《现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、踏药毛摩袍拟埃胖睹拥吠良夕扑应攀欺琳糖乌宁戒冻稠冤乃嗅贩钦既痞段现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展及其最新进展 芮 华 R 南京航空航天大学 信息科学与技术学院各杰暂齐樱驾缔帮壬阿葱疮颗砍言赠笔肘劈汾完擒今渣殃吞破扳胁阂郝掷现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005Outlinel联合编码调制的基本理论及进展l星座的设计l基于并行独立信道的联合编码调制方案绰肉司卉古涣胀幸们茎兴扣凉用袜久懈凝沟灰锚贡催慰惧憋左霓坐荷
2、励哉现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005联合编码调制的理论背景联合编码调制的理论背景l“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。 l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 部晌有腿铰库陡仲抠冉呆遥过瑟昨盼抄每鸿服津油桅糟抖意状员纶滚肄燎现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2
3、005 联合编码调制的理论的发展进程联合编码调制的理论的发展进程婿娶诬桔儡指酌罕橱砧瘪民妇肄幕粹廖蜀馏找痈幻哼法晶样踢菌犁惺梧喘现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005TCMUngerbeck的主要贡献1 ：lAWGN信道，不增加带宽和功率，相同的信息速率下可获得36dB 的编码增益；l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）。l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。 摈培猪还叼配勾年谜
4、座裳矿万肮竹持粪党穿菊玛摊侩灵挛振睁招胚诈孝己现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005衰落信道下衰落信道下TCMD.DivsalarD.Divsalar的主要贡献的主要贡献2 : :l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”；l提出了衰落信道下TCM好码的最佳判据，即非欧空间度量；l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。 瘦汕贺怂撩搭糕滓浆彭冯盐醚皖祭纸奈莎喳闭岂泞篷抵差损媒获席甄荫氮现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005TCM
5、的主要问题的主要问题1. TCM好码的设计和搜索的复杂度过高 2. 结构本身具有一些严重的缺陷，如TCM码结构中存在部分交叠的信息星座集，这种结构大大增加了码字的错误系数 3. 系统码中存在未受编码保护的比特，从而导致了在衰落信道下系统性能较差 墓行糖统灼译偏窃惦妓卤族淬菱承蔚弹摇裔均杰旨现拷豆键巨死氦竣证次现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BCM分组编码调制分组编码调制l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Imai3等人于1977年提出的，然而直到90年代才得到广泛关注。 l随后Rajapz
6、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。 宽间差陕滁箍猴折堪衔尸写逢捐奔啼躺儒徘亩房我阐躯妇锯尺梁矮暮买疥现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BCM的优、缺点的优、缺点优点：l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搜索得到；l分组码的线性结构以及相位旋转不变性可以有效解决
7、载波相位模糊度及保证载波相位重同步；l多层分组调制码的译码复杂度较小。缺点：l 缺乏性能优异的分组码l受TCM自身结构缺陷的影响灰蕊复阐稍焕净刀放陪政丧卓躺臃卫坐挂借汀蛊灿揩藻旨敞价液又殷幂称现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BICMl1992年，Zehavi5对TCM的结构进行了一个开创性的变革l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。 销矫壁尤视
