一种适用于BICM-ID系统的迭代载波同步算法

在比特交织编码调制迭代译码(BICM-ID)系统中,针对低信噪比条件下传统的同步算法对频偏和相差估计精度较低的问题,提出了一种码辅助的迭代载波同步算法。该算法基于最大期望(EM)算法,并在此基础上加以改进,利用译码器输出的软信息,迭代的在载波同步和译码之间相互交换信息,实现同步和译码的联合处理。仿真结果表明,在译码器收敛的允许范围之内,提出的算法能够大幅提高同步参数的估计精度,在迭代次数达到8次时,BICM-ID系统的误比特率性能基本接近理想同步条件下的译码性能。     

基于迭代的同频混合信号单通道盲分离/译码算法

针对采用长约束信道编码的同频调制混合信号,提出了一种利用编码的单通道盲分离/译码迭代算法。该算法通过在盲分离过程中利用译码后反馈的符号软信息来改善分离效果,重点研究了软输入软输出盲分离、最大似然概率译码以及分离译码间的软信息交互。仿真结果表明,迭代盲分离算法相比不采用迭代的算法可获得更好的性能,对于采用(2,1,6)卷积码和随机交织的BPSK混合信号,前者进行2次迭代时可获得约2dB的信噪比增益。     

一种基于LDPC编码系统的符号同步联合信噪比估计算法

该文分析了符号同步误差和信噪比的初始估计对LDPC编码系统性能的影响,结合迭代译码输出软信息的统计特性,提出了一种由迭代译码软信息辅助的符号同步联合信噪比估计算法,通过两个紧密相关的环路,将符号同步,信噪比估计以及迭代译码三者整合在一起,在信噪比极低的情况下,通过迭代计算,信噪比和符号同步误差的估计值可快速收敛,译码性能接近信噪比已知且符号精确同步的编码系统。     

一种单载波频域均衡输出符号的软信息计算方法

在单载波传输中,对多径接收信号进行单载波频域均衡(SC-FDE)可令系统以较低的复杂度获得较强的抗多径能力,但传统SC-FDE不能直接为后续的软输入软输出(SISO)迭代译码模块提供译码所需的软信息。而SISO迭代译码器恰是Turbo码、LDPC码等Shannon极限码发挥良好纠错能力的重要手段。为了使SC-FDE与SISO迭代译码相结合,该文在导频数据时分复接块传输(TD-PABT)系统中给出了一种SC-FDE输出符号软信息的计算方法,并进行了仿真验证。仿真结果表明,采用该文所述的输出符号软信息计算方法的软输出SC-FDE能够与LDPC码很好地结合,且该系统误码性能明显好于采用传统SC-FDE和卷积码的TD-PABT系统。     

基于振荡迭代的修正BP译码算法

针对中高信噪比(SNR)下低密度奇偶校验(LDPC)译码错误振荡迭代不收敛,提出了基于置信传播(BP)算法的修正LDPC译码算法,即软值归零BP算法。该算法通过将振荡迭代的变量节点传递的外信息置零,减少错误信道消息对迭代译码的影响,较大地改善了译码性能。而且,还给出了振荡迭代节点的判定准则,提高了振荡迭代节点判定的准确性。仿真结果表明,在中高信噪比区且译码迭代次数相同的情况下,该算法能比BP算法获得更好的译码性能。     

TDMA信号的宽范围载波同步译码联合迭代处理

针对时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)信号提出了宽范围的载波同步译码联合迭代处理的方案。该方案主要分为三个部分,首先利用TDMA信号的同步码进行数据辅助同步,对信号中的大频偏和相偏进行粗估计和纠正;然后利用线性调频Z变换(Chirp-Z Transform,CZT)算法针对整突发帧进行非数据辅助同步,精确估计和纠正信号的剩余频偏;最后通过利用译码器输出的软信息进行编码辅助同步,多次迭代得到剩余相偏的精确估计,最终实现载波的精确同步并输出译码结果。实验结果表明,所提方案具有同步捕获范围宽、参数估计精度高、译码输出误比特率低等优点,在低信噪比环境下也能表现出优良性能。     

