關(guān)于編碼和調(diào)制技術(shù)發(fā)展的探討

王 欣 談?wù)褫x

北方交通大學(xué)現(xiàn)代通信研究所 北京100044


　　摘 要 本文從香農(nóng)極限出發(fā)，介紹了編碼和調(diào)制技術(shù)的發(fā)展和最終將融合的趨勢(shì)，以及無線信道帶來的新挑戰(zhàn)和一些相關(guān)問題。


　　關(guān)鍵詞 編碼 調(diào)制 無線信道


　　編碼和調(diào)制就是要在實(shí)際的信道情況下，尋找最可靠的途徑來傳輸信息。香農(nóng)的編碼理論給出了最佳編碼方案可以達(dá)到的信道容量，但卻沒有具體給出編碼方案，以及沒有描述實(shí)現(xiàn)起來的復(fù)雜程度。因此，關(guān)于編碼和調(diào)制的研究都集中于在最充分的利用傳輸資源（即帶寬、功率、復(fù)雜度）的條件下，選擇傳輸和接收方案，以逼近香農(nóng)給出的極限。在過去的10年中，針對(duì)線性高斯信道模型，已經(jīng)找到了接近香農(nóng)信道容量的方法（在這個(gè)模型下采用Turbo碼、低密度奇偶校驗(yàn)碼，LDPC）。此外，無線信道的特性使尋找逼近香農(nóng)極限的方法更加富有挑戰(zhàn)性。


　　現(xiàn)實(shí)的通信環(huán)境有很多種，包括：空間和衛(wèi)星通信、雙絞線通信、有線電視傳輸、數(shù)字視頻/音頻傳輸、移動(dòng)通信、陸地通信、室內(nèi)外通信、文件傳輸?shù)鹊�。由于傳輸信道中包括衰減、熱噪聲、符號(hào)間干擾、多用戶干擾、多徑傳輸和功率限制等，因此并不是理想信道。所以，針對(duì)實(shí)際通信信道，尋找最優(yōu)的編碼和調(diào)制方法，就變得勢(shì)在必行了。


　　最佳的編碼和調(diào)制方法應(yīng)該考慮諸多因素，例如傳輸帶寬、功率、復(fù)雜度，以及需要達(dá)到的業(yè)務(wù)質(zhì)量（QoS）要求等等。一種好的編碼調(diào)制方案應(yīng)該考慮如下四個(gè)因素：


　　· 差錯(cuò)概率：反應(yīng)傳輸?shù)目煽啃裕?br />

　　· 頻譜利用率：度量所用帶寬的有效性；


　　· 達(dá)到指定QoS的ＳＮＲ：度量編碼調(diào)制方案中所用功率的效率；


　　· 復(fù)雜度：與代價(jià)相關(guān)。


　　本文將就上述因素，對(duì)編碼和調(diào)制技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行探討。


　　1 編碼和調(diào)制技術(shù)的發(fā)展


　　1.1 香農(nóng)極限的推動(dòng)


　　編碼調(diào)制方案在選擇時(shí)需要考慮一個(gè)折衷：如果我們不能每秒隨意發(fā)送大量的比特，可能會(huì)是因?yàn)閺?fù)雜度的限制，或是信道帶寬和功率的限制。為了說明這一點(diǎn)，定義了兩個(gè)基本參數(shù)。第一個(gè)參數(shù)就是頻譜利用率Ｒs/Ｗ，這個(gè)參數(shù)是指在指定帶寬內(nèi)每秒可以傳送的比特?cái)?shù)。表１總結(jié)了一些無線通信系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)可以達(dá)到的頻譜利用率。第二個(gè)參數(shù)就是編碼調(diào)制方案的功率效率γ。對(duì)于較大的ＳＮＲ，差錯(cuò)概率可以近似地用一個(gè)遞減函數(shù)來表示。這個(gè)函數(shù)就可以近似為γ乘上Ｅb/Ｎ0。所以，參數(shù)γ表達(dá)了調(diào)制方案利用信號(hào)能量達(dá)到指定差錯(cuò)概率的效率。我們至少可以說，對(duì)于大的ＳＮＲ的情況，如果對(duì)應(yīng)的γ值越大，編碼調(diào)制方案越好。但對(duì)于低的ＳＮＲ，這個(gè)情況就很復(fù)雜，但功率效率γ仍然是一個(gè)重要的參數(shù)指標(biāo)。表２總結(jié)了一些實(shí)際的編碼調(diào)制方案的Ｒs/Ｗ值和γ值。