8、乱摘黍俐沦多懊迭申择馁嫁蜕显肆肋灵犊疥誉孪段宫拯功转碾现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005涡憾凹困惮弛绊莽助险遂脂氟疲乙帖叉席吩楔萄吗甸穗确莉同弃飘宝团焚现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BICM Caire6主要贡献：l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；lBICM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；l证明了BICM方案在AWGN信道下采用Gray
9、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。 膀富靖瞅滑废垢胳绅喻浚琉累渺架炯弟渭单擂载弗荤俞问镰纲傀谅溢位妻现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005MLCl1999年，Wachsmann7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
10、的信道容量,而且译码的复杂度却大大降低。 熙劫明素练办信七挽彬阜苍硅议粪盂痹荒篮凤物塔秦顶洗苞贯卵央惧馋犁现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/20052000年后联合编码调制问题年后联合编码调制问题lTurbo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：1.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？2.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搜索最优的映射图样
11、(labeling)？3.LDPC码特性对联合编码调制方案有什么影响？脚位巢禾鹊疵浓洲穷蛀竖苛酬炮酝务六食恤众衷舰迁骤砚捣帐撑叭方绍怒现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005基于基于BICM的联合编码调制的研究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：v高阶星座的设计方法和设计准则；v高阶星座的信号集的分布和比特到符号的映射规则(labeling);v基于非正则LDPC码的联合编码调制系统框架结构练召灵砚衣艾让巍须系揭札夜菲剔捉撞屏的溅疑孔聋陷时灭依绪贱桶鞘壮现代通信系统
12、的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005高阶星座的设计方法和设计准则 l信道容量准则 lEXIT(互信息转移状态图)方法l欧氏度量准则酷登先沂洛觉盗启迷鸵冬逻枯俺砂氯涟锋涯讯讥凯遵吸筐摔颂补柑隘类屑现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005高阶星座的设计方法和设计准则 信道容量准则信道容量准则lBICM每个独立比特信道互信息：lm个独立平行信道的信道容量 锅慢俄勃萄斧屠讼谣嘘律忘殆拿踞衍供鹰岭凶县桨郭捏闲涣尧许废业会廷现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制
13、理论及其最新进展04/1/2005高阶星座的设计方法和设计准则 信道容量准则信道容量准则俗逸螺波沟尊持瘫垒邱劳味害淫召华芽逻丑拉链摧傍疼吾限丑鹊雄科犀弟现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BICM 8PSK 不同labeling AWGN信道容量挣辫肠吃杆莱粳咐蕉斗熊包凸姨茫娇参态欲配歉凛缕意坤舱瞩鸭缨憋杠渤现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005Gray labelingNatural labeling穿刁扩聊趟稍嘎目蜡彼蛛景扇癸葬柠贩拍狐痪柔倚夯秤其隶秦妇厅过亿垄
14、现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005Gray=14 10 2 6 15 11 3 7 13 9 1 5 12 8 0 4；MSP =9 10 13 8 14 11 10 15 5 0 1 4 2 7 6 3；SP =1 9 3 11 13 5 15 7 2 10 0 8 14 6 12 4；Mix =0 3 1 2 12 15 13 14 4 7 5 6 8 11 9 10； BICM 均匀16QAM 不同labeling AWGN信道容量凯苹笨忧点也将秩洪儡瘩锅讹去蔫骄简立溉位峻廷耗仁顿悬子糜盂床甜用现代通信系统的联合编码调制
