光通信中几何成形的高阶调制技术研究

从信息论诞生以来,如何减小系统容量和香农极限之间的差距一直是通信领域的一个焦点。几何成形技术作为一种典型的调制格式优化技术,在不引入任何冗余的情况下,通过把均匀分布发射功率相等的星座图设置为概率相等、间距不均匀的星座图,使得信号符合服从于目标信道的最佳分布,从而使系统传输速率更接近香农极限,从而提升系统的信道容量。回顾了近年来几何成形的高阶调制技术在光纤通信领域的发展历程,梳理了近年来几何成形技术在光纤通信领域的相关研究。最后,结合当前的研究现状,对未来几何成形的调制技术提出了研究方向和建议。

卫星信道群时延对高阶调制信号接收影响的仿真分析

针对信道群时延对高阶调制信号的影响进行仿真分析,给出了线性群时延、抛物线群时延模型下,8PSK、16APSK和16QAM接收系统信道群时延的设计指标。同时针对群时延补偿技术,仿真了CAM与DD结合的均衡算法对信道群时延的补偿效果,为后续工程设计提供参考。

基于IEEE 802.11be标准的高阶调制信号的解调算法分析

针对IEEE 802.11be标准采用的4096QAM高阶调制信号,提出了一种基于data字段的Wi-Fi信号解调方法,设计了一套完整的Wi-Fi信号解调算法流程。首先,基于前导序列进行帧同步,再利用前导序列中的L-LTF进行载波频偏估计与补偿;其次,根据data字段确定调制类型及空分复用类型,进行信道估计和相位补偿;最后,对补偿后的数据进行解调处理,获得信号质量结果。经过采集数据实验,验证了该算法可有效实现IEEE 802.11be标准Wi-Fi信号的解调。

高阶调制的软输出算法比较

介绍了常用的软输出解调算法log-MAP及其近似算法(max-log-MAP).仿真表明,在相同的Turbo码译码错误率下两者的性能差别不足0.1dB,但max-log-MAP的运算量要小得多.采用max-log-MAP解调及log-MAPTurbo译码这种组合方式可在减小硬件复杂性的同时基本还能保持最佳性能.

高阶调制码辅助同步算法研究

研究了高阶调制系统中的码辅助定时同步和载波恢复的码辅助同步算法,提出一种改进的定时同步算法。该算法首先估计出每组数据的加权值,然后根据估计的结果将软信息进行合并,合并的数据根据设定的门限,将符合要求的数据块乘以权值后再进行合并。同时提出了改进的极性判决相位检测算法,该算法将译码器的输出信息重新调制,然后进行极性判决,将判决结果反馈到PD模块进行相位误差的提取。仿真结果表明,改进后的码辅助定时同步和载波同步算法在低信噪比下比未改进算法的性能提升2 dB。

单通道高阶调制线性混合信号的频偏估计

针对具有固定帧长和固定帧同步序列的单通道高阶调制线性混合信号,当两路信号编码异步时,在已知帧长的条件下提出一种基于最大似然准则的频偏估计算法,并给出了算法的有效频偏估计范围.算法通过求互相关获得目标函数,并利用分级搜索的方法估计频偏.为对算法的性能进行评价,文中同时推导了混合信号频偏估计的克拉美罗界(Cramer-Rao Bound,CRB).仿真结果表明,算法在低Eb/N0下可获得接近CRB的估计性能.此外,算法还适用于功率非对称的混合信号.

可变速率多元LDPC码高阶调制系统

由于无线信道的时变性及无线频谱资源的短缺,码率自适应技术及高频谱效率的高阶调制技术均为未来高速率无线通信发展的必然方向,本文提出了一种基于多元速率兼容LDPC(RC-LDPC)码的可变速率高阶编码调制方案。该方案基于符号级的多元LDPC码缩短和打孔算法,并与高阶映射联合优化设计,获得了比二元RCLDPC码方案优异的性能,实现了多元LDPC码率从1/3到5/6灵活变化,并且所有子码都可以共享母码的编译码器,因此相对于多元母码,基本不增加系统复杂度。仿真结果证明采用64-QAM调制时,本方案的误码率性能比二元码对应方案在各个码率分别有0.5到1.3dB的增益。

卫星通信中的高阶调制技术研究

总结了卫星通信协议GMR-1、DVB中的高阶调制技术,研究了16QAM、16APSK、32APSK调制原理,分析了卫星信道模型,利用Matlab分别搭建AWGN信道和Rician-K信道下各高阶调制信号的收发,得到不同的调制方式在不同信道或在不同衰落因子同一信道下的误码性能。本文的仿真结果对实际卫星通信系统采用高阶调制技术有着一定的借鉴意义。

一种LDPC编码高阶调制系统的联合解调解码方法

该文用一种级联码模型描述了LDPC编码高阶调制系统。该级联码模型以LDPC码为外码,二-十进制转换码为内码,再加一个删余模块构成。基于这种级联码模型,该文给出了其联合校验方程和二分图,并提出了级联码置信度传播算法,实现了LDPC编码高阶调制系统的联合解调解码。仿真表明,该文提出的联合解调解码算法有效地改进了LDPC编码高阶调制系统的性能。

移动通信中用于高阶调制LDPC码译码器的一种低复杂度盲信噪比估计器

在LDPC(Low Density Parity Check,低密度校验)码软迭代译码器中,需要信道信噪比以生成接收比特先验信息。同时,为了提高频谱利用率,传输符号通常采用高阶调制。本文研究的即是如何从高阶调制符号中估计出信噪比以用于LDPC译码器。本文在只适用于BPSK调制的在线信噪比估计器的基础上,推导得到一种适用于8PSK调制的低复杂度盲信噪比估计算法—8PSKM-BSNRE,这种算法的思路还可被扩展应用于其他高阶调制符号。计算机仿真结果证明,8PSKM-BSNRE在应用于LDPC码译码器时具有较好的性能。

高阶调制的LDPC码译码算法研究

针对LDPC(Low-Density Parity-Check)码的编码调制系统,提出了在信道解码器的输入端,无信道噪声方差估算情况下的接收信息比特对数似然比值(LLR)计算方案,将其应用在LPDC码的置信度传播译码算法和最小和译码算法中.该方案与精确的接收信息LLR计算方案在高斯信道和移动单频网信道下比较,通过Matlab性能仿真显示该方案与后者仅有不到0.5 dB的差距,具有很好的实用价值.

