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。     

LDPC编码系统符号同步技术

根据低密度校验码(LDPC)译码算法的统计特性,分析了接收端符号同步误差对译码性能的影响。针对 LDPC 编码系统的特点提出了一种新的符号同步误差校正算法,该算法通过 4 倍过采样技术判断同步误差的大小,并通过插值方式对精确同步采样点的信号进行估计。对于信噪比极低的通信系统,当存在较大符号同步误差时,该算法可以保证 LDPC 编码系统的性能接近精确同步情况下的性能。     

BICM-OFDM系统中基于ML算法的迭代频偏估计

正交频分复用(OFDM)联合比特交织编码调制(BICM),是一种能够有效地抗频率选择性衰落的技术.由于载波频偏的存在会引起载波间干扰,导致系统性能的严莺下降.针对BICM-OFDM系统提出了一种基于最大似然(ML)估计的迭代频偏估计算法.该算法充分利用了译码信息,分两步进行.首先,利用最大似然估计进行初始频偏估计,然后再利用BICM译码的硬判决反馈信息进行残留频偏估计.通过BICM迭代译码,更新译码反馈信息,提高频偏估计精度.在短波宽带信道下的仿真结果表明,在频偏为0～0.2的范围内,提出的算法经过3次迭代可有效地进行频偏估计.与传统最大似然估计算法相比,本文提出的算法提高了低信噪比下的频偏估计精度,并且提高了频偏估计范围.     

LDPC码的信道自适应迭代译码算法

中短长度LDPC码采用BP迭代译码时,在低信噪比区,大量的经过多次迭代仍不能纠正的错误帧造成了平均迭代次数的大大增加;在中高信噪比区,比特对数似然比值的振荡造成了译码性能的降低。为了减少低信噪比区的平均迭代次数,提高中高信噪比区的译码性能,本文提出了一种LDPC码的信道自适应迭代译码算法。该算法采用基于校验和错误模式的预判决机制和消息加权平均算法,通过低信噪比区预判决机制的主导作用来减少平均迭代次数,通过中高信噪比区消息加权平均算法的主导作用来抑制因比特LLR值振荡而形成的错误帧,从而实现译码算法与信道变化特征的自适应,提高了译码效率。仿真结果显示,相对于BP译码算法,该译码算法在低信噪比区减少了平均迭代次数而译码性能没有显著变化,在中高信噪比区提高了译码性能而平均迭代次数没有明显增加。     

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.     

一种基于APPA的码辅助载波同步算法

在低信噪比环境下,小的频偏和相偏的存在会使Turbo编码系统的译码性能恶化,所以必须结合迭代译码系统,对信号的残留频偏和相差进行估计。该文提出一种改进的残留频偏载波相位估计算法后验概率辅助(APPA)相位估计,该算法将译码器输出的外信息用于辅助迭代的相位估计。环路滤波器将相位误差信号转换成控制信号,控制数控振荡器的输出,这样可以得到待估计的相位误差。仿真表明,在极低信噪比下(比如,SNR-7.8 dB)该算法在同时存在频偏和相偏的时候能正常工作,其性能非常接近理想同步条件下的性能。     

两种改进的LDPC译码算法

低密度校验码是一种基于稀疏校验矩阵的线性码,LDPC的性能接近Shannon限,并具有简单有效的迭代译码算法[1,2]。针对LDPC原始的置信传播迭代译码算法,文中分别从概率似然以及对数似然的角度对该算法进行改进,改进后的这两种译码算法译码更简单,且其运算量大大降低。     

载波频率估计的编码辅助算法

本文讨论了载波频率估计的编码辅助(code-aided)算法。因为难以直接计算频率的最大似然估计值,我们转而利用EM算法迭代逼近这一结果,而且将EM迭代与MAP译码器结合起来,在频率估计中利用了译码输出的信息,从而在低信噪比下获得了非常理想的性能。仿真结果表明,文中所给算法的性能远优于传统的NDA算法。     

一种优化的OFDM符号定时与频偏估计算法及其FPGA实现

符号定时与频偏估计是OFDM系统中的关键技术之一.本文分析了符号定时偏差与载波频偏对OFDM系统性能的影响,提出了一种优化的最大似然同步算法,并给出了在FPGA中的硬件实现方案,得到其仿真结果.传统的循环前缀符号同步算法,仅仅利用一个OFDM符号的循环前缀及其相应部分的相关性,其相关峰值不明显,同步效果不理想.本文提出一种充分利用连续多个OFDM符号同时进行相关功率运算,在同样信噪比的情况下,相对于单个OFDM符号进行同步估计的系统,符号定时与频偏估计的精度更高,误差更小.     