　�。保梗矗改晗戕r(nóng)提出，對(duì)于任何傳輸速率小于或是等于信道容量的情況，必然存在著一種編碼方案，可以達(dá)到任意小的差錯(cuò)概率。這在當(dāng)時(shí)的編碼調(diào)制領(lǐng)域引起了軒然大波。但是具有諷刺意味的是，香農(nóng)并沒有指出具體的編碼調(diào)制方案。香農(nóng)理論證明的基礎(chǔ)就是，如果我們采用任意長(zhǎng)的碼字，它的平均差錯(cuò)概率就會(huì)很小。然而，直接實(shí)現(xiàn)任意長(zhǎng)度的編碼將會(huì)導(dǎo)致譯碼的復(fù)雜度大大增加，從而阻礙這種方法的應(yīng)用。


　　從１９４８年起，通信工程師就開始致力于研究可以接近香農(nóng)信道容量的編碼調(diào)制方案。盡管在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，人們都普遍認(rèn)為“好碼實(shí)際上就是一些亂碼”。但在最近的１０年內(nèi)，這個(gè)問題終于得到了突破，至少是針對(duì)一些特殊情況，如線性高斯信道（加性高斯白噪聲ＡＷＧＮ信道）。另一方面的突破發(fā)生在２０世紀(jì)８０年代，源于一些對(duì)香農(nóng)定理的更深層次的理解：將調(diào)制和編碼結(jié)合，而這兩種技術(shù)在先前一直是在獨(dú)立發(fā)展。為了獲得更高的頻譜利用率，可以采用更加復(fù)雜的信號(hào)形式：具有較大Ｍ值的ＱＡＭ，格型星座圖和為帶寬受限情況設(shè)計(jì)的信號(hào)。如果還需要獲得較高的功率效率，可以采用有效的差錯(cuò)控制編碼。最終，格型編碼調(diào)制（ＴＣＭ）的發(fā)明說明，編碼和調(diào)制可以結(jié)合在一起，并可以獲得更高的效率。


　　1.2 功率受限信道


　　大致可以說，如果信道條件迫使我們必須獲得Ｒs/W>1的頻譜利用率，這實(shí)際上就是帶寬受限的信道，如果相反的話，則是功率受限的信道。


　　對(duì)于功率受限（寬帶寬，低ＳＮＲ）信道，我們應(yīng)該使用差錯(cuò)控制編碼，通過增加發(fā)送符號(hào)序列里的比特?cái)?shù)，來增加功率效率。


　　1. 硬判決和軟判決譯碼


　　在差錯(cuò)控制編碼方面的第一個(gè)量化的飛躍在于系統(tǒng)工程師意識(shí)到將解調(diào)和譯碼分離會(huì)帶來損失。差錯(cuò)控制編碼理論的提出，最初是為了補(bǔ)償由解調(diào)器引進(jìn)的差錯(cuò)。在這個(gè)思想指引下，解調(diào)器首先判斷調(diào)制器的輸入會(huì)是什么，然后將判決的結(jié)果輸入到譯碼器；然后使用已知的碼字結(jié)構(gòu)去判斷編碼器輸入端的碼字。這個(gè)過程稱之為“硬”判決譯碼；它并不是一個(gè)最佳的方法，因?yàn)閷?duì)于每次硬判決，解調(diào)器都要丟失一些可能會(huì)用到的信息，而且我們知道，不應(yīng)該在和這個(gè)信息有關(guān)的所有判決執(zhí)行之前，將信息過早地丟棄。


