网格编码调制技术及仿真实现

武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文）网格编码调制技术及其仿真实现Trellis-codedModulationTechnologyandtheRealizationoftheSimulation学生姓名陈爱杰学号1030020301专业班级通信工程1008（移动通信方向）指导教师王助娟2014年5月武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文）作者声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除了文中特别加以标注的地方外，本论文不包含任何其他违反学术道德、学术规范的行为，也没有侵犯任何其他人或者组织的科研成果及专利。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如本论文设计（论文）引起的法律结果完全由本人承担。毕业设计（论文）成果归武汉工程大学邮电与信息工程学院所有。特此声明。作者专业：作者学号：作者签名：年月日武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文）摘要目前，随着通信业务需求的快速增长，传输容量迅猛增长，功率频谱受限的数字传输系统面临通信容量太小的沉重压力，因此，寻找功率频谱同时有效利用的调制方法已成为长期以来通信系统设计研究的主要内容，网格编码调制（TCM）技术将纠错编码和调制信号结合起来进行设计，能够克服一般纠错编码在提高功率利用率时使频谱利用率下降的缺点。在TCM中用扩展信号集来提供编码冗余度，并通过集分割增强信号点间的欧式距离，以获得编码增益。TCM编码调制技术是一种将编码与调制有机结合起来的编码调制技术，这种方法既不降低频带利用率，也不降低功率利用率，而是以设备的复杂化为代价换取编码增益。可使系统的频带利用率和功率资源同时得到有效利用。利用状态记忆和分集映射来增大编码序列之间距离的办法，来提高编码增益。通过计算相关增益，并比较结果来反映该编码方式的优势。本论文通过对网格编码调制技术的发展历史进行简要概括，对网格编码技术进行简要了解。然后，对网格编码调制技术的原理进行系统的分析。对其关键技术，TCM分集映射原理、信号点集合分割、TCM网格构造图、Viterbi译码等，进行模块化介绍分析，在设置案例进行验证，并对验证结果进行仿真，以判断网格编码调制技术是否能够达到预期效果。关键词：网格编码；分集映射；集合分割；网格构造图；Viterbi译码武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文）AbstractAtpresent,withtherapidgrowthofcommunicationservicedemand,rapidincreasetransmissioncapacity,limitedpowerspectrumofthedigitaltransmissionsystemisfacingheavypressureofcommunicationcapacityistoosmall,therefore,thesearchforpowerspectrumatthesametime,effectiveuseofmodulationmethodhasbecomethemaincontentofthecommunicationsystemdesignresearchforalongtime,thegridcodemodulation(TCM)technologycombinederrorcorrectioncodingandmodulationsignaltocarryonthedesign,canovercomethegeneralerrorcorrectioncodinginimprovingpowerefficiencymakesspectrumefficiencydropswhenfaults.TCMcodingmodulationtechniqueisakindoforganiccombinationofencodingandmodulationcodemodulationtechniques,thismethoddoesnotreducethebandwidthutilization,alsodon'treducetheutilizationrateofpower,butacomplexintocostforcodinggaintoequipment.Canmakethebandefficiencyandpowerofthesystematthesametimemoreefficientuseofresources.Usethestatememoryanddiversitymappingtoincreaseofthedistancebetweenthecodingsequencemethod,toimprovethecodinggain.Thispaperbasedonthegridcodemodulationtechnologybrieflysummarized,thedevelopmenthistoryofthegridcodingtechnologybriefly.Then,theprincipleofgridcodemodulationtechnologyfortheanalysisofthesystem.TCMdiversityofitskeytechnologies,mappingprinciple,signalcollectionpointsegmentation,TCMgridstructuremap,Viterbidecoding,etc.,introducesmodularanalysis,setincaseverification,andtheverificationresultsofthesimulation,todeterminewhethergridcodemodulationtechnologycanachievethedesiredeffect.Keywords:gridcode;Diversitymap;Setsegmentation;Gridstructuremap;Viterbidecoding武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文）目录第1章绪论........................................................71.1TCM调制解调技术的发展历史..................................71.2TCM网格编码调制技术的发展趋势..............................81.3本论文的研究内容.............................................8第2章网格编码调制简介............................................92.1TCM网格编码.................................................92.2TCM网格编码的关键技术.......................................92.2.1TCM的基本概念..............................................92.2.2TCM的分集映射与欧氏距离...................................102.2.3TCM信号映射与距离度量.....................................112.2.4网格编码调制的Viterbi译码...................................13第3章TCM网格编码调制仿真实现.................................153.1TCM网格编码调制系统框架...................................153.1.1编码调制器的结构............................................153.1.2TCM编码器的选择...........................................163.2TCM编码器的仿真...........................................183.2.1卷积码编码仿真..............................................183.38PSK调制与解调系统的MATLAB实现.........................193.3.18PSK的原理................................................193.4信道传输过程仿真...........................................213.5TCM编码器码率的选择.......................................223.6网格编码调制的Viterbi译码...................................24武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文）3.6.1Viterbi算法基本原理.........................................253.6.2基于网格的Viterbi算法.......................................263.6.3Viterbi译码的MATLAB仿真..................................28第4章仿真结果分析..............................................304.1TCM网格编码调制系统框架.....................................304.28PSK的调制解调原理图........................................304.3仿真结果分析.................................................304.3.1两种调制解调系统在（200样点）误码率对比图..................314.3.2两种调制解调系统在（420样点）误码率对比图..................324.4结果分析....................................................32第5章总结与展望..................................................33参考文献...........................................................34致谢...............................................................35附录...............................................................36卷积编码器编码MATLAB仿真程序....................................36Viterbi译码MATLAB仿真程序.......................................378PSK调制解调MATLAB仿真程序......................................40TCM调制解调MATLAB仿真程序.......................................43武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文）第1章绪论近年来,通信技术随着人们的需求得到了飞速的发展,人们对通信系统的要求也越来越高,大的容量是系统首先应具备的,频率利用率和通信质量的保证也是不