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。      

基于DVB-C的符号同步电路优化设计

根据DVB-C标准,采用反馈环路实现符号同步,其中时钟误差检测器选择M&M算法.通过复用将符号同步电路中时钟误差检测器和环路滤波器的乘法器数目由六个减少到两个,减少了硬件规模.通过对所设计的符号同步环路仿真,环路能够在采样时钟抖动为200×10-6时完成对64QAM(正交幅度调制)信号的符号同步,并能在较短时间内达到收敛.     

FH-OFDM系统同步算法研究与FPGA实现

研究了FH-OFDM系统的跳频同步方法和定时同步方法。跳频同步中利用GPS同步脉冲保证了接收机的时间基准。定时同步中使用了基于最小均方差的判决方法,对匹配滤波器进行了改进,有效地减少了载波频偏的干扰,并针对FPGA应用对算法进行了简化。对FH-OFDM同步系统进行了FPGA实现,性能测试结果表明该同步实现方法可以快速准确地检测到信号帧以及各个符号的起始位置。     

基于最大似然算法的OFDM同步技术研究

同步问题是卫星通信中的一个关键问题,直接关系到通信系统的性能。文中简要介绍了OFDM的同步技术,主要讨论了符号定时同步和载波同步。最大似然估计算法在OFDM符号定时同步和载波频率同步中得到了广泛的应用,通过最大似然估计方法,避免了基于导频符号的同步估计带来的频率和功率资源的浪费,通过仿真可以看到,能够很好地实现OFDM系统的符号同步和载波同步。     

OFDMA系统上行链路的符号定时估计

在多径信道中,任何符号定时的变化,都会增加OFDMA系统对时延扩展的敏感程度,为了获得最佳的系统性能,需要尽量减小符号定时同步的误差.已有的符号定时估计算法多是基于特定训练序列的,其优点是实现简单且较为准确,但需要占用额外的频谱资源,且时间偏移量需小于循环前缀的长度.文中提出的基于子载波相位差分的符号定时估计算法是一种盲估计算法,不需要额外发送训练序列,节省了资源,且对时间偏移量大于循环前缀的情况同样适用.     

Effect of imperfect phase and timing synchronization on the bit-error rate performance of PSK modulations

A great deal of attention has been devoted in the recent literature to the study of the bit-error rate (BER) performance of phase-shift keyed (PSK) constellations, due to their high spectral efficiency. It is well known that an error in phase or timing synchronization affects the probability of correct decisions at the receiver. This problem becomes much more significant as data rates increase, and the corresponding symbol durations decrease. In this letter, we look into this problem and analyze the exact BER performance of generalized hierarchical PSK constellations under imperfect phase or timing synchronization over additive white Gaussian noise channels.     

一种突发模式下GMSK信号相干解调的方法

GMSK信号是一种连续相位调制方式,由于它具有较好的功率效率和频谱利用率,因此在无线通信领域得到广泛的应用。在此给出一种适合于数字化处理的突发GMSK调制信号的相干解调方式,利用基于FFT的载波频偏及符号时钟误差联合估计算法,实现前导字检测以及频偏和符号定时误差的估计和补偿。采用基于匹配滤波的前向位同步技术实现位同步,对存在残留频偏误差情况下该相干解调系统的解调性能进行了计算机仿真分析。仿真和实验表明,该解调方法具有良好的误码性能。     

Performance evaluation of a new BPSK-OFDM timing estimation algorithm

Previously, the timing estimation in OFDM system employs cyclic prefix has been presented with the assumption of independent identified distributed OFDM symbol. The information used to find the symbol synchronization depends on the length of cyclic prefix. Actually, the data in the BPSK-OFDM modulated symbol, transferred by inverse fast Fourier transform, is with a complex symmetry character. With this character, more information from the whole OFDM symbol could be provided for the symbol timing. In this paper, the proposed algorithm uses the autocorrelation of the received signal to obtain the symbol timing. The simulation of Beek’s algorithm and the proposed scheme are presented. The performances of these algorithms are evaluated based on the missing symbol probability and the estimator mean square error. The simulation results show that the proposed algorithm is suitable to achieve a better symbol synchronization.     

一种改进的GFDM时频同步算法

针对广义频分复用( GFDM)系统对符号定时同步要求较高的问题,提出了一种新的基于前缀码的同步算法。在接收端,在获取粗略定时信息的基础上,利用前缀码前后两部分的相位差实现载波频偏估计,并对接收序列的频率偏移进行纠正,然后通过纠正后序列与已知发射前缀的互相关函数实现精确的符号定时估计。由于该前缀码具有共轭对称的特性,使其避免了“平顶效应”的出现。结合5G中低时延高可靠场景,在频率选择性信道中对其进行仿真,并通过均方误差对其性能进行了评估。理论分析及仿真结果表明,该算法相对于原算法具有更好的定时同步性能和更低的复杂度,提升了GFDM系统的整体性能。