宽范围的码辅助载波恢复算法

码辅助同步算法将译码软信息引入到同步参数的估计过程,能够在更低的信噪比区间有效实现载波同步,但是这类算法存在同步范围小、复杂度高的问题。首先针对判决可靠性较高的符号,定义一种新的评价函数,用其最大值对应的参数粗估计值补偿信号;然后利用后验均值对补偿后的信号去调制,再分别采用改进的自相关函数方法和最大似然方法来纠正剩余的频偏和相偏,进而有效实现载波恢复。仿真结果表明,该算法能够以较少的计算复杂度为代价,大幅提高同步范围,可获得近似理想同步条件下的译码性能。      

编码MIMO系统中一种低复杂度次优软检测算法

提出了一种低复杂度次优编码MIMO系统软检测算法.在编码MIMO系统的迭代译码中,信道译码需要MIMO检测输出每一比特的软信息,而软信息的计算需要巨大的计算量.本文在不同的迭代次数中分别利用球形译码的硬判决信息和编码比特先验信息得到发射向量的估计值.在这个估计值的基础上计算MIMO检测中每一比特的软信息,从而避免了常规的穷尽搜索检测算法,减少了复杂度.通过分析和仿真,本算法在有限性能损失的前提下使复杂度得到了极大减少.在相同没置下,本算法的一帧数据仿真时间不到原算法的1/20,并且对于不同的调制方式复杂度基本不变,达到了性能和复杂度的较好折中.     

基于多元LDPC码的迭代符号定时恢复

针对极低/低信噪比深空通信中传统符号定时恢复难的问题,本文提出了一种联合符号定时恢复与多元LDPC迭代译码的方案。该方案将Mueller& Muller符号定时恢复算法与迭代译码方法相结合,对符号周期内的动态时延进行校正。根据译码反馈信息的不同,迭代译码方法可分为基于译码硬信息和译码软信息两种迭代方法。仿真结果表明,在高阶调制、低信噪比和动态时延下,基于两种迭代方法的符号定时恢复算法均取得了接近于理想情况的性能,且收敛速度快,适合于工程实现。其中,由于基于译码软信息迭代的符号定时恢复算法保留了更完整的概率信息,因而性能更优。      

一种高效的编码辅助相位估计算法

在低信噪比通信环境中同步困难是任何编码系统必须解决的问题.对此,提出了基于软信息的编码辅助的迭代相位估计算法.该法采用载波相位同步、解调和译码联合处理的思想,将译码器输出的码比特的可靠量度直接反馈回估计单元以提高同步的准确度.考虑到现行系统中多采用非系统卷积码,文中利用对数似然代数原理,得到了适用于非系统码进行迭代的软输出维特比译码算法,有效降低了计算复杂度.仿真结果表明,该法仅需5次迭代,信噪比为3 dB的情况下,系统误比特率可达到10-6.     

基于SSCANL译码器的联合迭代检测译码算法

为了提升基于极化码的稀疏码多址接入（sparse code multiple access,SCMA）系统接收机性能,提出了基于简化软消除列表（simplify soft cancellation list,SSCANL）译码器的循环冗余校验（cyclic redundancy check,CRC）辅助联合迭代检测译码接收机方案。该方案中极化码译码器使用SSCANL译码算法,采用译码节点删除技术对软消除列表（soft cancellation list,SCANL）算法所需要的L次软消除译码（soft cancellation, SCAN）进行简化,通过近似删除冻结位节点,简化节点间软信息更新计算过程,从而降低译码算法的计算复杂度。仿真结果表明,SSCANL算法可获得与SCANL算法一致的性能,其计算复杂度与SCANL算法相比有所降低,码率越低,算法复杂度降低效果越好;且基于SSCANL译码器的CRC 辅助联合迭代检测译码接收机方案相较基于SCAN译码器的联合迭代检测译码（joint iterative detection and decoding based on SCAN decoder, JIDD-SCAN）方案、基于SCAN译码器的CRC辅助联合迭代检测译码（CRC aided joint iterative detection and decoding based on SCAN decoder,C-JIDD-SCAN）方案,在误码率为10^-4时,性能分别提升了约0.65 dB、0.59 dB。     

一种适用于极低信噪比环境的迭代同步方案

卫星通信、深空通信等应用要求接收机在很低信噪比下工作。近年来研究热点基于码辅助同步算法能够利用编码间依赖关系提高参数估计性能,以实现正确解调。本文以码辅助同步算法为基础,综合分析同步各环节参数估计需求,设计较短帧头的帧格式,提出了一种完整的迭代接收机结构。同时精心选择预估计算法,将定时偏差、载波频偏压缩到很窄范围。最后对码辅助算法迭代复杂度高的问题进行了优化。仿真表明,在极低信噪比下,该结构同步性能良好,复杂度低,传输效率高。     

