Ka频段卫星信道建模与纠错编码研究

在分析Ka频段静止卫星信道特点的基础上,建立了信道仿真模型并进行了基带仿真,研究了不同天气条件下静止卫星通信系统的误比特率性能,基于这一模型通过仿真研究了串行级联Turbo码在静止卫星信道条件下的性能.仿真结果表明,除了中雨、雷雨等恶劣天气状况之外,在通常的天气条件下,串行级联Turbo码可以提供约10dB左右的编码增益,可有效改善系统性能.     

Ka频段固定卫星信道编码技术研究

Ka频段卫星通信已成为卫星通信发展的趋势。在分析Ka频段固定卫星信道特性的基础上,提出了一种适合该信道的Turbo码编译码方案。对Ka固定卫星通信信道建模仿真表明,采用Turbo码比采用相同码率的卷积码和卷积级联码有超过1.5dB的增益。     

分组相关快衰落信道下Turbo码译码算法研究

研究了分组相关快衰落信道的特性，推导出该信道下Turbo码的译码算法，并从推导结果确定：平均信噪比和信噪比弥散度是影响系统性能的两个重要参数。仿真结果表明，在分组相关快衰落信道下，采用该文提出的Turbo码译码算法，可以提高整个系统性能，在误比特率为10^-3时，与信道编码采用卷积码的系统相比，信噪比改善2．9dB；在大平均信噪比和小信噪比弥散度条件下，系统性能较好，误比特率较低。     

快衰落信道下改进的STBC解码性能分析

研究无线移动通信优化问题,在分析传统空时分组码(STBC)的解码原理的基础上,针对其在快衰落信道下存在码间干扰问题,从解码方式上进行研究达到解决快衰落信道下受到的码间干扰问题.提出了一种适合快衰落信道环境下改进的STBC线性解码方法可以成功消除了传统STBC存在的码间干扰.通过仿真看出,与采用传统STBC相比,采用新方法的系统性能得到改善.随着多普勒频移和信噪比的增大,系统性能的改善易实现.仿真表明方法的有效性,并有效地消除了码间干扰.     

基于TURBO码的OFDM水声通信系统应用

提出了一套OFDM水声通信系统方案,采用Turbo码作为信道编码,使用梳状导频和块状导频进行信道估计.由于浅海水声信道多径导致的频率选择性衰落比较严重,连续的误码不可避免,需要性能强劲的信道编码.Turbo码在低信噪比下性能良好,适用于信道条件恶劣的浅海环境.对该方案进行了理论分析,仿真实验以及海试.在海试中得到传输距离2km,有效数据率2.8kbit/s,证明该方案可以用于中短程浅海水声通信.     

自适应Turbo-OFDM系统性能研究

分析了多径衰落信道下Turbo编码OFDM系统特性,推导出OFDM系统中Turbo码的译码算法,确定平均信噪比是影响系统性能的重要参数;研究了译码迭代次数对Turbo-OFDM系统的影响,提出一种自适应Turbo-OFDM系统方案,可以兼顾译码性能和译码速度,得到较低的平均误比特率和较高的平均译码速度。仿真结果说明,在平坦慢衰落信道下,采用该文提出的OFDM系统中Turbo码译码算法,不损失性能的同时,降低了对信道估计精度的要求;对于目标误比特率为10时,采用自适应Turbo-OFDM系统方案,与固定迭代4次的方案相比,平均误比特率降低了33%,提高了系统-4性能;而与固定迭代8次的方案相比,迭代次数降低了约1/3,提高了译码速度。     

一种Ka频段LMS信道模型

在Ka频段及以上高频段卫星通信系统中,其链路信号的衰减很严重,主要是大气、降雨、闪烁对卫星信道的影响.本文建立了一种考虑天气影响的Ka频段LMS信道模型.通过对比该模型和Loo的模型在非阴影状态下的接收信号的概率密度函数(PDF)和误码性能,证明了所提出模型的合理性和准确性.     

基于小波去噪的OFDM信道估计技术研究

信道估计能够为OFDM系统提供相干解调和空时译码所必须的信道信息,是OFDM系统接收机中非常重要的一个环节,如何降低无线信道的噪声,提高信道估计精度,是关乎整个通信系统性能的重要问题.提出了一种将小波去噪应用到OFDM系统无线信道估计中的方法,利用LS算法得到导频位置频域响应后进行小波去噪,然后插值得到整个信道的频域响应,可以减少多径衰落信道中的噪声和ICI对于信道估计精度的影响,减少系统的误码率.在SISO-OFDM和MIMO-OFDM系统,无线移动信道环境下的仿真表明,与传统的信道估计方法相比,在低信噪比的情况下,提出的信道估计方法能够提供2-3dB的性能改善.     