　　采用將編碼和調(diào)制結(jié)合的方法，解調(diào)器就不會(huì)將一些錯(cuò)誤傳遞到譯碼器。解調(diào)器只是對(duì)各種符號(hào)進(jìn)行暫時(shí)的估計(jì)，通常被稱作“軟”判決，這樣就可以不丟失一些對(duì)于譯碼器來說有用的信息�！白罴选钡淖g碼器可以采用ＭＡＰ（最大后驗(yàn)概率）算法，將比特差錯(cuò)率（ＢＥＲ）最小化。軟判決譯碼相對(duì)于硬判決譯碼，通常在性能上具有一定程度的改善。經(jīng)常引用的數(shù)字是，如果采用軟判決，信號(hào)的ＳＮＲ會(huì)相對(duì)于硬判決具有２ｄＢ的優(yōu)勢(shì)。


　　在進(jìn)行硬判決譯碼時(shí)，采用碼字間漢明距離最大化準(zhǔn)則；而對(duì)于軟判決譯碼，則是幾何距離（歐式距離）最大化準(zhǔn)則。因此，軟判決譯碼時(shí)我們常說針對(duì)“信號(hào)空間”進(jìn)行譯碼。


　�。玻� 性能分析


　　現(xiàn)在讓我們來分析一下非編碼傳輸情況下，系統(tǒng)的性能與理論極限之間的差距，以及編碼可以獲得的增益。當(dāng)ＢＥＲ是１０－５時(shí)，非編碼傳輸下Ｅb/Ｎ0與香農(nóng)極限相差９．４ｄＢ。當(dāng)采用卷積編碼時(shí)，Ｅb/Ｎ0可以獲得相對(duì)于非編碼傳輸來說５．７ｄＢ的增益。２０世紀(jì)６０年代發(fā)明的二進(jìn)制卷積編碼配合序貫譯碼，可以使Ｅb/Ｎ0與香農(nóng)極限僅差３ｄＢ。在近些年，這個(gè)３ｄＢ的約束也被突破了。前一些年，將ＲＳ碼與卷積碼級(jí)聯(lián)被大家認(rèn)為是一種“藝術(shù)”；當(dāng)ＢＥＲ為１０－５時(shí)，這種系統(tǒng)的性能與香農(nóng)極限大概相差２．３ｄＢ。對(duì)于Ｔｕｒｂｏ碼來說，如果采用恰當(dāng)?shù)慕豢椘鳎�就可以非常地貼近極限。１９９３年設(shè)計(jì)的第一種Ｔｕｒｂｏ碼，當(dāng)ＢＥＲ為１０－５時(shí)，Ｅb/Ｎ0與極限大概相差０．５ｄＢ�，F(xiàn)在一個(gè)碼塊長(zhǎng)度為１０７、速率為1/2的ＬＤＰＣ碼字，在ＢＥＲ為１０－６的情況下，與香農(nóng)極限僅相差０．０４ｄＢ。


　　Turbo碼在ＢＥＲ為10-4~10-5的情況下，性能非常好；然而，對(duì)于低ＢＥＲ，性能則會(huì)有所下降，因?yàn)榇a字間相對(duì)較小的最小歐式距離在這種ＢＥＲ的情況下，會(huì)對(duì)性能有所影響。碼字間最小歐式距離較小，會(huì)使得ＢＥＲ曲線在ＢＥＲ低于10-5的時(shí)候斜率變小，這種現(xiàn)象稱作“差錯(cuò)效應(yīng)”。這種差錯(cuò)效應(yīng)使得Turbo碼并不適用于ＢＥＲ非常低的情況。較小的最小距離和缺乏差錯(cuò)檢測(cè)能力（因?yàn)樵赥urbo譯碼中，只有信息比特被譯碼），使得Turbo碼在出現(xiàn)塊差錯(cuò)的情況下性能很差。所以說，較差的塊差錯(cuò)性能使得這些碼字不適用于一些通信環(huán)境。此外，譯碼延遲同樣會(huì)影響到對(duì)編碼調(diào)制方案的選擇。實(shí)際上，Turbo和LDPC碼的譯碼延遲都相當(dāng)長(zhǎng)，所以它們只適用于一些非實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)通信。


