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.     

LDPC卷积码在水声通信系统中的可靠性研究

为保证信号在水声信道上实现高可靠性传输,将低密度奇偶校验卷积码用于水声信道,研究其对信息可靠性的改进程度。采用结合了多径模型的梯度模型来模拟水声信道,依据滤波器组多载波技术抑制码间串扰和偏移正交幅度调制能够抑制相邻载波干扰的特性,搭建FBMC/OQAM水声信道通信系统。采用低密度奇偶校验卷积码作为信道编码方案,实现了多媒体音频和图像信号在水声信道上的无损传输。又进一步搭建了跳频水声通信仿真系统,将RC-LDPC卷积码用于该跳频水声通信系统,研究其译码性能。仿真结果表明,低密度奇偶校验卷积码在水声信道上有良好的误码率性能,实现了低误码率的信号传输,能有效地克服多径效应,提高信道利用率。因而,低密度奇偶校验卷积码可选作水声通信的信道编码方案。     

LDPC码译码算法的性能分析

LDPC码是一种优良的差错控制编码.鉴于其译码算法的复杂度直接影响到编码的应用前途,阐述了LDPC码的几种译码算法.重点介绍了基于Tanner图结构的BP算法,然后分析和比较了由FOSSORIER提出的BP-based算法和CHEN J提出的两种改进算法-Normalized BP-based、offset BP-based算法以及最优译码算法在AWGN信道下的性能特性.     

基于水声信道的MAPSK-TCM编码调制技术研究

论述了应用于水声信道的网格编码调制TCM技术,分析了影响其性能的主要因素;针对水声信道带宽有限的情况,提出了在信号频带不展宽的情况下提高水声通信性能的多进制非对称MAPSK-TCM编码调制方法,并在给定的水声信道下,分别对码率为1/2、2/3的情况进行了仿真,仿真结果表明:MAPSK-TCM方法(M=4或8)相对于相同信号带宽的标准TCM方法,在信噪比相同的情况下,降低了系统的误码率,对改善水声通信的可靠性有重要意义。     

深空通信系统中高阶LDPC码的软定时同步算法

深空通信具有信号衰减严重,接收机信噪比低的特点,针对深空通信系统中高阶LDPC码定时同步实现困难的问题,提出一种码辅助定时同步算法．首先使用高阶LDPC码的译码软信息构造一种代价函数,进行大定时偏移的粗同步,其次基于最大似然准则,使用EM算法进行定时偏移的细同步．该算法将定时同步器、解调器与译码器联合迭代,利用高阶LDPC译码器输出的软信息辅助定时同步,并通过数字插值方式对过采样信号进行补偿,从而得到接近修正克拉美罗限的定时估计．仿真结果表明,在低信噪比条件下,算法能够在较大定时偏移范围内实现有效的定时同步,并以较低的复杂度获得近似理想的系统误码率性能．     

LDPC码的快速编码研究

根据LDPC码在删除信道下的译码算法重新阐述了基于稀疏校验矩阵码的快速编码方法,同时指出了Tornado码和RA码能够达到线性编码的原因．文中通过对快速编码的实现进行分析,提出了两种能够达到线性复杂度编码的码构造方法,仿真结果表明,采用这些方法构造的LDPC码在AWGN信道下的纠错性能不差于随机构造的LDPC码．     

量子LDPC码在量子密钥分配中的应用

首先将BB84密钥分配协议等价成一个特殊的Wire-tap信道模型,即主信道是比特翻转率为0.25ε的二进制对称信道,窃听信道是删除概率为(1-ε)的二进制删除信道;然后利用量子LDPC码CSS(C1,C2)的编码方法和性质实现BB84协议下的Wire-tap信道的安全通信,同时证明了BB84协议的安全性;最后,通过计算该特殊的Wire-tap信道的安全容量,得到了基于量子LDPC码的BB84协议的可容忍误码率.     

8进制星座下多层码调制的高斯信道容量研究

详细分析和比较了多种8进制信号星座对应的信道容量限；获得了适合于带限高斯信道中多层码调制的星座设计．结果表明，合适的信号设计可以最大化多层码的编码增益．     

LDPC码在RICE信道中的性能分析

对非规则LDPC(low density parity codes)码在RICE信道的性能进行了分析和仿真,修正了BP(belief propagation)译码算法,证明了RICE信道满足对称性,给出了RICE信道译码稳定性条件,推导出了RICE信道的Shannon容量限。采用VC编程进行了仿真,仿真结果表明在码长N＝3 072、码率R＝1/3时,与Shannon限相差2 dB左右。进一步表明了LDPC码在包括RICE信道在内的各种信道中的性能都是非常优良的。     

DCT插值算法在OFDM水声信道估计中的应用

海洋声信道是一种复杂的时-空-频变参信道,信道估计的准确程度直接影响着整个系统的性能。本文首先分析了水下声信道估计的基本方法,介绍了基于DFT的信道估计算法,并重点介绍了离散余弦变换（DCT）的插值算法,最后在仿真得到的水声信道模型下对两种算法性能进行了仿真。基于DCT的信道估计算法在水声信道时延为非整数倍采样间隔时可有效抑制信号的频谱泄露问题,从而改善系统的性能,更加适合于时变的水声信道。仿真结果表明该算法在改善系统性能方面优于基于DFT的信道估计算法。     