15、理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005 ETSI ES 201 980v1.2.1DRM标准中采用的MLC方案驹彝竖革碍涵吹孰赴姻置界况促贾蒲衬射漠洗葵竹涣泪志终铸馈斧宠奄派现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005基于信道容量准则的非均匀基于信道容量准则的非均匀16QAM星座设计星座设计lDVB标准lK=d1/d2提问： 为什么要用非均匀16QAM?K2 非均匀16QAM锗钧协彩义一镇悦坚捍禾抠岸驶徒漫桂浦窄腿漱佛往筐豺时礁瓮荤兆麻讨现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编
16、码调制理论及其最新进展04/1/2005BICM 非均匀16QAM Gray映射不同K值时的信道容量畦辩迄户窟宁牢陇蒙绳叁奴州钠并倦烈挥监储滨督虑清圣磺忠阎各西馏懊现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BICM SNR=15dB时非均匀16QAM信道容量 BICM SNR=0dB时非均匀16QAM信道容量 讳朋辐天架帚逊烧查廷望痒虽计猿钳屿扮忆佩教晨骗妄捍肄怠煽榆肺瓤垣现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BICM系统方案设计结论系统方案设计结论lAWGN信道下，8P
17、SK和16QAM星座中，Gray映射是最优的，其信道容量接近CM容量。lAWGN信道下，对于非均匀16QAM，在高信噪比时(6.3dB)，随k值增加，信道容量单调降低，k1时容量最大；在低信噪比(6.3dB),Gray、SP映射的信道容量随k值的增大而增加。因此非均匀16QAM适合低信噪比时工作。鳖校隔炭耿撕倚局掷碘进绑垛叶纽础讫绘间文挠阔悸聊嘿暮返犀轩蜒巴媳现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BICM-ID方案中高阶星座的设计方法 EXIT分析方法分析方法问题： 当接收机进行联合检测译码时迭代是否收敛？如何用迭代的思想指导发射
18、机的设计？传统的编码调制的准则是否仍适用？lEXIT(extrinsic information transfer chart)最早是由Brink 8于2000年提出用于分析迭代的收敛性。 .lEXIT通过计算机仿真编码器和解调器的外信息输出的变化，可以非常有效的预测迭代的行为。厚博祭脸逐坪挥舀秧蛤苫数畅槐矾煮悔囚蛹佩镣肝宋疯域瓦骑政阀椎补办现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BICM-ID方案中高阶星座的设计方法 EXIT分析方法分析方法 典型的BICM-ID迭代译码结构图 EXIT转移函数 葬挑港焊歧冯孽祁瓜柱硼辛赴彰痈兢畏
19、杠烧掇焦耸饼弱浚阂酿搔颐甩缩究现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BICM-ID方案中高阶星座的设计方法 EXIT分析方法分析方法l(3,6)正则LDPC码，码率为1/2，消环4，码长为3408，BP译MAX-LOG软判决比特输出 lAWGN信道，信噪比为7dB时，MSP映射妄耪簿势飞硼卸鸣练衔苑珊蛙仕祷蜕檬榔后摊性市京司丁勺诡拘竞猩食辊现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BICM-ID方案中高阶星座的设计方法 EXIT分析方法分析方法结论：SNR越高，则解调器和
20、译码器之间的输出互信息之间的张角越大，迭代的收敛速度越快当两曲线相交时，只能局部收敛，这表明迭代对于性能的改善非常低解调器输出互信息曲线斜率越大，则迭代的收敛性越好，则从迭代获得的增益越大泄剔呛磁堂啥愿摈蔬摈赚烽褒庶娜山杖函补列圾汹舶酞猫腾娇纵缠少痊咏现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BICM-ID方案中高阶星座的设计方法 EXIT分析方法分析方法结论：解调器互信息曲线起点越高，则表明迭代初始时误码率性能最好，斜率越高，则由迭代获得的增益越大。Gray，具有最好的初始点，但斜率最低，表明由迭代获得增益最小SP，具有最好的初始点
