比特交织编码调制技术在卫星通信中的应用

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1、V01．19No．3航天器工程第19卷第3期64SPACECRAFTENGINEERING20lo年5月比特交织编码调制技术在卫星通信中的应用口强粱宗闯周纳曾，J、金陶滢江帆(中国空间技术研究院，北京100094)摘要针对卫星移动通信信道频带和功率均受限的特点，将比特交织编码调制(BICM)技术应用到卫星通信系统，通过编码和高阶调制的结合，利用状态的记忆和适当的映射来增大码字序列之间的距离，进而提高编码增益，在保证系统频带利用率的同时，有效地提高了其功率利用率。在对卫星信道特点分析的基础上进行卫星信道建模，并分别在高斯(A

2、WGN)信道、莱斯(Rice)信道和瑞利(Rayleigh)信道下对系统性能进行仿真，仿真结果证明了该种编码调制方式在卫星信道中的有效性。关键词卫星通信；编码调制；比特交织中图分类号：TN911．22文献标志码：A文章编号：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引言传统的通信系统的纠错编译码器和调制解调器的设计是相瓦独立的，这种设计思想

6、主要是基于功率受限而带宽不太受限的信道，通过纠错码来提高系统的功率利用率。但是，随着用户和业务量的不断增加，频带资源日益宝贵，尤其是对于功率和频带均受限的卫星移动通信信道，其频带有效性和功率有效性的矛盾日益突出，如果频率受限。则优先选用频带利用率高的调制方式，如果功率受限，则优先选用在相同误码率下相对要求较低的调制方式。对于这类信道，传统的编码调制方法无法同时提高系统的频带利用率和功率利用率，这就要求编码器和调收稿日期：2010-0l—11；修回日期：2010—03—25基金项目：国家高技术研究发展信息技术领域重点基金(2

7、008AA011102)资助项目。作者简介：吕强(1980一)，男，工学博士，主要研究方向为卫星通信和信息处理。第3期吕强等：比特交织编码调制技术在卫星通信中的应用制器当作一个统一的整体进行综合设计，即联合编码调制。20世纪80年代，Ungerboeek提出了格码调制[1‘2](TCM)，这种算法的思想是，将编码和高阶调制结合考虑，充分利用调制星座点之间的距离，从而在提高频带有效性的情况下，尽可能减少功率有效性的损失。格码调制提出后不久，基于同样的思想，出现了比特交织编码调制(Bit—InterleavedCodedMod

8、ulation，BICM)[3]，即通过把传统的二进制纠错码和一组独立的比特交织器连接起来，并通过映射方式的设计以增加分集阶数，提高系统性能。本文提出的设计是针对卫星移动通信信道频带和功率均受限的特点，将比特交织编码调制(BIcM)技术应用到卫星通信系统，通过编码和高阶调制的结合，利用状态的记忆和适当的