基于LDPC码的BICM与基于卷积码的BICM-ID的性能研究

研究了基于LDPC的BICM和基于卷积码的BICM-ID在8PSK系统中的性能,并进行了仿真。

基于Polar码的BICM系统在AWGN信道中的性能

为了研究Polar码在编码调制(CM)系统中的性能,提出了一种基于Polar码的比特交织编码调制(BICM)系统.分析了高斯白噪声(AWGN)信道中不同调制方式对系统误比特率(BER)性能的影响,并将所提系统的BER性能与基于低密度奇偶校验(LDPC)码的BICM系统性能进行了对比.仿真结果表明,在QPSK调制下,基于Polar码的BICM系统与基于Polar码的无编码调制系统的BER曲线几乎完全重合;而在16QAM调制下,当码长较大时,基于Polar码的BICM系统较基于Polar码的无编码调制系统最大节省0.8 d B的比特信噪比.当信道编码码长为1 024、码率为0.5时,在中高比特信噪比区域上,基于Polar码的BICM系统可比基于LDPC码的BICM系统获得至少2 d B的比特信噪比增益.

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10-5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10-7时,其性能相对于无迭代译码可进一步改善3 dB。

基于硬判决的BICM-ID的Turbo均衡及其改进

传统的接收机中均衡器和信道译码器是相互独立的,Turbo均衡是一种联合均衡和译码技术,通过迭代在均衡器和译码器之间交换外信息,从而获得更好的性能。将Turbo均衡中的软干扰抵消(SIC)算法应用到基于硬判决的BICM-ID系统中,并对其进行改进。仿真结果表明在不同衰落程度的ISI信道中算法能有效收敛,且系统均衡后性能随着信噪比的增加越来越接近AWGN下性能。

BICM-ID系统中一种新颖的16QAM星座映射方案

针对传统Gray映射在中高信噪比区域内对系统性能改善有限,通过调整比特位置分配,基于互信息分析提出一种新颖的16QAM星座映射方案,该方案提高了映射比特位的不等保护度。并根据互信息设计准则,仿真分析了不同调制映射方案下BICM-ID系统的调制受限信道容量,仿真分析表明:在中高信噪比下,新映射方案较传统Gray映射方案在信道容量上的提高最高可达2.38bit/channel。

一种BICM-ID系统中的迭代载波相位恢复算法

提出一种基于软判决BICM-ID系统中的DD(Decision-Directed)迭代载波相位同步算法。该算法基于最大似然估计(ML)算法,利用BICM-ID译码产生的判决信息,通过迭代地在同步和解码之间交换信息来完成联合解码和载波相位同步。仿真结果验证了算法的有效性,较传统的相位同步算法具有更优的性能,随着信噪比的增大,更快地逼近理想同步性能。

一种BICM-ID系统中的迭代盲信道估计算法

提出一种基于硬判决BICM-ID系统中的迭代盲信道估计算法。该算法基于最大似然估计(ML)同步算法,利用BICM-ID译码产生的硬判决信息,通过迭代地在信道估计和解码之间交换信息来完成联合信道估计和解码。仿真结果验证了算法的有效性,并分析了信噪比和块衰落信道的块长对迭代信道估计性能的影响。

基于软判决的BICM-ID在Rayleigh信道下的性能研究

从理论上对不同映射方式下的BICM-ID系统在Rayleigh衰落信道中的性能做了分析和估计,通过3种映射方式(SP,SSP,Gray)下BICM-ID系统的性能仿真,对理论分析进行了验证。仿真结果和理论分析吻合,在Rayleigh衰落信道下,SSP映射性能最佳。与其他编码调制方式(TTCM,BICM)的性能相比,在Rayleigh衰落信道下,随着信噪比的增加,BICM-ID性能要优于其他编码调制方式。

BICM-OFDM中一种新型迭代信道估计算法

传统的信道估计与译码分开进行,信道估计可靠性不高.针对比特交织编码调制的OFDM系统(BICM-OFDM),提出了一种基于最大似然估计(ML)的信道估计算法,该算法联合译码进行迭代信道估计.利用比特交织编码调制(BICM)中迭代译码的软判决反馈信息,进行信道估计与译码之间的信息交换,实现了信道响应的逐符号更新.在短波宽带信道下的仿真结果表明,经过2次迭代,系统的误码率基本收敛.与传统ML等算法相比,该算法与理想信道估计性能相近.

