[发明专利]高性能低复杂度的TCM-4CPM设计方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种编码与调制相结合的无线通信技术，特别涉及一种高性能低复杂度的TCM-4CPM（Trellis Coded Modulation-4Continuous Phase Modulation，网格编码调制结合四进制连续相位调制的技术）设计方法和系统。

背景技术

现今，在数字通信领域中，为保障传输信息的有效性和可靠性，人们考虑的主要因素是频带利用率和功率利用率，但是，保障传输信息的频带利用率和功率利用率在实际应用中很难做到二者兼顾。

例如，在功率受限信道中，常通过采用纠错编码增加信息可控冗余度，以增大传输带宽获得纠错能力，从而以系统频带利用率的降低换取功率利用率的提高；在频带受限信道中，通过采用多元调制，以降低系统抗噪能力实现传输带宽的减少，从而以系统功率利用率的降低换取频带利用率的提高。

然而，随着无线通信的蓬勃发展，大带宽、远距离传输将成为一种发展趋势，对应的传输信道将不再是传统的功率受限信道或带宽受限信道，而是功率和频带都受限的信道。为此须通过加大调制信号集来为纠错编码提供所需的冗余度，以避免频带利用率因加纠错编码而降低，但若编译码与调制解调是分离设计的，且译码之前的解调是硬判决，所以不可避免地要损失一部分有用信息，难以获取较好的性能。

TCM-4CPM（Trellis Coded Modulation-4Continuous Phase Modulation，网格编码调制结合四进制连续相位调制的技术）作为一种编码与调制相结合技术，非常适用于功率和频带都受限的信道中。

其中，TCM（Trellis Coded Modulation，网格编码调制）是一种通过集分割方式实现输出码序列自由欧式距离增大，从而提高信号功率利用率的技术，特别地，集分割是TCM方案构造的关键，所谓集分割，就是将信号分集划分成包含信号点数相同的较小子集，并使分割得到的子集内信号点之间的最小空间距离得到最大限度的增加；

4CPM（4Continuous Phase Modulation，四进制连续相位调制）是一种在一个相位成型周期内具有四种相位变化趋势，根据相应的相位变化趋势，则可以判决出发射端传输信息的技术，4CPM每个符号携带2bit信息，具有相位连续、主瓣功率谱密度集中，旁瓣低等特性。

传统的TCM-4CPM系统设计十分复杂，尤其是接收端解调译码技术难度非常高，导致系统设计成本高，功耗高，严重制约了TCM-4CPM的推广及应用。

因此，如何实现TCM-4CPM系统设计的简单化，且保证在功率和频带都受限的信道中有效、可靠的传输信息，已成为当前人们亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高性能低复杂度的TCM-4CPM设计方法和系统，已解决在功率和频带都受限的信道中有效、可靠的传输信息问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高性能低复杂度的TCM-4CPM设计方法，其特征在于，包括：

接收数据信息进行网格编码、差分预编码、连续相位编码、相位成型滤波和相位调制，得到TCM-4CPM基带信号进行发射；

对接收到的所述TCM-4CPM基带信号进行数字鉴相、定时同步、符号差分解调和软判决译码处理后得出所述数据信息。

进一步地，其中，接收数据信息进行网格编码、差分预编码、连续相位编码、相位成型滤波和相位调制，得到TCM-4CPM基带信号进行发射，进一步为：

接收所述数据信息进行网格编码处理；

对所述网格编码后得到的数据信息进行差分预编码处理；

对所述差分预编码后得到的数据信息进行连续相位编码处理；

对所述连续相位编码后得到的数据信息进行相位成型滤波处理；

对所述相位成型滤波后得到的数据信息进行相位调制处理后得出TCM-4CPM基带信号进行发射。

进一步地，其中，所述网格编码处理是按照最大欧式距离编码结构进行的。

进一步地，其中，对所述相位成型滤波后得到的数据信息进行相位调制处理后得出TCM-4CPM基带信号进行发射，进一步为：对所述相位成型滤波后得到的数据信息进行相位调制处理后，再进行基带正交调制得出TCM-4CPM基带信号采用中频传输体制进行发射。

进一步地，其中，对接收到的所述TCM-4CPM基带信号进行数字鉴相、定时同步、符号差分解调和软判决译码处理后得出所述数据信息，进一步为：

对接收到的所述TCM-4CPM基带信号进行数字鉴相处理；