高效數(shù)字調(diào)制技術(shù)及其DSP實(shí)現(xiàn)
表示簡單編碼器的一種方法是網(wǎng)格圖,如。圖7所示。它既有時(shí)間尺度,又利用了結(jié)構(gòu)上的重復(fù)性,避免了支路數(shù)呈指數(shù)增長的情況。圖7中,實(shí)線表示輸入比特為0的路徑,虛線表示輸入比特為1的路徑。
2.2 Viterbi譯碼
Viterbi譯碼算法是目前最為常用的卷積碼的譯碼方法,主要分為硬判決維特比和軟判決維特比。本文采用硬判決,譯碼時(shí),將接收到的編碼序列與網(wǎng)格圖上所有可能的轉(zhuǎn)移路徑作比較,計(jì)算出其漢明距離,并從中選擇累加路徑距離最小的路徑,該條路徑對應(yīng)的序列就是最可能的發(fā)送序列。
對于文中的編碼器來說,其Viterbi譯碼算法的基本步驟如下:
(1)計(jì)算量度值。根據(jù)接收到的信號序列,對a,b,c和d四種狀態(tài)分別計(jì)算上下兩支路狀態(tài)轉(zhuǎn)移的漢明距離HD upper和HD_lower。
(2)相加,比較,選擇,存儲。在四個(gè)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)上,分別比較到達(dá)同一節(jié)點(diǎn)的上下兩支路累積路徑量度值的大小,選擇較小的一條路徑y(tǒng)_final,將其狀態(tài)量度值存儲到L(s,t),其中s表示狀態(tài),t表示時(shí)間。記錄路徑r(r表示第幾條支路),并存儲到path(s,t)中。
(3)尋找最佳路徑。根據(jù)L(s,t),path(s,t)及狀態(tài)轉(zhuǎn)移表S(S記錄了每個(gè)狀態(tài)上下分支的前一狀態(tài)值)的值從最后一個(gè)時(shí)刻開始進(jìn)行回溯,最終得到最佳路徑,此路徑是由狀態(tài)值表示的。這是一種遞歸算法。
(4)譯碼。根據(jù)最佳路徑,依次譯出二進(jìn)制碼字,上支路譯碼為0,下支路譯碼為1,得到譯碼結(jié)果。其實(shí),當(dāng)路徑量度計(jì)算進(jìn)行到網(wǎng)格圖一定深處時(shí),前面的路徑已經(jīng)合并成一條路徑,此時(shí)就會產(chǎn)生第一位譯碼比特。這個(gè)深度即為譯碼深度,一般譯碼深度為約束長度的5~8倍。
2.3 仿真驗(yàn)證
圖8是10 000個(gè)隨機(jī)序列經(jīng)卷積編碼,8PSK調(diào)制,Viterbi譯碼后的誤碼曲線圖,可以看出隨信噪比的增大,誤碼率大致呈下降趨勢,當(dāng)信噪比增大到近10 dB時(shí),誤碼率為0。
3 結(jié)語
FQPSK調(diào)制所具有的頻帶集中、包絡(luò)恒定的特性可使得調(diào)制信號通過帶限和非線性處理后有盡可能小的頻譜擴(kuò)展,其優(yōu)良的頻譜特性與目前射頻譜資源緊張的形勢相順應(yīng)。TCM在不增加帶寬和降低信息速率的條件下,可以提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性,尤其適合于在功率和頻率受限的信道中使用。而基于網(wǎng)格編碼調(diào)制的Viterbi譯碼算法具有較強(qiáng)的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力。從TCM技術(shù)中可以看出:通過系統(tǒng)內(nèi)部的組合優(yōu)化,可以使系統(tǒng)的整體性能得到極大的提高。
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