Turbo decoding of product codes using adaptive belief propagation

The adaptive belief propagation (ABP) algorithm was recently proposed by Jiang and Narayanan for the soft decoding of Reed-Solomon (RS) codes. In this paper, simplified versions of this algorithm are investigated for the turbo decoding of product codes. The complexity of the turbo-oriented adaptive belief propagation (TAB) algorithm is significantly reduced by moving the matrix adaptation step outside of the belief propagation iteration loop. A reduced-complexity version of the TAB algorithm that offers a trade-off between performance and complexity is also proposed. Simulation results for the turbo decoding of product codes show that belief propagation based on adaptive parity check matrices is a practical alternative to the currently very popular Chase-Pyndiah algorithm.     

基于SISO的LDPC码盲译码算法研究

针对传统BP译码算法需要初始条件的缺点,本文提出了一种基于软输入软输出(SISO)的LDPC码盲译码算法,所提算法采用类似BP迭代译码算法步骤,通过对距离信息进行迭代处理,实现无需接收信号的信噪比和信道状态即可译码;同时,还将所提盲译码算法推广到多进制LDPC码的译码应用中。本文所提盲译码算法在初始状态难以确定以及接收信号信噪比难以估计的通信信道中具有重要价值。仿真结果表明,所提算法不论是在AWGN信道还是在瑞利衰落信道上都能取得优良的性能,不论是与标准BP译码算法还是与分层BP译码算法相比,在性能相近的情况下,计算复杂度都有所降低。     

新的降低复杂度的Turbo均衡

Turbo均衡是一种通过反复均衡和信道译码来提高接收性能的迭代接收机算法。通常的Turbo均衡算法采用均衡与软输出译码的迭代运算，由于均衡和译码的重复计算，使得复杂度大大提高。文中提出了2种降低复杂度的Turbo均衡器：第一种采用软判决维特比译码，第二种采用软输入硬输出的维特比译码。通过仿真表明，这2种算法在几乎没有损失接收性能的情况下，大大降低了计算复杂度，并且第二种的性能要好于第一种。     

基于LDPC译码软信息的迭代载波恢复

针对较低信噪比(2dB)下载波恢复难题,该文提出了基于LDPC软信息的迭代载波恢复算法。该算法以最大化LDPC软信息绝对值的和为准则,对载波频差用搜索窗辅助的单纯形算法进行搜索,得到较准确的载波估计并补偿。且它还采用LDPC软信息辅助的科斯塔斯环,来纠正残留载波偏差。仿真表明,它能有效纠正载波偏差及克服相位模糊、跳周等问题,并以一定计算复杂度的代价,获得距理想QPSK编码系统0.1以内的误码性能。     

Optimum receiver design for OFDM-based broadband transmission .II.A case study

This paper details on the design of OFDM receivers. Special attention is paid to the OFDM-specific receiver functions necessary to demodulate the received signal and deliver soft information to the outer receiver for decoding. In part I of the paper, the effects of nonideal transmission conditions have been thoroughly analyzed. To show the impact of the synchronization algorithms-which are most critical in OFDM-on system performance and complexity we consider the design of a complete receiver consisting of symbol synchronization, carrier/sampling clock synchronization and channel estimation. The performance of the algorithms is analyzed and a qualitative estimate of the resulting complexity is given. This allows one to draw conclusions concerning the achievable system performance under realistic complexity assumptions     

Iterative reliability-based decoding of low-density parity checkcodes

In this paper, reliability based decoding is combined with belief propagation (BP) decoding for low-density parity check (LDPC) codes. At each iteration, the soft output values delivered by the BP algorithm are used as reliability values to perform reduced complexity soft decision decoding of the code considered. This approach allows to bridge the error performance gap between belief propagation decoding which remains suboptimum, and maximum likelihood decoding which is too complex to be implemented for the codes considered. Trade-offs between decoding complexity and error performance are also investigated. In particular, a stopping criterion which reduces the average number of iterations at the expense of very little performance degradation is proposed for this combined decoding approach. Simulation results for several Gallager (1963, 1968) LDPC codes and different set cyclic codes of hundreds of information bits are given and elaborated