关于编码和调制技术发展的探讨
整星座图大小和符号速率:星座图大小和符号速率可以同时节。系统在满足BER需求的情况下,选择的最佳制方案可以将比特速率最大化。然而,在具有最大符号传输速率的情况下,也可以获得较低的传输速率,这可以通过连续传输相同的码字做到。
调整功率和传输速率:在满足平均功率和BER约束的情况下,可以选择传输速率和功率,以最大化频谱效率。
调整码速、符号速率和星座图大小:这三者可以同时调节。如果这三种参数任意结合,而目标BER也不能达到,则系统不传输数据。
3 相关问题
3.1 不均等差错保护
考虑信源编码器产生的一系列由二进制编码符号组成的帧,每一个帧内按照重要级别,划成几个符号块。显然,最好的编码策略就是对于重要的块保证低的BER,而对于不重要的块,BER就可以较大。这种特性就被称作"不均等差错保护"。
用来解决信道传输问题的相似方案就是"多种解决方案调制",就是将信号星座图划成子星座图,也就是块,来实现一系列保护。两个块间的最小距离比块内的最小距离要大。重要的比特就被放在相同的块内,不重要的比特也被放在一起。显示了对于16信号星座图的多解决方案调制。
3.2 多天线输入输出(MIMO)
正如前面提到的,多个接收天线可以作为替代编码的一种方法,或是与编码结合提供分集。文献[ 2,3 ] 探索了在发射端和接收端都使用多天线的情况下,衰落信道对系统性能的限制。
研究表明,一个有t个发射天线和r个接收天线、慢衰落的信道,信道传输函数可以被认为是一个r×t矩阵,其中每个元素都是独立同分布的复合高斯随机变量。当接收端知道确切的CSI后,MIMO系统的平均信道容量,会是使用相同发射功率和带宽的单天线系统的m=min(t, r)倍。进一步改进的措施就是假设CSI在发射端可知。但如果要让发射端知道多个天线的CSI,的确是一件很难的事情,因为衰落信道总是在瞬时变化。此外,如果发送的CSI丢失,在MIMO系统中使用的编码调制方案,应该确保在大多数可能的信道条件下,获得良好的性能。
为多个发射天线系统设计的、可以利用空间和时间资源的码字,通常都被称作是空时码。这些编码符号利用不同的发射天线和时间域。空时码通过不同发射天线传输的信号间的相关,和不同发射时间传输的信号间的相关,不需要牺牲带宽,采用相对简单的接收机结构就可以获得编码增益。因此,空时码正在无线通信领域引起广泛的关注。
4 结论
在数字传输的情况下,我们针对编码和调制方案,总结了一些在物理层由于能量或是带宽受限而引起的折衷。因为编码调制方案的可行性受到信道模型的限制,我们主要讨论了高斯信道和无线信道的情况。香农理论,不断增长的对可靠、快速通信的需求,以及可实现复杂算法的电路成本的降低,将最终会使信息传输在高斯信道中逼近理论极限。此外,各种新技术的出现,使得编码和调制仍然会是人们研究的热点。
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