多径瑞利衰落信道条件下补码键控调制性能分析

对高速无线局域网IEEE 802.11b的补码键控(complementary code keying，CCK)调制在多径衰落
信道条件下的性能进行了研究.推导了误码字率和误比特率闭合表达式.根据补码的结构和多径信道模型,
得出发送信号和接收信号的表达式；根据补码性质和解调规则,推导出码字相关器输出信号和输出信噪比
，以及多径衰落信道条件下的误码字率和误比特率表达式；再根据IEEE 802.11b标准的11 Mbps DSSS物
理层规范构建链路进行仿真,给出了理论曲线与仿真曲线.两者比较表明导出的公式较为准确     

水声信道有效声速估计方法及空间特征分析

为准确快速获取水声信道有效声速以提高水声测距及定位精度,提出了一种分层海洋介质中空间有效声速的快速估计方法.该方法考虑了信道多途的影响,对浅海信道和深海信道中有效声速的计算均适用,尤其对于有效声速随空间变化复杂的浅海信道.该方法不需对空间各点声场进行计算,大大减小了计算量,易于实际工程应用.通过仿真和海试数据分析,得到了各环境要素对有效声速估计的影响规律及浅海信道有效声速空间变化的基本特征,验证了有效声速估计方法的有效性.     

水声MIMO通信系统的判决反馈均衡

针对水声信道特性,提出了在水声信道下利用MIMO技术提高信道容量,并在接收端进行MMSE-DFE均衡来消除符号间干扰(ISI)。仿真表明,该方案可以在保证低复杂度情况下降低水声系统的误码率,并提高传输速率。     

LDPC码在水下语音通信中的性能

在水下数字语音通信中,由于水下信道固有噪声的影响,在接收端必然会产生一定的误码。为了减少误码,实现水下语音信号的可靠传输,本文提出将低密度校验码(LDPC)这种接近香农极限的信道编码技术应用于水下语音通信。根据语音编码的特点,选用(1152,576)、行重为6、列重为3、码率为1/2的LDPC码,并将其与典型的码率为1/2的(2,1,8)卷积码进行比较。试验结果表明,采用本文提出的水下语音通信系统,在信噪比大于1.5dB时都可以实现可靠的语音通信,比传统的卷积码减少了1.0dB。     

不同海底地形下海洋信道对水声通信的影响

海底反射是形成多径干扰的主要因素之一,针对由海底引起的水声通信的多径干扰问题,利用信号多径比(SMR)来描述浅海平坦海底、倾斜海底以及深海平坦海底3种不同的海底地形对水声通信的影响。利用真实测量的信道冲击响应数据分析阿拉伯海西北部典型海底地形下的SMR。最后对直接序列扩频(DSSS)系统在3种地形信道下的表现进行仿真研究。对实验信号的分析表明,平坦浅海海底信道具有最严重的多径衰落,是3种信道中最恶劣的,深海信道次之,倾斜海底信道条件较好,直扩信号在倾斜海底信道条件下误码率最低。     

远程水声通信中的多信号恒包络合成方法

针对并行水声通信中单个子信号发射功率下降以及合成信号峰均比（峰值功率与平均功率之比）过高的问题,提出了一种多信号恒包络合成方法——归一化包络法（NEM）,并将其应用于混沌调频M—ary（M元）远程水声通信．理论分析表明,与直接叠加的合成方法相比,该方法可将合成信号的峰均比降至最低;在信号峰值相同的情况下,得到的恒包络合成信号包含的子信号幅度比直接合成信号大,两信号叠加时是其4/π倍,且信号叠加数越多,提高倍数越大,并保持了原信号的相关特性．进行了水池实验,实验结果与理论值符合较好,表明该方法可行有效．因此应用归一化包络法可以提高子信号的发射功率,从而可以提高通信距离;或者可以增加子信号的数量,从而提高通信速率。     

多元量子LDPC码的构造与译码

基于多元稳定子理论,提出一类有限域上多元量子LDPC码的构造方法,在退极化信道模型下对多元量子码的BP译码算法进行了描述．举例构造了一类CSS结构、码率为1/2和1/4的四元量子LDPC码,并对其纠错性能进行了Monte Carlo仿真．与现有同等参数的二元量子LDPC码相比,误帧率10-5时的信道转移概率阈值由0.016提高到0.025．     

采用LDPC码的8PSK调制编码协作方法

为了提高编码协作系统的频谱资源利用率,并有效地利用LDPC码,提出了一种更高效的编码协作方法.该方法以两用户为例,在两次发送数据的时隙中都采用8PSK调制,使用混合自动重传方式(HARQ),在第1时隙对接收端不能正确译码的数据进行存储,并与下一次发送来的数据进行联合译码,通过增加数据的冗余信息来提高编码协作系统第1时隙传送数据的译码准确率,直到第1时隙传送的数据可以正确译码为止.在第2时隙传送其协作用户的冗余信息比特,从而实现发送分集.性能分析和仿真结果表明,当协作用户间信道的信噪比为0 dB,误码率为10-3时,与非协作方案和普通的编码协作方案相比较,所提出的编码协作方案在瑞利块衰落信道下可以获得约5 dB和3 dB的性能增益.     

单矢量水听器OFDM水声通信技术实验

针对水声通信中信道特性复杂、低信噪比的情况,为提高水声通信质量,在理论研究OFDM与矢量信号处理技术基础上,提出并设计了一套基于DSP平台和三维同振型矢量水听器的矢量OFDM实时水声通信调制解调器.在哈尔滨市松花江水域中进行了水平方向上矢量水声通信实验.实验结果表明,系统达到实时通信的要求,在4.3 km的水平通信距离上、QPSK调制、1/2卷积码编码、通信频带4～8 kHz的条件下,通信速率达到1 873 bit/s,最终误码率低于10-4,矢量OFDM比标量OFDM水声通信误码率有明显改善.