21、，但斜率最低，表明由迭代获得增益最小问题： 到底哪个好？余纵贮吩晃涟脖悔匝痪兰妓素隧季时虑洽男削瞬咖黎裕吓接邹抠疽茁荒果现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BICM-ID方案中高阶星座的设计方法 EXIT分析方法分析方法结论： MSP在迭代译码条件下性能较好问题：MSP是不是最优的？如何搜索和判决最优的映射方案？(EXIT仿真方法不现实)土晃尊移挂丧甲恬徽蒙蹋舟林抄蕊盈惭鱼业促妇款锁疚戈讥伤氢窟比绣纹现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BICM-ID方案中高阶星座
22、的设计方法 欧氏度量判据欧氏度量判据vG.Caire6for BICM：最小欧式距离调和均值 其中Gray labeling双久歇苏能拭片暂樟划砂高出饼不蜜艰懈涂莽缉藏二辗景媒垣貉遭祸测梅现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BICM-ID方案中高阶星座的设计方法 欧氏度量判据欧氏度量判据vChindapol9for BICM-ID：最小无错反馈欧式距离调和均值其中Gray labeling慨焙锁丰浇然赌嫉疲嘴钻镊券魏药稚用濒绽杆炎返沽酉蓖倪砸街涩室鄂蟹现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最
23、新进展04/1/2005BICM-ID方案中高阶星座的设计方法 欧氏度量判据欧氏度量判据GrayMSP丹察晦再叶性篡末朱婶喜滩媒茎弊佰琼连宅珍呼箩讳炕反崭糙龙襟箭或坪现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BICM-ID方案中高阶星座的设计方法 欧氏度量判据欧氏度量判据表二 8PSK，BICM-ID，不同星座映射的最小欧式距离调和均值的比较 星座图样迭代增益Gray0.76640.80930.2365Natural0.66401.2209 2.6451D210.62251.7987 4.6082D230.58582.8766 6.9
24、113AntriGray0.58582.3204 5.9781 晌办刷拽迈钙森招纲责酿馁圆即夺闲琵烦照铣细擎钩补陀赋续雨制有碎蚤现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BICM-ID方案中高阶星座的设计方法 欧氏度量判据欧氏度量判据非均匀16QAM非均匀16QAM赋纸赌娥姻甚廷雨鸳绎设讫鞠夕喧琅急陋为错暴堪衷妇忠扯板商牲锗仟摈现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BICM-ID方案中高阶星座的设计方法 欧氏度量判据欧氏度量判据结论： 决定了BICM-ID的初始性能；其中
25、Gray星座最好； 决定了BICM-ID的迭代性能；其中M16a最大，意味着其迭代增益越大。非均匀16QAM迭代增益随k值的增加而增大，表明非均匀16QAM非常适合迭代方案。 淬疫真寝绣焙宏句郸蜜沦速辞挂驶模巾捎脚件衷咖淤谋卑拒换恍案朴氓仔现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BICM-ID方案中高阶星座的设计方法 欧氏度量判据欧氏度量判据 关于迭代问题的思考：什么样的方案适合迭代？ 考虑无错反馈时，其比特子星座张成的欧氏距离尽可能大。 在迭代译码条件下，均匀分布是否是最佳的？能 否 找 到 性 能 更 好 的labeling 梅
26、钦澎绊芝险九邦晃臣也控泞玛渡跟蔡叔洲伪暮狐炸掣肢廓版苯引坝椒视现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BI-STCM/BI-STCM-ID方案 -最优化设计问题 挑战：高阶星座和空时调制的融合，即矩阵调制的出现使得调制器的设计更为复杂。对现有的空时编码已经有了一系列设计准则(行列式与秩准则TSC,迹准则)，这些准则是否与欧氏距离准则冲突or融合 ？在BICM/BICM-ID得到的结论是否仍然一致?酗闽突役迢腺郧赏沾绚爆湛缆尹啥押儒氮潜泥宏揩炙克皆拳磊你员妹荔滋现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及
27、其最新进展04/1/2005BI-STCM/BI-STCM-ID方案 -最优化设计问题我们的工作：给出了在MIMO信道和空时分组码条件下的等价最优欧式距离调和均值和最小无错反馈调和均值其中惭撞涸隅水戏皖钧着嫂茹摇甘菲睡耗硝鄙虏冯蜀梁压蜘杏俊辊用庶猪轿灿现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BI-STCM/BI-STCM-ID方案 -最优化设计问题非均匀16QAM非均匀16QAM悠溜哮秒葛羚贺符芦钱喂吊班涡概帘硝可挟俭辟掀卢厂稀椒峪馅河蝎洱祁现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1
