在傳統的數字傳輸系統中，傳送端和接收端的糾錯與調製電路是兩個獨立的部分，而糾錯編碼會帶來頻帶利用率的下降。為了提高頻帶的利用率，同時也希望在不增加信道傳輸頻寬的前提下降低差錯率，可以把編碼和調製相結合統一進行設計，這就是所謂的格線編碼調製(trellis coded modulation)，簡稱TCM。
基本介紹
- 中文名：格線編碼調製
- 外文名：trellis coded modulation
- 套用學科：通信
原理,
編碼調製技術是一種將編碼與調製有機結合起來的編碼調製技術，這種方法既不降低頻帶利用率，也不降低功率利用率，而是以設備的複雜化為代價換取編碼增益。可使系統的頻帶利用率和功率資源同時得到有效利用。利用狀態記憶和分集映射來增大編碼序列之間距離的辦法，來提高編碼增益。
原理
在數字調製中，不同的編碼值可用幅度-相位空間(信號空間)中不同的點來表示。如果不增加信號空間的維數，僅增加信號點的數目，引入多餘度，這樣既不會增加傳輸頻寬又可利用多餘度進行編碼。我們只需要按某種規則安排這些信號點的位置，使它與輸入數碼呈現某種映射關係，並可將這些信號序列模型化成為格線狀態，因而稱之為格線編碼調製。TCM可以在mQAM或mPSK基礎上，將編碼器和調製器當作一個整體來進行設計。
根據上述編碼調製的特點，對於多電平、多相位的二維信號空間，可以把信號點集不斷地分解為 2、4、8、…個子集，使它們中信號點的距離不斷增大。
圖1畫出一種編碼的 8PSK方式的集合劃分，所有8個信號點均勻分布在一個圓周上，都具有單位能量。經過連續三次劃分以後，分別產生2、4、8個子集，它們的共同特點是，兩個獨立信號點之間的最小信號點距離Di 逐次增大，即D0<D1<D2。
根據上述集合劃分映射的思想，可以設計出一種簡單高效的TCM編碼方法。設輸入碼有n比特，在採用mPSK調製時，有同相分量和正交分量。因此無編碼調製時，在二維信號空
圖1 8PSK的集合劃分
間應有2個信號點與它對應。在編碼調製時，為增加冗餘度，用2個信號點。例如，待編碼字以2bit為一組，其中1bit碼字加到編碼效率為1/2的卷積編碼器的輸入端，輸出2bit，用此2bit選擇圖2中相應4個子集。剩餘的未編碼的1bit用於確定子集中的信號點。在接收端可採用維特比算法進行解調。可用編碼增益來表徵調制性能的優劣，信號點之間的距離越大，編碼增益越高。據計算，TCM的8PSK調製比通常的4PSK的編碼增益高3dB。
圖2 四相疊加法框圖
