BICM在差分跳频系统中的应用

将比特交织编码调制(BICM)技术应用于差分跳频(DFH)通信系统,在加性白高斯噪声(AwGN)信道及频率非选择性瑞利慢衰落信道下,对采用无迭代译码及迭代译码的系统比特误码率(BER)上界进行了理论推导及数值仿真验证,并与传统的差分跳频系统的性能进行了比较.其数值仿真结果表明:采用BICM技术的差分跳频系统,可以在不增加跳频带宽及译码复杂度的情况下,利用最优卷积码增大了其G函数网格图的最小自由距离.同时对于可用频率数为16的无迭代译码BICM/DFH,当BER为10-1时,在瑞利信道下相对于CHESS系统而言,其性能改善可达6dB.若采用迭代译码,则当BER为10-1时,其性能相对于无迭代译码可进一步改善3,dB.     

PPM多级编码调制的硬判决迭代解调译码

针对脉冲位置调制(PPM)与多级编码结合中的错误传播问题,利用多阶段译码原理的"链式规则",提出一种基于迭代的解调译码方法,给出了8-PPM多级编码调制的硬判决迭代算法。仿真分析表明,迭代解调译码方法可以改善错误传播现象,降低系统的误码率;在相同迭代次数下,信道衰减越大,该译码方法获得的增益越明显。综合考虑性能改善效果及成本,M阶编码调制系统的迭代次数宜选M次以内。     

基于重复累积码的BICM系统译码算法

重复累积码(RA)由于其编译码复杂度低、性能接近香农限的优点,目前得到学术界的广泛关注。文中研究了RA码及其译码算法,并将其应用于比特交织编码调制(BICM)系统。针对低信噪比下基于RA码的编码调制系统误码率较高的问题,提出了一种改进算法,该算法通过在解调器和译码器之间引入迭代处理,利用译码器输出的外信息改善解映射结果,从而降低了系统误码率。仿真结果表明,在加性高斯白噪声(AWGN)信道、瑞利(Rayleigh)衰落信道下,BICM系统使用迭代的译码算法与原算法相比,误码性能有较明显提高。     

基于LDPC码的BICM系统性能分析

低密度校验码(LDPC)由于其编码增益高、译码速度快、性能接近香农限的优点,目前得到学术界的广泛关注.文中简单介绍了LDPC码及其译码算法,在此基础上结合比特交织编码调制(BICM)系统,并在算法上作出了相应改进.仿真结果表明,在高斯信道、充分交织瑞利信道、相关瑞利衰落信道下,此算法正确有效.     

一种面向物联网的轻量级增强型长距离物理层设计方法

为了提高LoRa在衰落信道下的误码率性能,该文设计了一种轻量级的增强型长距离(EnLoRa)物理层。首先,采用循环码移位键控(CCSK)作为纠错码,级联对角矩阵交织和啁啾扩频(CSS)调制技术,构造了一种新的比特交织编码调制(BICM)结构。然后,基于该结构,提出了一种基于比特对数似然比信息的软CSS解调和软译码算法,并将译码输出后的外信息作为先验信息反馈至解调模块,进行迭代译码。仿真结果表明,与相同码率的LoRa系统对比,EnLoRa系统在高斯信道下的编码增益提高了0.8 dB,在瑞利信道下的编码增益提高了7 dB。在此基础之上,通过多次迭代译码,还可以获得最大2.5 dB的额外收益。时间复杂度增加不到10%,空间复杂度增幅可忽略不计。该方法可望进一步降低物联网节点的功耗,在室内、市区和工业等复杂多径场景具有较大的应用价值。     

高阶相位调制的调制分集

研究了高阶相位调制的调制分集,分析了调制分集对比特交织空时编码调制迭代译码(BI-STCM-ID)系统性能的影响,得到了引入调制分集后系统的解码比特度量的解析表达式。理论分析和仿真结果表明,调制分集改善了BI-STCM-ID系统在Rayleigh信道下的性能,同时,空时分集与调制分集的结合,对改善快衰落信道和慢衰落信道的性能具有相互补充的效果。     

结合6-QAM和双层LDPC码的编码调制研究

针对阶数为3×2p的非标准调制与纠错编码难以匹配的问题,提出了一种面向6阶正交幅度调制（QAM）的双层编码调制传输方案。在发送端,采用有限域GF(2)低密度奇偶校验（LDPC）码与GF(3) LDPC码进行分层编码,并将两种编码码字映射为6进制码字后进行6-QAM调制;在接收端,根据GF(2) LDPC码和GF(3) LDPC码的译码顺序,设计了两种双层迭代译码方法。仿真结果表明,在加性高斯白噪声（AWGN）信道下,执行一次整体迭代译码时,先执行GF(3) LDPC码译码的6-QAM分层编码调制方案比先执行GF(2) LDPC码译码的方案获得了更优的误符号率（SER）性能;随着迭代次数增加,纠错性能可获得进一步改善。比较6-QAM与6阶相移键控（6-PSK）调制,若先执行GF(3) LDPC码译码,当SER为10-5时,6-QAM结合双层LDPC码的传输方案在AWGN信道下可获得约1.3dB的增益。      

基于TCM的LDPC高效编码调制系统性能

为了缓解频带有效性与功率有效性的矛盾,提出了将低密度校验码与网格编码调制相结合的系统方案,其中在网格编码调制中采用了递归系统卷积码进行编码,以实现基于对数似然比的软译码方法,以此构造低密度校验码与网格编码调制相结合的编译码系统。分析了该系统在加性高斯白噪声干扰和瑞利信道下的性能和信道信息对于系统性能的影响。仿真结果表明,该系统能够有效地在频谱利用率和码字性能之间达到折衷,可以在一定程度上缓解矛盾。     

短波数据链中基于BICM算法的应用研究

采用(2,1,7)卷积码构建了一种实用性较强的BICM(比特交织编码调制)算法。首先对该算法进行了数值仿真,证明了在瑞利信道条件下BICM-ID(BICM的硬判决反馈迭代译码)算法的性能优于TCM(网格编码调制)的性能;然后将BICM-ID应用于SW(短波)数据链中,针对BICM-ID和SW数据链的特点,分析了交织长度、符号映射方式及迭代次数对BICM-ID性能的影响;最后利用DSP(数字信号处理器)实现了BICM-ID算法,给出了不同码率和不同数据量情况下的译码时间,结果表明,译码时间均满足数据链实时性要求。     

基于可变长纠错码和掺杂调制的联合信源信道编码调制方法

针对无线通信中存在的频谱资源有限、信道衰落和多径效应等问题，该文将可变长纠错(VLEC)编码和掺杂调制相结合，提出一种新的联合信源信道编码调制方法。该方法利用外信息转移(EXIT)图分析系统的迭代译码特性，优化设计可变长纠错编码和掺杂调制的参数。主要包括：(1)设计有更大自由距离的可变长码，使其具有纠错能力；(2)设计优化掺杂调制的掺杂和映射规则的方法，使掺杂调制EXIT曲线与可变长纠错编码EXIT曲线匹配，降低迭代译码收敛所需的信噪比(SNR)。仿真结果表明，在AWGN信道和瑞利衰落信道下，该联合信源信道编码调制方法与分离的信源信道编码调制方相比，迭代收敛所需的信噪比减小了1 dB以上，相比其他的联合信源信道编码调制方法，也有更好的误码率性能。在误码率为10–4时，该方法距离AWGN信道和瑞利衰落信道的香农限分别为0.7 dB和1.0 dB。