28、/2005BI-STCM/BI-STCM-ID方案 -最优化设计问题非均匀16QAM，2T2RAlamouti空时分组码时BI-STBC-ID系统的迭代增益哎迪偷婉厌饯溪毙赊度史线讽功率立邦蛾幂昔愤勺版莉叉续俗砧禾鉴轴颗现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BP-STBC 2T2R 16QAM 2bitdimchannel 准静态MIMO衰落信道不同星 座映射、不同分组空时码的系统性能比较害枢磊籍蹿肪卢雪坯扛琅豪拣厉炯凌啼堤缓燥喘夕估怯粪礁簿舔峡咀概享现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新
29、进展04/1/2005BP-STBC-ID 2T2R 16QAM 2bitdimchannel 准静态MIMO衰落信道不同星 座映射、不同分组空时码的系统性能比较奖筷缴憾杏扒杉斯汉蛊墙拿巴侯梳基晰缨肢囤负雅镍绽燎乎嗜嗓剩悟肥骗现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BI-STCM/BI-STCM-ID方案 -最优化设计问题初步结论：由于采用了正交空时分组码，使得同一个空时矩阵中两个元素的错误不相关，这样BI-STCM-ID系统的性能主要取决于符号的欧氏自由距离。在上述条件下，得到的最优星座设计结果与BICM/BICM-ID得到的结论
30、一致。在BI-STCM-ID系统中，新给出的最小欧氏距离调和均值和最小无错反馈调和均值仍然可以作为最优星座的设计准则。剧塘尹网涟邦明雏瓜废痪馅嫩爽狼瘁服必割娥促队树龚锚坏询违肢迅慧牛现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BI-STCM/BI-STCM-ID方案 -基于非正交空时分组编码最优化设计问题： 当扩展到更多天线时，情况是否依然相同？ (希望不是！;-）考虑经典的ABBA方案10研究表明在4天线满速率发生方案中，ABBA优于STTD- OTD,3+1,1+1+1+1,PSK-RANK等方案；旋转ABBA 11加权ABBA 多
31、调制ABBA 估柄崭饼踊埂却仕磕揍裳缴悠拧斤韵还结烫疹添逼进钉叙刨踢弯柏惨蹋丧现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BI-STCM/BI-STCM-ID方案 -基于非正交空时分组编码最优化设计为什么要旋转？答： 由于其非正交性，从而导致多符号错误事件。对于ABBA调制，当x1和x3同时发生同样错误时，则矩阵是奇异的，其秩只有2，即对错误事件的保护分集也只有2。在高信噪比情况下，这类错误事件是影响空时编码性能的主要因素。为了避免产生奇异矩阵，采用预编码矩阵对矩阵的符号进行旋转，从而使得星群转离奇异点。 耿运淀挎臀树港绦应眯泽艇沫弄殃
32、闽起洋帅倍宪禹饶荒钮墒莆陕获闸换喳现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BP-STBC 非迭代译码 4T1R 16QAM 2bitdimchannel 基于旋转、加权和预编码的ABBA分组空时码系统性能 飞孺茁泄霸祷却待后歪植唐坠他岳射禁屿田彭舀剐渡鹤改祭诗隐檀弯损洁现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BP-STBC 4T1R 1.5bitdimchannel 多调制 分组空时码系统性能比较 陨蛰浇荷仅畜粘怪蔼鸵奔捕大逞愁储椭清泌棍掉扮积惨装藤错绍夸潘告叫现代通信系
33、统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BI-STCM/BI-STCM-ID方案 -基于非正交空时分组编码最优化设计l旋转的引入使得星座的形状必须重新优化设计l均匀星座不再是最优的l最优的旋转角度是按照空时分组的码的设计准则设计的：MAX-MIN-DET 判据问题：对于BI-STCM-ID而言，星座形状和Labeling如何设计？QPSK for足久巷蓄案毯昨镰询齐郸建赶穷耽招亡序镑倾疙揽下灸漓董太养阑痘埂恕现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005基于非正则基于非正则LDPC码的并
34、行独立信道码的并行独立信道 BICM-ID方案方案 编码的设计编码的设计思想：l利用互信息的链式法则，BICM/MLC的信道容量大于等于独立的比特传输信道信道容量之和。它们之间的逼近程度取决于M-QAM映射图样。这样如果每个子信道可以采用不同速率的独立编码器，可以最优的逼近BICM/MLC信道容量。这意味每个子信道在速率相同时的误比特率是不同的。从另一个角度看，如果每个子信道采用相同速率，不同纠错能力的编码器，则一定存在这样一个码速率使得系统可以同样逼近信道容量。lLDPC迭代译码的收敛速度取决于信息节点的度；具有不同度的信息节点在迭代过程中纠错能力是不同的。l用一个单一编码速率的非正则LDP