　　1.3 帶寬受限信道


　　使用差錯(cuò)控制編碼需要系統(tǒng)能夠承載較高的速率，因此，需要具有較大的傳輸帶寬。而對(duì)于帶寬受限的信道，則需要增加功率效率和頻譜效率，可以采用將編碼和調(diào)制相結(jié)合的方式，將高階調(diào)制與高速率編碼相結(jié)合。在帶寬受限信道中，早期的解決辦法是采用非編碼的多級(jí)調(diào)制；在20世紀(jì)70年代中期發(fā)明的格型編碼調(diào)制（TCM），指明了另一個(gè)方向。格型編碼調(diào)制將調(diào)制與卷積編碼結(jié)合，在接收端，不是獨(dú)立進(jìn)行解調(diào)和譯碼，而是將兩者結(jié)合在一起。


　　在TCM中，調(diào)制器都具有存儲(chǔ)器。在標(biāo)準(zhǔn)（無記憶）調(diào)制方案中，對(duì)于每個(gè)要發(fā)送的符號(hào)，調(diào)制器只是按照這個(gè)符號(hào)選擇信號(hào)。但對(duì)于TCM，信號(hào)的選擇需要依賴于一些過去的符號(hào)。我們說這些過去的符號(hào)使TCM進(jìn)入一個(gè)狀態(tài)，信號(hào)的生成依賴于信源符號(hào)和這個(gè)狀態(tài)信息。解調(diào)TCM所需的計(jì)算量直接與調(diào)制器的狀態(tài)數(shù)成正比。然而，增加狀態(tài)數(shù)將會(huì)使性能得到改進(jìn)。表3總結(jié)了一些將星座圖擴(kuò)大一倍后TCM可以獲得的編碼增益。表3中考慮的是編碼8PSK（相對(duì)于非編碼4PSK）和編碼16QAM（相對(duì)于非編碼8PSK）的情況。這些編碼增益只有在高的ＳＮＲ的情況下才能達(dá)到，當(dāng)ＳＮＲ遞減時(shí)，也會(huì)隨之減小。


　　2 無線信道帶來的挑戰(zhàn)


　　信道模型在很大程度上影響編碼調(diào)制方案。我們已經(jīng)提到了高斯信道，其他重要的信道模型通常都屬于數(shù)字無線傳輸下的信道模型。在無線信道中，非線性、多普勒頻移、衰落、陰影效應(yīng)和其他用戶的干擾，使得無線信道不能用簡(jiǎn)單的AWGN信道來建模。在無線信道模型中，最常用的模型是平坦獨(dú)立衰落信道（在一個(gè)符號(hào)間隔內(nèi)信號(hào)衰減被認(rèn)為是一個(gè)常量，符號(hào)間彼此獨(dú)立）、塊衰落信道（在由Ｎ個(gè)符號(hào)組成的塊內(nèi)衰落是一個(gè)常數(shù)，塊間衰落獨(dú)立變化）和處于干擾受限模式的信道。最后一種信道模型的提出是因?yàn)樵诙嘤脩舻沫h(huán)境中，主要的問題就是克服干擾，干擾比噪聲更加影響傳輸?shù)目煽啃浴?br />

　　2.1 平坦衰落信道


　　在平坦衰落信道模型中，調(diào)制符號(hào)的周期比由多徑引起的時(shí)延擴(kuò)展要大。因此，一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)的所有頻率分量都會(huì)經(jīng)歷相同的衰減和相移，所以信道對(duì)于頻率分量來說是平坦的。如果衰落在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)變化很慢，則在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)仍可以近似為平坦。否則，信道就是快衰落信道。


