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．     

BCJR算法在Turbo码迭代译码过程中的SNR失配及估计

通过对BCJR译码算法中信噪比失配对Turbo码译码性能影响的分析,证明了Turbo码迭代译码过程中的信噪比估计对Turbo码的译码性能有着直接的影响。对于Turbo码BCJR译码算法中信噪比估计,提出了自适应信噪比估计器来估计BCJR算法中信噪比失配的设计方案。该方案能以较为简单的运算很好地跟踪Turbo码译码过程中信噪比变化,Matlab的模拟仿真试验证明了该方案在底信噪比条件下具有很好的收敛性,且衰落信道的条件下更为有利。     

BCJR算法在Turbo码迭代译码过程中的SNR失配及估计

通过对BCJR译码算法中信噪比失配对Turbo码译码性能影响的分析，证明了Turbo码迭代译码过程中的信噪比估计对Turbo码的译码性能有着直接的影响。对于Turbo码BCJR译码算法中信噪比估计，提出了自适应信噪比估计器来估计BCJR算法中信噪比失配的设计方案。该方案能以较为简单的运算很好地跟踪Turbo码译码过程中信噪比变化，Matlab的模拟仿真试验证明了该方案在底信噪比条件下具有很好的收敛性，且衰落信道的条件下更为有利。     

基于后验概率判决的动态迭代停止算法

针对窄带低信噪比应用环境,提出了一种Turbo码与连续相位调制(CPM)级联的迭代接收方案。根据CPM的Rimoldi分解模型,引入Turbo迭代检测机制,利用软输入软输出(SISO)解调和译码算法,将内、外迭代相结合达到信息共享及纠错互补的目的。为了减小解调译码迭代时延,对不同迭代时刻译码器输出似然值进行推导分析,提出了一种基于后验概率判决(APPD)的动态迭代停止算法,并建立Turbo-CPM系统模型进行仿真。仿真结果表明:本文算法具有比流水线级联更优异的纠错性能,不仅可以有效减小迭代时延,而且能够改善系统的收敛性和可靠性。     

卫星移动通信系统中Turbo均衡性能研究

针对我国天通卫星移动通信系统的传输特点,提出利用Turbo均衡以达到消除衰落信道下码间干扰的目的,针对Turbo均衡Log-MAP算法对信噪比的估计值具有敏感性,提出一种新的信噪比估计方法。根据天通系统特点,利用线性调频(Chirp)信号估计出信噪比值,从而为Turbo均衡器提供准确的信噪比参数,保证均衡器良好的性能。仿真结果表明:利用Chirp信号估计的信噪比误差能保证在0.2 d B范围内,系统在3 d B时误码率可以达到10-3。     

连续相位调制的定时-频偏联合估计方法

针对连续相位调制信号的同步问题,研究了一种定时-频偏联合估计算法.算法分3步实现：(1）对接收基带信号差分并平方,得到四阶非线性变换值;（2）求其二阶统计量;（3）基于该统计量联合估计定时偏差和载波频偏.通过改变载波频偏值及参与二阶统计量计算的符号数,对定时同步及频偏估计性能进行研究.在加性高斯白噪声信道及Rice慢衰落信道下分别进行仿真.加性高斯白噪声信道仿真表明,算法在载波频偏达到15%符号率条件下仍有出色同步性能,当参与估计的符号数等于64时,定时偏差和频偏均方误差分别达到10－6及10－5以下;低信噪比不影响算法定时恢复性能.Rice慢衰落信道仿真表明,算法具有一定的抗衰落能力,适当改变Rice信道模型参数能提升其性能.算法采用非数据辅助方式及前馈结构,同步捕获快速,实现简单,适合于突发通信.     

TPC码纠错能力分析及一种改进的迭代译码算法

针对Turbo乘积码实际纠错能力与理论纠错能力的差距,在对Turbo乘积码的编码构造方法的研究基础上,推导证明了Turbo乘积码的理论纠错能力、实际能达到的纠错能力,得出了若分量码纠错能力均为t,则TPC纠错能力为(t 1)2 t的结论;提出了一种可串接在常规算法之后的改进的译码算法,可对常规算法可以检测但无法纠错的情况进行处理.仿真结果表明,在信噪比较低的情况下,本译码算法可进一步提高译码性能.     