基于Ka频段的数字卫星广播系统建模仿真

通过研究Ka频段同步卫星通信信道的统计特性以及降雨对卫星通信系统性能的影响,建立一个工作在Ka频段、基于DVB-S标准的数字卫星广播系统仿真平台。在该平台上对不同天气条件下的系统误码率性能进行仿真分析,结果表明,黑云天气对系统性能的影响最大,该系统相比未采用信道编码的系统,性能提高了9 dB左右。     

信噪比失配对若干码型误比特性能的影响

比较分析了高斯信道下信噪比失配对以下三种码型Log-MAP译码算法误比特性能的影响:Turbo码、比特交织Turbo编码调制以及基于符号的Turbo网格编码调制。其中Turbo码采用BPSK调制,比特交织Turbo编码调制和基于符号的Turbo网格编码调制采用16-QAM调制。仿真结果显示,信噪比失配对基于符号的Turbo网格编码调制误比特性能的影响和对Turbo码的相似,而比特交织Turbo编码调制的误比特性能对于SNR过估计比前两者要更加敏感。     

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。     

三状态Markov陆地移动卫星信道模型

为克服单一状态无法充分体现实际卫星信道传播特性的缺点,本文研究了三状态Markov陆地移动卫星信道的建模方法,首次基于该信道模型进行了误符号率（Symbol error rate,SER）性能仿真。在该建模方法中,每个状态服从不同参数的Loo分布,状态之间的转移服从Markov随机过程。此外,本文还基于该信道模型进行了SER性能仿真,对比了S波段、仰角40°和正交相移键控下中度树阴影和郊区环境的SER,发现SER性能的好坏主要取决于卫星信道直视分量的强弱,当直视分量受到重度遮蔽时,为了补偿SER损失需额外的3~5 dB信噪比。另外,中度树阴影环境相比于郊区环境,为达到相同的SER=0.01的性能,要多消耗约5 dB的信噪比。本文的研究工作有助于研究卫星通信传输技术及其工程应用。     

结合残留冗余信息的Turbo码译码方法

Turbo码有逼近香农极限的优异性能,特别适合用于无线通信链路上的前向纠错编码方案,但是标准Turbo码译码时存在错误平层（error floor）现象,误码率（BER）和误帧率（FER）有待进一步降低。提出了一种结合信源残留冗余信息进行译码的Turbo码（RR-Turbo码）,通过为Turbo码的译码提供更充分的先验信息以进一步降低误码率和误帧率。仿真结果表明,RR-Turbo码比传统Turbo码在高信噪比区可得到2?dB的额外编码增益,有效改善了错误平层现象。     

S/X/Ka频段卫星地面站无人机测试标校设计

利用测试标校设备对卫星地面站系统进行校准维护,是卫星地面站建设和运行过程中的重要环节;标校设备能够消除地面站在使用过程中产生的系统误差,但是传统固定标校塔不能满足Ka频段的远场使用条件,因此采用无人机平台取代固定标校塔能够同时满足S/X/Ka三频段地面站使用需求,提高了标校设备使用的机动性和灵活性,降低了建设成本;通过对无人机使用的法律法规研究,对系统重要性能指标论证,设计了三频段测控数传一体地面站无人机测试标校系统,采用Ⅱ类无人机平台,搭载有效载荷标校源、天线、远控模块,通过地面与机载通信链路进行信号通断、极化切换等控制,经实际应用满足了S/X/Ka频段卫星地面站建设工程上的应用。     

OFDM系统中采用Turbo编码的混合ARQ

在OFDM宽带移动通信中,为了保证无线信道的成功传输,需要加入相关的差错控制技术。本文首先详细介绍OFDM系统中被广泛应用的差错控制技术——混合ARQ,分析Ⅰ类HARQ和Ⅱ类HARQ以及实现Ⅱ类HARQ的4种方法。通过仿真实验将使用HARQ机制的情况与没有采用ARQ机制的情况进行比较。仿真结果表明：与没有ARQ的传输系统相比,Ⅰ类HARQ增加开销之后并没有获得明显增益;而Ⅱ类HARQ能够满足QoS的要求,提高无线信道利用率。     

Multilevel turbo coded-continuous phase frequency shift keying (MLTC-CPFSK)

In this paper, we introduce a Turbo coded modulation scheme, called multilevel turbo coded-continuous phase frequency shift keying (MLTC-CPFSK). The underlying basis of multilevel coding is to partition a signal set into several levels and to encode separately each level through the respective layer of the encoder. In MLTC-CPFSK, to provide phase continuity of the signals, turbo encoder and continuous phase encoder (CPE) are serially concatenated at the last level, while all other levels consist of only a turbo encoder. Therefore, the proposed system contains multiple turbo encoder/decoder blocks in its architecture. The parallel input data sequences are encoded by our multilevel scheme and mapped to CPFSK signals. Then, for the purpose of performance analysis, these modulated signals are passed through AWGN and fading channels. At the receiver side, the input sequence of the first level is estimated by the first turbo decoder block. Subsequently, the other input sequences of other levels are computed using the estimated input bit streams of the respective previous levels. Simulation results are drawn for 4-ary CPFSK two level and 8-ary CPFSK three level turbo codes over AWGN, Rician, and Rayleigh channels for three iterations while frame sizes are chosen as 100 and 1024. It is concluded that satisfactory performance is achieved in MLTC-CPFSK systems for all SNR values in various fading environments.     

一种基于Turbo乘积码的编码协作通信方式

提出了一种新的基于Turbo乘积码的编码协作通信方式.两个单天线用户通过共享自己的天线,形成一个虚拟的多天线系统,乘积码字的不同部分通过不同用户的上行衰落链路传输到基站,获得分集增益,来抵抗无线信道中衰落的影响.在相同的系统带宽和发送功率下,与非协作通信方式相比,该编码协作方式可显著提高系统的性能.