【正文】 的核心。 （ 3,2,3）卷積編碼器 (nm)=1(bit) x2 輸入比特流 m=1(bit) x1 （ 1） 設計編碼器 圖 所示為（ 3,2,3）卷積編碼器的框圖。設 n=2,m=nm=1,則輸入比特流的星座點數(shù)為2n =22 =4。 武漢工程大學郵電與信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 8 下面舉例進一步說明 TCM 信號的形成過程。 個子集中 一個， nm 個沒有編碼的比特用來選定所在子集中 錯誤 !未找到引用源。其中， m+1 個編碼比特與 錯誤 !未找到引用源。 （ 3）編碼比特向星座點的映射 編碼調制的關鍵在于如何將信道編碼與調制有機結合。 個星座點的多元調制（如 MPSK 或 MQAM），將其星座進行逐級分割。卷積編碼器一般結構如 圖 所示。我們可以將得到的 n+1 個編碼比特視為（ n+1， n，N）卷積碼編碼器的輸出。 B0 B1 C0 C1 C2 C3 武漢工程大學郵電與信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 6 信號映射 圖 TCM 編碼器的一般結構 TCM 信號的形成 TCM 編 碼器的一般結構如圖 所示，根據(jù)該結構， TCM 信號的形成包括以下 3 個部分。 TCM 編碼 網格編碼調制的基本原理是通過集分割方法將編碼器對信息比特的編碼轉化為對信號點的編碼，使得在信道中傳輸?shù)男盘桙c序列遵從一定的規(guī)則 [1]。 武漢工程大學郵電與信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 5 圖 8PSK 星座集分割 對 8PSK、 16QAM 等一類系統(tǒng)，昂格爾博客用 “集分割 ”的方法進行信息元與已調信號之間的變換，并用計算機搜索了一批用這種 “集分割 ”方法得到的有最大歐氏距離的碼，改碼被稱為 UB 碼。在實際應用中可根據(jù)需要決定原始信號集被分割的次數(shù)，沒有必要分割至子集中只有一個信號點。集分割的方法是先把這 8 個點的集合分割成兩個子集 0B 和 1B ，子集中最小歐氏距離為 2 ；再將子集 0B 和 1B 分割成 4 個子集 C0 、 C1 、 C2 、 C3 ，且 0B =C 0 UC 2 ， 1B =C1 UC 3 ，最小歐氏距離增大為 2；繼續(xù)分割，可得到 8 個子集，每個子集中只有一個信號點，最小歐氏距離增大為無窮大。信號點之間可能有的距離有 0? 、 1? 、 2? 和 3? ，該距離即為信號點的歐氏距離。假設一個系統(tǒng)用（ 3， 2， N）卷積碼編碼器，后接一個 8PSK 調制器組成，改變碼器輸出的碼組有 8 種可能的組合（ 000， 001， 010，011， 100， 101， 110， 111）。 集分割是利用星座圖來進行的。所謂集分割是將一個空間信號點集連續(xù)地分割成較小的子集，使分割后的子集內最小空間距離得到最大的增加。而在一般的多進制調制中，漢明距離和歐氏距離之間不存在單調的對應關系。傳統(tǒng)的糾錯編碼是以漢明距離作為度量準則進行設計的，但漢明距離最佳的編碼方案在映射成高 階調制信號時并不能保證獲得好的歐氏距離屬性。 對于單純的編碼而言，最小漢明距離是其譯碼性能的決定性參數(shù)，但當聯(lián)合考慮編碼調制時，最小歐氏距離才是衡量系統(tǒng)性能更有效的參數(shù)。對于卷積碼，通常稱其從同一狀態(tài)出發(fā)、又終止于同一 狀態(tài)的兩條路徑間的最小漢明距離為自由漢明距離。 TCM 有兩個基本特點：（ 1）在信號空間中的信號點數(shù)目比無編碼調制情況下對應的信號點數(shù)目要多，這些增加的信號點使編碼有了冗余，而不犧牲帶寬；（ 2）采用卷積碼編碼規(guī)則，使信號點之間引入相互依賴關系，僅有某些信號點圖樣或序列是允許用的信號序列，并可用模型化成為網格狀結構，因此命名 “網格編碼 ”。在當前集成電路高速發(fā)展、傳輸媒體成本高于終端設備成本而成為通信成本的第一考慮因素的同時，這種方法無疑是非常吸引人的。 武漢工程大學郵電與信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 3第 2章 TCM概述 TCM 的優(yōu)點 在傳統(tǒng)的數(shù)字通信系統(tǒng)中，通信編譯碼器和調制解調器是兩個主要組成部分，編碼與調制、譯碼與解調各自獨立設計。 仿真部分主要是通過 MATLAB 來仿真實現(xiàn) TCM 編碼器和譯碼器的功能，并通過對 TCM 編譯碼器基本原理的了解和 TCM8PSK 系統(tǒng)的組成結構，設計出一套可行的 TCM 編譯碼器的方案，通過 MATLAB 一般方法及仿真工具進行仿真研究。 設計由兩部分組成： TCM 編碼器及 TCM 譯碼器的設計。 因此本論文探討了網格編碼調制對信息傳輸效 率 的影響。 1982 年，昂格爾博克（ Ungerboeck）提出了一種將調制與編碼相結合的方法，正式宣布了人們研究多年的編碼與調制相結合的 “網格編碼調制 ”即 TCM技術的誕生。 本文研究目的及意義 在傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)中編碼和調制是分開的，采用編碼方式來改善通信效率的這種方法有一個缺點：由于編碼導致的信息量增加，從而降低信號的傳輸速率，如果需要保持相同的速率，那么需要 犧牲頻帶為代價。這樣就可以在相同發(fā)射功率、相同有效性的條件下提高信息傳輸?shù)目煽啃?，特別適用于頻帶受限和功率受限信道。它 是將調制解調與糾錯編碼當成一個整體來設計。 MATLAB simulation武漢工程大學郵電與信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 目 錄 第 1 章 緒論 ............................................................................................................. 1 本文的研究背景 ........................................................................................ 1 本文研究目的及意義 ................................................................................ 1 本文的研究內容 ........................................................................................ 2 第 2 章 TCM 概述 ................................................................................................... 3 TCM 的優(yōu)點 ................................................................................................ 3 歐氏距離與漢明距離 ................................................................................ 3 集分割 ........................................................................................................ 4 TCM 編碼 .................................................................................................... 5 TCM 信號的形成 ............................................................................. 6 TCM 的網格圖 ................................................................................. 9 TCM 的編碼增益 ........................................................................... 10 TCM 譯碼 .................................................................................................. 10 第 3 章 基于 MATLAB 的 TCM 編譯碼器設計 ................................................ 15 MATLAB 簡介 .......................................................................................... 15 仿真流程 ................................................................................................... 16 仿真的總體流程 ............................................................................ 16 TCM 編碼部分流程圖 ................................................................... 17 TCM 譯碼部分流程圖 ................................................................... 18 調試分析 .................................................................................................. 19 第 4 章 總結與展望 ............................................................................................... 24 參考文獻 ................................................................................................................. 25 致謝 ........