高阶调制与好码的结合问题

本文从信道容量分析的角度,对多进制调制与信道编码好码结合问题进行研究,发现联合编码调制设计与编码调制分别独立设计之间容量没有显著区别。说明二进制好码同高阶调制直接级联,就能逼近信道容量,这也解释了目前文献结果和我们的仿真结果关于TTCM和PT-TCM结果基本一致的现象。

高阶调制系统中一种基于经验特征函数的盲AWGN信噪比估计算法

在Turbo类迭代译码器译码初始化步骤中,需要估计AWGN信道的方差以生成接收比特的先验信息。而已有文献主要针对BPSK/8PSK情形进行研究[1,2],因此本文从经验特征函数的角度出发,推导出高阶调制的低复杂度、盲信噪比估计算法。仿真表明对于各种不同的MPSK/MQAM调制,尽管接收端不知道何种高阶调制,估计器均能获得较好的无偏估计。

可见光通信中高阶调制格式研究

可见光通信(VLC)系统采用发光二极管(LED)作为光源,使得系统具有照明与通信的双重作用,从而极大地节约了能源。LED调制带宽有限是VLC技术发展的主要障碍,研究者们已经提出了用于扩展调制带宽、提高传输速率的多种技术,如蓝光过滤、均衡技术、多输入多输出(MIMO)技术、高阶调制格式、波分复用技术、离散多音调调制等。VLC系统的传输速率可以通过这些技术中的某种技术或者几种技术相结合得到大大提高。本文采用各子载波调制为MQAM的OFDM技术对可见光通信的影响,介绍了可见光通信系统,并通过SIMULINK仿真分析了MQAM调制的星座图,平均功率谱密度及误码率,进一步证明了高阶正交幅度调制(MQAM)可以调高频带利用率并降低误码率,采用256QAM调制频带利用率提高为16QAM调制的2倍。

无人机宽带数据链中的高阶调制技术研究

针对无人机机载平台功率资源受限、频谱资源受限等问题,开展了高阶调制技术在无人机宽带数据链中的应用研究。重点研究了调制方式选择、定时同步和载波同步等关键技术,提出了一种适用于高阶调制信号的定时同步、载波同步方案,并利用Matlab搭建高阶调制信号收发模型,对定时同步、载波同步方案进行了仿真,验证了方案的有效性。研究结果对无人机宽带数据链采用高阶调制技术提供了一定的参考。

OFDM系统中的高阶调制性能比较

针对OFDM系统中的MQAM和MDAPSK两种子载波高阶调制技术,介绍了16DAPSK信号的时域和频域差分调制解调方法,比较了16DAPSK和16QAM的BER性能。仿真结果表明,在频率选择性和时间选择性衰落信道下,若信道相邻子载波和相邻OFDM符号的相关性能得到保证,采用16DAPSK调制,可以用较少的信噪比损失换取编码OFDM系统(COFDM)复杂度的大大降低。16DAPSK调制方式的这一优势同样适合更高阶的MDAPSK-COFDM系统。

LTE中的高阶调制技术及其性能分析

为了提高LTE无线空口容量,对下行256QAM和上行64QAM高阶调制技术及其性能进行了分析,并结合实验室测试结果和LTE现网的无线信号覆盖质量,评估高阶调制技术在实际网络中的性能增益。研究结果表明,高阶调制在室内场景下具有较为明显的增益。

高阶调制系统中Turbo码改进译码算法

本文对多进制调制与Turbo编码相结合的问题进行了研究,并结合软解调的特点,提出了一种改进的迭代译码算法。仿真结果表明该算法能得到较好的性能。

高阶调制信号发生器可变参数基带模块设计

基于FPGA可编程逻辑及NiosⅡ软核实现了高阶调制信号发生器设计,研究了奈奎斯特脉冲成型原理,分析了脉冲成型插值倍数、双边码元截断数、余弦滚降系数的选值,重点设计了基带处理模块部分的数字FIR脉冲成型滤波器,滤波器使用多相时变参数插值滤波结构,并针对AD9957串行IQ两路传输进一步优化了成型滤波FPGA逻辑结构,该方案大大节约了算法资源和逻辑单元.基带信号通过集成DDS+DAC的AD9957上变频模块实现载波调制,最后给出了Modelsim及Signal TapⅡ仿真图,并在示波器上显示了基带及调制信号的实验结果。

高阶调制LDPC-BICM系统中的交织器设计

基于高阶调制和非规则LDPC码的不等错误保护性质,提出一种适用于高阶调制LDPC-BICM系统的交织器设计方案。该方案区别对待LDPC码的信息比特和校验比特,将信息比特部分度小的节点映射到调制符号中较可靠的比特上,而校验比特部分则相反。仿真结果表明,对于采用256-QAM调制的LDPC-BICM系统,在AWGN信道和Rayleigh信道条件下,研究提出的交织器设计方案性能优于不交织和随机交织。