比特交織編碼調(diào)制技術(shù)在衛(wèi)星通信中的應(yīng)用

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1、V01．19No．3航天器工程第19卷第3期64SPACECRAFTENGINEERING20lo年5月比特交織編碼調(diào)制技術(shù)在衛(wèi)星通信中的應(yīng)用口強(qiáng)粱宗闖周納曾，J、金陶瀅江帆(中國空間技術(shù)研究院，北京100094)摘要針對衛(wèi)星移動通信信道頻帶和功率均受限的特點，將比特交織編碼調(diào)制(BICM)技術(shù)應(yīng)用到衛(wèi)星通信系統(tǒng)，通過編碼和高階調(diào)制的結(jié)合，利用狀態(tài)的記憶和適當(dāng)?shù)挠成鋪碓龃蟠a字序列之間的距離，進(jìn)而提高編碼增益，在保證系統(tǒng)頻帶利用率的同時，有效地提高了其功率利用率。在對衛(wèi)星信道特點分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行衛(wèi)星信道建模，并分別在高斯(A

2、WGN)信道、萊斯(Rice)信道和瑞利(Rayleigh)信道下對系統(tǒng)性能進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果證明了該種編碼調(diào)制方式在衛(wèi)星信道中的有效性。關(guān)鍵詞衛(wèi)星通信；編碼調(diào)制；比特交織中圖分類號：TN911．22文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1673—8748(2010)03—0064—05Bit-interleavedCodedModulationTechnologyAppliedtotheSatelliteCommunicationsSystemLUQiangLIANGZongchuangZHOUNaZENGXiaojinTAOYing

3、JIANGFan(ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100094，China)Abstract：Aimingatthefactthatbothofthechannelbandwidthandthepowerresourcearelimit-ed，Bit—InterleavedCodedModulation(BICM)iSintrodueedinmobilesatellitecommunicationssystem．Bycombiningthecodingandhigherorderm

4、odulation，thestatememoryandthepropermappingareusedtOenlargethedistancebetweencodesequencesandthenthecodinggainisim—proved．Inthisway，theefficiencyofthepowerisenhancedandthebandwidthefficiencyisguar-anteedsimultaneously．ThesatellitechanneliSsetupbasedontheanalysisof

5、thechannelcharac-ters．ThesystemperformanceissimulatedinAWGNchannel，RicechannelandRayleighchannelseparately。andtheresultsshowthatBICMiSeffectiveinsatellitechannels．Keywords：satellitecommunications；codedmodulation；bitinterleave1引言傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)的糾錯編譯碼器和調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計是相瓦獨立的，這種設(shè)計思想

6、主要是基于功率受限而帶寬不太受限的信道，通過糾錯碼來提高系統(tǒng)的功率利用率。但是，隨著用戶和業(yè)務(wù)量的不斷增加，頻帶資源日益寶貴，尤其是對于功率和頻帶均受限的衛(wèi)星移動通信信道，其頻帶有效性和功率有效性的矛盾日益突出，如果頻率受限。則優(yōu)先選用頻帶利用率高的調(diào)制方式，如果功率受限，則優(yōu)先選用在相同誤碼率下相對要求較低的調(diào)制方式。對于這類信道，傳統(tǒng)的編碼調(diào)制方法無法同時提高系統(tǒng)的頻帶利用率和功率利用率，這就要求編碼器和調(diào)收稿日期：2010-0l—11；修回日期：2010—03—25基金項目：國家高技術(shù)研究發(fā)展信息技術(shù)領(lǐng)域重點基金(2

7、008AA011102)資助項目。作者簡介：呂強(qiáng)(1980一)，男，工學(xué)博士，主要研究方向為衛(wèi)星通信和信息處理。第3期呂強(qiáng)等：比特交織編碼調(diào)制技術(shù)在衛(wèi)星通信中的應(yīng)用制器當(dāng)作一個統(tǒng)一的整體進(jìn)行綜合設(shè)計，即聯(lián)合編碼調(diào)制。20世紀(jì)80年代，Ungerboeek提出了格碼調(diào)制[1‘2](TCM)，這種算法的思想是，將編碼和高階調(diào)制結(jié)合考慮，充分利用調(diào)制星座點之間的距離，從而在提高頻帶有效性的情況下，盡可能減少功率有效性的損失。格碼調(diào)制提出后不久，基于同樣的思想，出現(xiàn)了比特交織編碼調(diào)制(Bit—InterleavedCodedMod

8、ulation，BICM)[3]，即通過把傳統(tǒng)的二進(jìn)制糾錯碼和一組獨立的比特交織器連接起來，并通過映射方式的設(shè)計以增加分集階數(shù)，提高系統(tǒng)性能。本文提出的設(shè)計是針對衛(wèi)星移動通信信道頻帶和功率均受限的特點，將比特交織編碼調(diào)制(BIcM)技術(shù)應(yīng)用到衛(wèi)星通信系統(tǒng)，通過編碼和高階調(diào)制的結(jié)合，利用狀態(tài)的記憶和適當(dāng)?shù)?/p>