文档介绍：分类号: 密级:
学号: 2009177 单位代码: 10407
硕士学位论文
论文题目: 网格编码级联空时分组编码的研究
与 FPGA 实现
研究方向空时分组编码
专业名称通信与信息系统
研究生姓名吴小波
导师姓名、职称吴军副教授
2012 年 5 月 27 日
江西·赣州
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摘要
在信息数字化的今天,数据急剧膨胀给通信系统带来了更为严峻的考验,如何提高系
统的信道容量和数据传输速率成了解决问题的关键。本课题研究的级联空时码不仅可以大
大提高系统的信道容量而且可以提高数据的传输速率,能有效地解决通信系统中信道容量
有限和实现高速数据可靠传输的问题。
网格编码调制(TCM)可以在不提高发射功率或者增加带宽的条件下改善系统性能,空
时分组编码(STBC)通过简单的编码可以获得很好地分集增益。结合这两种编码技术组成一
种级联码可以同时获得编码增益和分集增益,其中 TCM 为系统提供编码增益,STBC 为系
统提供分集增益。这种传统的级联码结构在实现时需要多次串并转换,增加了系统的复杂
度。本文对此进行了改进,改进后不仅提高了该系统的码率而且在性能上也得到改善。为
了适应未来移动通信系统对高速数据传输和信道容量的高要求,本文将改进后的级联码结
构与分层空时编码相结合,提出了一种 LTCM-STBC 系统。
本文对 TCM-STBC 系统的若干问题进行了研究:
(1) 在介绍 TCM、STBC、交织的基础上阐述了传统的级联 TCM-STBC 结构,并将此
级联码系统与空时分组码、SISO 系统的性能进行了比较。仿真结果表明:与 SISO 系统相
比,级联 TCM-STBC 系统和 STBC 可以获得明显的分集增益;级联 TCM-STBC 系统不仅
可以获得和 STBC 一样的分集增益而且还可以获得一定的编码增益。
(2) 对传统的 TCM-STBC 级联结构进行改进,为了进一步提高数据传输速率和信道容
量,本文将改进的级联结构与分层空时码相结合提出了一种 LTCM-STBC 系统。最后,将
传统的级联结构与改进的级联结构的性能进行比较,仿真结果表明改进后的级联结构性能
更好,误码率为103 时,改进的级联码结构比传统的级联码结构大约有 4 dB 的增益。
(3) 基于 Altera 开发平台和 Verilog HDL 实现了级联码的各个编码模块并在 Modelsim
中进行验证,其中包括:网格编码调制模块、交织模块、空时分组码编码模块以及级联码
顶层模块。
(4) 本文最后对两种级联码结构的编译报告进行比较,改进后的级联码结构比传统的级
联结构不仅占用更少的资源而且在时序设计时也更加符合实际设计要求。
关键词:TCM;空时分组编码;级联码;FPGA
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Abstract
To date,with digitized information increased dramatically, it brings a severe test to
communication system. The key points to solve the problem turn to how to improve the system’s
channel capacity and transfer rate. In this paper, we mainly study the performance of a
concatenated space time code. It can not only plish a diversity gain but also enhance the bit
rate, thus it can solve the problem of limited channel capacity munication system and
realize reliable transmission with high bit rate.
Trellis coded modulation (TCM) can improve the system performance without increasing
the transmit power or occupying more bandwidth. Space-time block code (STBC) can obtain a
wonderful diversity gain in a simple way. The conc