　　假設(shè)ｘ（ｔ）表示傳輸時(shí)間間隔Ｔ內(nèi)調(diào)制信號(hào)的復(fù)包絡(luò)（這就意味著信號(hào)是ｘ（ｔ）exp（j2πｆc ｔ）的實(shí)信號(hào)部分，ｆｃ是載波頻率）。然后，經(jīng)過一個(gè)有ＡＷＧＮ噪聲的平坦衰落的信道后，信號(hào)輸出為：


ｒ（ｔ）=Ｒejθｘ（ｔ）+ ｎ（ｔ） （1）


　　其中，ｎ（ｔ）是復(fù)高斯噪聲，Ｒｅｊθ是復(fù)高斯隨機(jī)變量，Ｒ是實(shí)隨機(jī)變量，符合萊斯或是瑞利分布。Ｒｅｊθ就是所謂的信道狀態(tài)信息（ＣＳＩ）。


　　如果信道變化足夠慢，我們就能夠以足夠的準(zhǔn)確度估計(jì)信道相位信息θ，并對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償，通過采用相干檢測(cè)，模型（１）就可以被進(jìn)一步簡(jiǎn)化為：


ｒ（ｔ）=Ｒｘ（ｔ）+ ｎ（ｔ） （2）


　　由模型（２），對(duì)于沒有衰落的ＡＷＧＮ信道，輸入和輸出關(guān)系可以表示為：


ｒ（ｔ）=ｘ（ｔ）+ ｎ（ｔ） （3）


　　在上述信道模型中，信道狀態(tài)信息（ＣＳＩ），即衰落等級(jí)，是一個(gè)非常重要的參量。當(dāng)接收端知道ＣＳＩ時(shí)，就可以自適應(yīng)地采用檢測(cè)方案。如果發(fā)送端知道ＣＳＩ，就可以自動(dòng)調(diào)整傳輸策略，例如在深衰落時(shí)增加信號(hào)功率。


　　當(dāng)信道模型不確定或是不平穩(wěn)的情況下，在設(shè)計(jì)編碼調(diào)制方案時(shí)，最好的設(shè)計(jì)就是選擇一種“健壯”的方案，即這種設(shè)計(jì)針對(duì)信道的大幅度變化可以提供次優(yōu)的性能。最大比合并的天線分集技術(shù)，就是可以很好地對(duì)抗衰落的一項(xiàng)技術(shù)。另一種提高健壯性的方法就是采用比特交織編碼調(diào)制（ＢＩＣＭ），在編碼器和調(diào)制器之間引入比特交織器。


　　2.2 自適應(yīng)編碼和調(diào)制技術(shù)


　　因?yàn)闊o線信道的時(shí)變性，使用自適應(yīng)的傳輸方案可以防止不充分利用信道容量的情況發(fā)生。自適應(yīng)傳輸方案的基本想法就是給傳輸條件好的信道分配傳輸功率和碼率，以獲得高速傳輸，同時(shí)降低條件惡劣的信道的吞吐量。


　　自適應(yīng)技術(shù)有兩個(gè)步驟：


　�。ǎ保﹤鬏斝诺绤�數(shù)的測(cè)量；


　�。ǎ玻┰趦�(yōu)化預(yù)先指定的代價(jià)函數(shù)的基礎(chǔ)上，選擇一種或是多種傳輸參數(shù)。


　　但是有一個(gè)假設(shè)前提，那就是信道變化不是很快，否則選擇的信道參數(shù)很難與信道實(shí)際情況相匹配。所以自適應(yīng)技術(shù)只適用于多普勒擴(kuò)展不是很大的情況。自適應(yīng)技術(shù)在室內(nèi)環(huán)境中具有很明顯的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樵谑覂?nèi)環(huán)境中傳播時(shí)延很小，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)間的相對(duì)速度也很慢。在這種情況下，自適應(yīng)技術(shù)可以逐幀使用。下面我們羅列了一些自適應(yīng)技術(shù)。


