的联合编码调制理论及其必威体育精装版进展.pptVIP

04/1/2005 现代通信系统的联合编码调制理论及其必威体育精装版进展 Outline 联合编码调制的基本理论及进展 星座的设计 基于并行独立信道的联合编码调制方案 联合编码调制的理论背景 “带宽效率编码” 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的编码，从而提高通信传输链路的可靠性。 联合编码调制的基本出发点 编码器和调制器当作一个整体进行综合设计； 编码序列的欧氏距离作为调制设计的量度； 编码器和调制器级联后产生的编码信号序列之间具有最大的欧氏自由距离 TCM Ungerbeck的主要贡献[1] ： AWGN信道，不增加带宽和功率，相同的信息速率下可获得3－6dB 的编码增益； 提出一种可以获得最大自由欧氏距离(MFED)集合分块划分方法（Mapping by set partitioning）。 给出了AWGN信道下TCM好码的欧氏空间度量的定义，这与传统上的采用Hanming距离作为好码判据是不同的。 衰落信道下TCM D.Divsalar的主要贡献[2] : 提出了适用与移动卫星衰落信道的“非对称型TCM编码调制方案”； 提出了衰落信道下TCM好码的最佳判据，即非欧空间度量； 提出了适用于衰落信道的最优MTCM码以及一种新的集分割方法。 TCM的主要问题 BCM分组编码调制 进入90年代, 研究热点开始转向BCM(分组编码调制)。BCM最早是由Imai[3]等人于1977年提出的，然而直到90年代才得到广泛关注。 随后Rajapz[4]的研究表明: 对于AWGN信道, BCM码字的误码率取决于最小平方欧氏距离及路径复杂度, 路径复杂度定义为与正确路径的平均最邻近路径数； 对于瑞利衰落信道, 码字的误码率主要取决于它的最小汉明距、最小乘积距离以及路径复杂度。 BCM的优、缺点 优点： 最小平方欧氏距离的计算简单, 可以由构成它的成份码的最小汉明距离直接得到, 而TCM 码的最小平方欧氏距离只能由计算机有哪些信誉好的足球投注网站得到； 分组码的线性结构以及相位旋转不变性可以有效解决载波相位模糊度及保证载波相位重同步； 多层分组调制码的译码复杂度较小。 缺点： 缺乏性能优异的分组码 受TCM自身结构缺陷的影响 BICM 1992年，Zehavi[5]对TCM的结构进行了一个开创性的变革 比特交织器的引入 改善了码字间的最小欧式距离 在理想交织时，编码器和调制器分离设计，高度的设计灵活性 BICM追求汉明距的最大化，尽管牺牲了一些欧氏距离特性,但使得码分集数最大,在Rayleigh衰落信道下具有高度的鲁棒性。 BICM Caire[6]主要贡献： 证明BICM的信道容量小于CM理论信道容量，是一种次优的设计方案； BICM的误码率性能取决于纠错码的汉明距离,调制星座的最小欧氏空间调和均值和最小近邻数。由此，纠错码和调制星座可以分别独立设计； 证明了BICM方案在AWGN信道下采用Gray映射的星座设计是最优的，其信道容量与经典的CM理论信道容量的差别可以忽略。 MLC 1999年，Wachsmann[7]对TCM、BCM和BICM的理论进行了分析和研究，给出了一个多级编码调制(MLC)的一般形式；在这个框架下，TCM、BCM和BICM可以看作为特例。 同时Wachsmann分析和比较了五种寻找MLC好码的设计准则。 利用互信息链式法则，证明了对于任意星座和映射法则，MLC的多阶段译码MSD，可以渐进逼近MLD算法所能达到的信道容量,而且译码的复杂度却大大降低。 2000年后联合编码调制问题 Turbo思想(迭代、交织和最大似然译码）和MIMO及其空时编码、LDPC码技术的出现 Problem： 传统的联合编码调制设计准则在引入迭代译码后依然是否有效?Gray labeling是否仍然是最优的？ 当MIMO调制和星座映射相结合时(矩阵调制 )，即在扩展的欧氏空间上应该采用什么样的设计准则？用什么样的方法划分或有哪些信誉好的足球投注网站最优的映射图样(labeling)？ LDPC码特性对联合编码调制方案有什么影响？ 基于BICM的联合编码调制的研究 研究框架： BICM；BICM-ID；BI-STCM；BI-STCM-ID 研究内容： 高阶星座的设计方法和设计准则； 高阶星座的信号集的分布和比特到符号的映射规则(labeling); 基于非正则LDPC码的联合编码调制系统框架结构 高阶星座的设计方法和设计准则 信道容量准则 EXIT(互信息转移状态图)方法 欧氏度量准则 高阶星座的设计方法和设计准则  －－信道容量准则 BICM每个独立比特信道互信息： 高阶