BICM-OFDM中基于ML算法的迭代信道估计

基于最大似然估计(ML),提出了一种新的联合译码的迭代信道估计算法。该算法利用比特交织编码调制(BICM)中迭代译码的硬判决信息,进行信道估计与译码之间的信息交换。在基于BICM的OFDM系统(BICM-OFDM)中,在短波宽带信道下的仿真结果表明,经过4次迭代,系统的误码率性能收敛。与传统ML算法相比,算法可有效的提高估计精度。

SNR估计误差对BICM-ID系统性能影响的研究

在BICM-ID(Bit-Interleaved Coded Modulation with Iterative Decoding,BICM-ID)系统或其他级联码系统中实现迭代检测接收机需要对信道的信噪比(SNR)进行估计。该文研究信噪比估计误差对BICM-ID系统性能的影响,分析各种译码算法对信噪比估计误差的敏感程度。理论分析和仿真结果表明max-log-APP算法对信噪比估计具有最好的鲁棒性,log-APP及其他简化算法对SNR估计误差的鲁棒性在SNR过估计时比SNR欠估计时好,原因在于各个算法所采用的修正函数不同。满足算法性能没有大的损失的SNR估计误差精度范围随着信道条件的改善而增大,通常在-2dB到+6dB之间。因此在非理想的信道状态信息条件下,max-log-APP算法是BICM-ID系统的最佳译码算法。

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,导致系统性能的严重下降。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。

基于LDPC乘积码的BICM-ID方案性能分析

提出一种采用LDPC乘积码和BICM-ID相结合的编码调制技术。该方案编码采用LDPC乘积码,译码可以采取三个迭代过程:在解调器和译码器之间迭代,LDPC乘积码的分量码之间迭代,以及分量码内部迭代。因此采取合理的迭代译码策略,可以提高的译码效率。仿真结果显示,该方案在AWGN信道和Rayleigh信道条件下,与数字电视地面多媒体广播DTMB采用的编码调制方案相比具有更好的误比特性能。

基于软判决的BICM-ID的Turbo均衡

将Turbo均衡中的MAP算法应用到BICM-ID系统中。仿真结果表明在不同程度衰落的ISI信道下算法均能有效收敛,且系统均衡后性能随着信噪比的增加越来越接近AWGN下性能。

BICM-ID系统中的均匀重加权迭代译码算法

针对LDPC编码的BICM-ID系统,建立了正规因子图模型。从消息更新规则的角度,运用变分方法统一解释了均匀重加权置信传播算法和标准置信传播算法。将均匀重加权方法提高性能的特点与置信传播的特性相结合,推导出均匀重加权迭代译码算法,讨论了边出现概率对算法性能的影响。分别在高斯白噪声信道和不同调制方式下进行仿真实验。结果表明,提出的均匀重加权迭代译码算法性能均优于标准置信传播和差分映射置信传播等迭代译码算法。

SOBICM-ID中的迭代信道估计

应用Turbo原理,提出一种基于硬判决BICM-ID的迭代信道估计算法,将译码产生的硬判决信息经编码、交织、映射后的符号当作已知的训练符号进行迭代信道估计,随着迭代次数的增加,译码输出值更加精确,信道估计值也越来越精确。将之嵌入到Turbo均衡中,仿真结果表明,在好信道下,不需要训练序列就能获得较好的性能;在坏信道下,使用较短的训练序列就能达到较好性能,有效提高了频谱利用率。

BICM-ID卫星系统的DFE均衡及其改进

APSK信号对卫星转发器的非线性极其敏感,解译之前需要进行均衡补偿。传统接收机中的均衡、解调和译码过程是相互独立的,本文将DFE均衡应用到BICM-ID卫星系统中,并对其进行改进,实现了均衡和解译的联合处理,从而获得更好的性能。仿真结果验证了算法的有效性,而且相比传统接收,信噪比改善了1.5dB。

基于硬判决BICM-ID系统的性能研究

对三种映射方式(SP,MIXED,GRAY)下的BICM-ID系统的性能做了分析和估计,得出MIXED映射性能最佳。在MIXED映射下,研究了不同卷积码编码状态数、不同帧长以及信道状态信息(CSI)对系统性能的影响。仿真结果表明,在AWGN信道和Rayleigh信道下,增加卷积码编码状态数或增加帧长都会带来性能的增益;在Rayleigh信道下,有CSI性能要好于无CSI时性能。

采用Ⅲ型H-ARQ的BICM-ID系统研究

本文提出了采用Ⅲ型H-ARQ的BICM-ID系统实现方案。给出了传输协议及组合译码算法,从理论上分析了系统通过率。在Awgn信道和Rayleigh衰落信道下,对分别采用Ⅰ型,Ⅱ型,Ⅲ型H-ARQ的BICM-ID系统通过率进行了仿真比较。结果表明,与采用其他两种类型H-ARQ的BICM-ID系统相比,采用Ⅲ型H-ARQ的BICM-ID系统性能最优。而且,在低信噪比和Rayleigh信道下的优势更加突出。

基于LDPC-BICM-ID系统对CE-8-ary映射算法的研究

分析了BICM-ID系统下的几种CE-8-ary(Cross Equalization-8-ary)的映射算法,并且采用LDPC码代替了传统的卷积码,从而省去交织器的设计,降低系统的复杂度和时延。同时从互信息中的信道容量和欧式距离的设计准则出发,对基于LDPC-BICM-ID系统中的CE-8-ary映射算法进行了理论对比分析。仿真分析表明:在平均功率相等的受限信道情况下的中高信噪比区,该CE-8-ary映射算法的信道容量比传统映射算法高出2.73bit/channel,同时其信噪比增益最大也高达3dB。因而该CE-8-ary映射方案可作为8PSK下LDPC-BICM-ID系统中的一种优越备选方案。