　　調(diào)整功率級(jí)別：按照信道的衰減幅度，調(diào)整功率級(jí)別，也就是傳輸級(jí)別。這種方案增加了發(fā)射機(jī)的峰值功率，在多用戶環(huán)境中，增加了同頻干擾，從而可能引起信道容量的降低。


　　調(diào)整星座圖大小：在自適應(yīng)傳輸技術(shù)中，自適應(yīng)調(diào)制扮演了一個(gè)非常重要的角色，因?yàn)樗�可以在不增加多址接入干擾功率的情況下，提高傳輸效率。在調(diào)整星座圖大小時(shí)，一定要保證傳輸?shù)墓β什蛔�，從而可以提供一定的ＱｏＳ。�?dāng)短期的ＢＥＲ近似恒定，但比特率有所改變的時(shí)候，就需要調(diào)整星座圖中的信號(hào)數(shù)目，反之亦然。在單用戶環(huán)境中，自適應(yīng)調(diào)制相對(duì)于僅有功率控制的固定速率系統(tǒng)來說，可以提供５~１０ｄＢ的增益。


　　調(diào)整碼速：為了適應(yīng)相應(yīng)信道的狀態(tài)，可以選擇最佳的碼速，以實(shí)現(xiàn)編碼方案的調(diào)整。截短的卷積編碼就是這種情況，因?yàn)樗鼈兛梢栽诓桓淖兙幋a器和譯碼器結(jié)構(gòu)的情況下，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)編碼和譯碼。


　　調(diào)整功率級(jí)別和星座圖大�。郝�(lián)合調(diào)整調(diào)制方案和傳輸級(jí)別可以在單用戶環(huán)境或是一個(gè)多用戶信道中實(shí)現(xiàn)。這種結(jié)合相對(duì)于沒有功率控制的方案來說，可以明顯地提高吞吐量。


　　調(diào)整星座圖大小和符號(hào)速率：星座圖大小和符號(hào)速率可以同時(shí)調(diào)節(jié)。系統(tǒng)在滿足ＢＥＲ需求的情況下，選擇的最佳調(diào)制方案可以將比特速率最大化。然而，在具有最大符號(hào)傳輸速率的情況下，也可以獲得較低的傳輸速率，這可以通過連續(xù)傳輸相同的碼字做到。


　　調(diào)整功率和傳輸速率：在滿足平均功率和ＢＥＲ約束的情況下，可以選擇傳輸速率和功率，以最大化頻譜效率。


　　調(diào)整碼速、符號(hào)速率和星座圖大�。哼@三者可以同時(shí)調(diào)節(jié)。如果這三種參數(shù)任意結(jié)合，而目標(biāo)ＢＥＲ也不能達(dá)到，則系統(tǒng)不傳輸數(shù)據(jù)。


　　3 相關(guān)問題


　　3.1 不均等差錯(cuò)保護(hù)


　　考慮信源編碼器產(chǎn)生的一系列由二進(jìn)制編碼符號(hào)組成的幀，每一個(gè)幀內(nèi)按照重要級(jí)別，劃成幾個(gè)符號(hào)塊。顯然，最好的編碼策略就是對(duì)于重要的塊保證低的ＢＥＲ，而對(duì)于不重要的塊，ＢＥＲ就可以較大。這種特性就被稱作“不均等差錯(cuò)保護(hù)”。


　　用來解決信道傳輸問題的相似方案就是“多種解決方案調(diào)制”，就是將信號(hào)星座圖劃成子星座圖，也就是塊，來實(shí)現(xiàn)一系列保護(hù)。兩個(gè)塊間的最小距離比塊內(nèi)的最小距離要大。重要的比特就被放在相同的塊內(nèi)，不重要的比特也被放在一起。圖２顯示了對(duì)于１６信號(hào)星座圖的多解決方案調(diào)制。


