网格编码调制技术的MATLAB仿真实现
摘 要
《21世纪全国本科院校电气信息类创新型应用人才培养规划教材：编码调制技术》可以在不降低系统有效传输速率的前提下进行有效的编码和调制，是未来宽带移动通信系统中的关键技术之一。本书较系统、详细地介绍了这一重要通信技术，内容由浅入深，按基础篇和应用篇组织内容编写。本论文选择了MATLAB作为仿真软件。MATLAB是一个交互式系统，具有相当优秀的仿真能力。在做出了网格仿真具体的流程图之后，按照每一步编写程序，最后利用其做图功能，得到仿真的结果。本论文最后给出的误码率曲线就是MATLAB仿真的结果。
关键词：网格编码调制；编码；译码；MATLAB仿真
Abstract
"21st century National Undergraduate Colleges and universities electrical information innovative application personnel training planning textbook: coding and modulation technology" can effectively code and modulate without reducing the effective transmission rate of the system, and it is one of the key technologies in the future broadband mobile communication system. This book systematically and detailedly introduces this important communication technology. The content is from shallow to deep, and is organized according to the basic and applied texts. This paper chooses MATLAB as the simulation software. MATLAB is an interactive system with excellent simulation ability. After the flow chart of grid simulation is made, the program is compiled according to each step. Finally, the simulation results are obtained by using its drawing function. The error rate curve given at the end of this paper is the result of MATLAB simulation.
Key words: trellis coded modulation; encoding; decoding; MATLAB simulation
目录
第1章 绪论 1
1.1 本文的研究背景 1
1.2 本文研究目的及意义 1
1.3 本文的研究内容 2
第2章 MATLAB简介 3
第3章 网格概述 4
3.1 网格编译码器结构及优点 4
3.2子集分割原理 5
3.3 网格编码 7
3.3.1 网格信号的形成 8
3.3.2 网格的网格图 11
3.3.4 网格的编码增益 12
3.4卷积编码 12
第4章网格网格编码调制仿真实现 17
4.1 网格网格编码调制系统框架 17
4.1.1编码调制器的结构 17
4.1.2 网格编码器的选择 19
4.2 网格编码器的仿真 20
4.2.1卷积码编码仿真 20
3.3 8PSK调制与解调系统的MATLAB实现 22
3.3.1 8PSK的原理 22
4.4信道传输过程仿真 24
4.5 网格编码器码率的选择 25
4.6网格编码调制的Viterbi译码 27
4.6.1 Viterbi算法基本原理 28
4.6.2基于网格的Viterbi算法 29
4.6.3 Viterbi译码的MATLAB仿真 31
第5章 仿真结果分析 33
5.1 网格网格编码调制系统框架 33
5.2 8PSK的调制解调原理图 33
5.3仿真结果分析 34
5.3.1两种调制解调系统在（200样点）误码率对比图 34
5.3.2两种调制解调系统在（420样点）误码率对比图 35
5.4结果分析 35
调试分析 36
总结与展望 41
参考文献 42
第1章 绪论
1.1 本文的研究背景
在传统的数字传输系统中，纠错编码与调制是独立设计并实现的，译码与解调也是如此。80年代初，Ungerboeck根据调制解调与纠错编码的特点，提出了一种新的思想，称作网格编码调制，记为网格。它是将调制解调与纠错编码当成一个整体来设计。它的中心思想是：采用编码方法将信号空间做最佳分割，使已调信号矢量端点间有最大的距离。这样就可以在相同发射功率、相同有效性的条件下提高信息传输的可靠性，特别适用于频带受限和功率受限信道。由于网格编译码是一种纠错技术，在卫星通信和移动通信中的得到广泛应用并使之成为研究热点。
1.2 本文研究目的及意义
在传统的通信系统中编码和调制是分开的，采用编码方式来改善通信效率的这种方法有一个缺点：由于编码导致的信息量增加，从而降低信号的传输速率，如果需要保持相同的速率，那么需要牺牲频带为代价。人们希望能找到一种更好的方法来解决这一矛盾。
1982年，昂格尔博克（Ungerboeck）提出了一种将调制与编码相结合的方法，正式宣布了人们研究多年的编码与调制相结合的“网格编码调制”即网格技术的诞生。该技术把信道编码和调制结合在一起设计，可以在既不增加信道频带宽度、也不降低信息传输速率的条件下，获得3~6dB的编码增益，宣告了一个划时代的、新的纠错编码技术的开始，成为信道编码技术发展的一个新的里程碑。因此本论文探讨了网格编码调制对信息传输效率的影响。
参考文献
[1] 肖萍萍,金振坤,周一.通信原理与应用[M].北京:人民邮电出版社,2013,9.
[2] 陈志成,郑宝玉,吉晓东,肖小潮. 一种基于网格的信道编码与物理层网络编码的联合设计[J]. 电子与信息学报,2011,11:2594-2599.
[3] 李红军,宫丰奎,葛建华. 联合均衡和多重深度网格译码技术研究[J]. 电视技术,2006,11:10-12.
[4] 王鹏. 编码器的原理特性及应用[J]. 重工与起重技术,2011,03:20-22.
[5] 王珏. 多维网格及CPM编码调制技术研究[D].西安电子科技大学,2012.
[6] 李红军,葛建华,董亚萍,金博. ATSC DTV系统中网格编译码器的实现和简化[J]. 现代电子技术,2007,02:13-16.
[7] 曹田. 基于网格的编码调制技术在光通信中的研究[D].北京邮电大学,2013.
[8] 杨兆麒. 格码调制(网格)的原理和性能[J]. 电信工程技术与标准化,1996,04:21-29.
[9] 黄远达,熊蔚明,孙辉先. 4D-8PSK-网格的Matlab Simulink仿真[J]. 微计算机信息,2009,10:234-235+249.
[10] 刘元. 编码调制技术的研究以及网格的应用设计[D].西安电子科技大学,2008.
[11] 黄远达. 4D-8PSK-网格译码算法研究及其实现[D].中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心）,2008.
[12] 王业萍,李剑,王美英. Matlab仿真教学的研究与实践[J]. 江西电力职业技术学院学报,2010,03:77-79.
[13] 程铃,徐冬冬. Matlab仿真在通信原理教学中的应用[J]. 实验室研究与探索,2010,02:117-119.黄远达,熊蔚明,孙辉先. 4D-8PSK-网格的Matlab Simulink仿真[J]. 微计算机信息,2009,10:234-235+249.
[14] 郭淑霞,高颖,刘志斌,黄建国. 基于MATLAB的数字通讯系统仿真研究[J]. 探测与控制学报,2006,01:52-55.
[15] 王周益,刘继兴,柳长安. VC++与MATLAB混合编程研究及开发实例[J]. 计算机应用研究,2006,05:154-155+171.
[16] 朱杰. 电子信息技术中MATLAB仿真的应用[J]. 中国高新技术企业,2011,13:64+144.
[17] 陈卫兵,邓满珍,杨伟丰. 《移动通信》课程教学中的Matlab仿真应用[J]. 大学教育,2012,06:86-88.
（略）