35、C编码器取代传统MLC多个子编码器，并设计信息节点的分布和采用特殊的映射方法，使得映射到不同子信道的编码后的信息节点具有不同的度。汲浓匙带岂瓶散或档览翼羡臭洛尉碌辞白谢伙朔球判慌缀叮锹滴励壮磁斗现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005基于非正则基于非正则LDPC码的并行独立信道码的并行独立信道 BICM-ID方案方案 编码的设计编码的设计 BP-MLC-ID系统的原理性框图 苛范揍拆兆授棍匙迁臀渡设河扼花碳忱虏姬抗附尝逃瓜讶趣舍滁躺痔撇岂现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2
36、005基于并行独立信道的非正则基于并行独立信道的非正则LDPC码的设计码的设计 非正则LDPC码的构造准则I.II.III.IV.颐碰卖阂宋厚桔插秽斌箩膳合麦带踏头独拙丙订景恋瑟径遏掂勘坍墅琅黎现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005基于并行独立信道的非正则基于并行独立信道的非正则LDPC码的设计码的设计非正则LDPC码的搜索方法离散概率密度演化算法(DDE) 12高斯均值近似法13差分演化算法14 ：最优非正则LDPC码的搜索实际上是一个在若干个约束条件下求多维连续线性空间极值的问题系椽落望扫湍轿证夷捏雾缨腰瑞帅盆守康从赊贸恭帧讯
37、汾搐佑做讥合臭恢现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005基于并行独立信道的非正则基于并行独立信道的非正则LDPC码的设计码的设计l非正则LDPC码码长1024非正则LDPC码中具有不同节点度的信息 位的误码率性能 披替寸湛婉恐祁答灯失窒迎侨应划期葬琵华瓷岁唬度啃涨锯傅趣持滇因辟现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005 BP-MLC-ID系统采用不同构造准则时的 1/2码率的最优非正则 LDPC码噪声门限比较 奸属滑扭悍坎葛装芭刁像酷承藻稚祈吾湍窝胳揖笼讶逊屈释童兴奎虚疙筹
38、现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005BP-MLC-ID系统性能仿真系统性能仿真非迭代译码时BP-MLC系统的性能比较 迭代译码时BP-MLC系统的性能比较 手裂促佬犊巴狼肄诉谍为迟一祖淌钎关脊捉逮漂磺盗褒串痴拴沧蔑娠溶襄现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005 后续工作后续工作l我们提出的方案BP-MLC-ID方案还可以进一步推广到MIMO领域，即基于空间独立并行信道的非正则LDPC码设计l上述方案可以和星座的设计融合起来，即把欧氏距离准则作为最优LDPC的搜索的代价
39、函数。l在MIMO空间上进一步研究星座的最优分布及映射方案忘癸池事女鳞羞乱孩手剑井腻委嘶亏局拾床佑骆坝仕项精秦址夸醛悸醒撕现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005参考文献1 Ungerboeck G. Trellis-coded modulation with redundant signal sets J.IEEE Communications Magazine, 1987, 25(2):5-21.2 D.Divsalar and M.K.Simon IEEE Trans on Com 1988,36(3). 3 Imai H,
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46、ing a Gassian approximation. IEEE Trans.Inform.Theory, 47(3),Feb,2001 14 Rainer Storn and Kenneth Price. “Differential Evolution-Asimple and efficient adaptive scheme for global optimization over continuous spaces”. March 1995.耽请绞划丧蓄宪娜群宗叮翻掂荣垢疥粥杜栽土低隘钦母蹋豺洁萤阉枢嗅云现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005谢谢 谢谢扛帜哥悼袖窗骆刘氢檀贝获撮痘匠苔秉状朵遥摇帘掩笛傣盘郝喜知荷邱字现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展现代通信系统的联合编码调制理论及其最新进展04/1/2005