　　3.2 多天線輸入輸出（MIMO）


　　正如前面提到的，多個(gè)接收天線可以作為替代編碼的一種方法，或是與編碼結(jié)合提供分集。文獻(xiàn)[ 2，3 ] 探索了在發(fā)射端和接收端都使用多天線的情況下，衰落信道對(duì)系統(tǒng)性能的限制。


　　研究表明，一個(gè)有ｔ個(gè)發(fā)射天線和ｒ個(gè)接收天線、慢衰落的信道，信道傳輸函數(shù)可以被認(rèn)為是一個(gè)ｒ×ｔ矩陣，其中每個(gè)元素都是獨(dú)立同分布的復(fù)合高斯隨機(jī)變量。當(dāng)接收端知道確切的CSI后，MIMO系統(tǒng)的平均信道容量，會(huì)是使用相同發(fā)射功率和帶寬的單天線系統(tǒng)的ｍ=min（ｔ, ｒ）倍。進(jìn)一步改進(jìn)的措施就是假設(shè)CSI在發(fā)射端可知。但如果要讓發(fā)射端知道多個(gè)天線的CSI，的確是一件很難的事情，因?yàn)樗ヂ湫诺揽偸窃谒矔r(shí)變化。此外，如果發(fā)送的CSI丟失，在MIMO系統(tǒng)中使用的編碼調(diào)制方案，應(yīng)該確保在大多數(shù)可能的信道條件下，獲得良好的性能。


　　為多個(gè)發(fā)射天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)的、可以利用空間和時(shí)間資源的碼字，通常都被稱作是空時(shí)碼。這些編碼符號(hào)利用不同的發(fā)射天線和時(shí)間域�？諘r(shí)碼通過不同發(fā)射天線傳輸?shù)男盘?hào)間的相關(guān)，和不同發(fā)射時(shí)間傳輸?shù)男盘?hào)間的相關(guān)，不需要犧牲帶寬，采用相對(duì)簡(jiǎn)單的接收機(jī)結(jié)構(gòu)就可以獲得編碼增益。因此，空時(shí)碼正在無線通信領(lǐng)域引起廣泛的關(guān)注。


　　4 結(jié)論


　　在數(shù)字傳輸?shù)那闆r下，我們針對(duì)編碼和調(diào)制方案，總結(jié)了一些在物理層由于能量或是帶寬受限而引起的折衷。因?yàn)榫幋a調(diào)制方案的可行性受到信道模型的限制，我們主要討論了高斯信道和無線信道的情況。香農(nóng)理論，不斷增長(zhǎng)的對(duì)可靠、快速通信的需求，以及可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法的電路成本的降低，將最終會(huì)使信息傳輸在高斯信道中逼近理論極限。此外，各種新技術(shù)的出現(xiàn)，使得編碼和調(diào)制仍然會(huì)是人們研究的熱點(diǎn)。


　　參 考 文 獻(xiàn)


　　[1] Biglieri E，Torino P D . Digital transmission in the 21st century: conflating modulation and coding . IEEE Commun Magazine, 50th


　　Anniversary Commemorative Issue, May 2002


　　[2] Seshadri N, Sundberg C E W . Coded modulation for fading channels - an overview . European Trans Telecomm, ET-4（3），


　　May-June 1993


　　[3] Ventura-Traveset J, ｅｔ ａｌ . Impact of diversity reception on fading channels with coded modulation-part I: coherent detection . IEEE


　　Trans Commun, 45（5）， May 1997


　　[4] Caire G, Taricco G, Biglieri E . Bit-interleaved coded modulation . IEEE Trans Inform Theory, 44（3），May 1998


　　[5] Cover T M，Thomas J A . Elements of Information Theory . New York: Wiley, 1991


　　王 欣，女，1978年生，現(xiàn)在北方交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院攻讀博士學(xué)位，研究方向?yàn)閷拵��?shù)字移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)。


　　談?wù)褫x，男，教授，北方交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院博士生導(dǎo)師。


　　
----《中國(guó)數(shù)據(jù)通信》