非数据辅助的多指数连续相位调制信号的载波频率估计算法

针对多指数连续相位调制(Multi-h CPM)信号的载波频率估计困难且算法复杂的问题,将仅仅适用于单指数CPM信号的载波频率估计算法进行改进,提出了一种适用于Multi-h CPM信号的非数据辅助的载波频率估计算法。基于最大似然准则获得Multi-h CPM信号载波频率的估计,为了有效地界定文中算法性能,最后推导了Multi-h CPM信号的载波频率估计算法的修正Cramer-Rao限。仿真结果表明:该算法适用于全响应和部分响应的Multi-h CPM信号,其载波频率估计的性能良好且对符号定时偏差和调制指数同步偏差不敏感。     

TPC在多业务数字通信中的应用

构建了一种Turbo乘积码结合分级16QAM调制方式,该码可以在高效率的前提下提供强大的纠错能力,而分级调制可以在同一信道内支持多种业务。同时,给出了收端的分级解调和迭代译码算法,从理论上分析了该方案的纠错性能限,并通过仿真证明其信噪比门限对于实际系统来说是非常容易满足的。     

单频估计的自相关混合算法

对于高斯白噪声中单频复正弦信号的频率估计,提出一种基于信号自相关的混合算法。以自相关项相位加权平均方法获得估计初值,再以迭代方式利用自相关项进行频率估计。获得比迭代线性预测算法(ILP)更低的信噪比门限,估计方差在高信噪比时接近Cramér-Rao限,且优于ILP算法。该算法特别适于频率估计范围较窄但要求低信噪比的应用,性能分析和仿真结果说明了该方法的优越性。     

一种改进OFDM定时同步算法

最大似然算法即ML算法的计算复杂度低,且其以循环前缀与OFDM最后一部分符号的相关性进行OFDM同步估计,节省了系统的带宽资源,因而,ML算法是OFDM同步算法中很经典的算法之一.为改善ML算法在低信噪比时的同步性能,提出了一种新的OFDM同步算法.该算法对ML算法的定时测度函数进行改进,所得的新算法不仅保留了原ML算法的优势,且改善了原ML算法在低信噪比下的均值误差和均方误差.     

基于差分和集相关的OFDM定时同步算法的改进

多径衰落信道中,同步技术是保证OFDM系统得以实现的关键环节。但目前已有的定时同步算法在多径衰落信道及低信噪比条件下性能尚不理想。为了改善定时同步的性能,本文在集相关和差分相关算法的基础上提出一种改进的定时同步方法。通过在集相关运算中利用多点相关和在组合算法中选择适当的加权系数,算法利用了两者在不同信噪比下的优点。改进的算法在较高信噪比的条件下不损失性能,在低信噪比环境下也可以准确定时。仿真结果表明,改进算法对符号定时位置的误判率更低,尤其在低信噪比时。并且,由于算法不依赖频偏估计,不受频偏对符号定时的影响。     

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...     

一种新型的OFDM符号定时同步算法

IEEE 802.16d是应用于无线城域网上的无线接入标准,其物理层所采用的正交频分复用是一种可有效对抗符号间干扰的高速传输技术.但它对同步误差十分敏感,为了尽量减小这种负面影响,需要尽量减小符号定时同步误差.已有的一些符号定时同步算法运算量较大,而且在噪声电平较高时,定时会变的不准确以致造成符号间干扰.该文提出了一种基于前导符号结构的性能更加稳定的新型符号定时同步算法.仿真结果表明在信噪比较低时采用该算法能实现更准确的定时.     

基于先验信息辅助的8PSK信号信噪比估计

基于最大似然序列估计准则,提出了3种先验信息辅助的8PSK调制信号的信噪比估计方法.与现有硬判决辅助的信噪比估计方法进行了比较,解决了现有方法在低信噪比时估计误差较大的问题.分析了3种方法在Turbo均衡系统中初始迭代以及迭代进行过程中的性能,根据不同的迭代次数,在不同的方法之间进行切换会提高信噪比的估计精度,并降低计算复杂度.新方法只需要利用很少的数据符号就能得到准确的结果,并且能适用较大的信噪比范围.     

频率选择性信道下的多天线信号分量合成算法

信道的多径效应和噪声会严重地影响信号的通信质量,可以通过空间分集技术提高信噪比和降低多径的影响。针对频率选择性信道下的多天线信号合成问题,给出了一种在未知信道下无需进行符号同步的多天线信号分量合成算法。在频域,该算法按照每频点信噪比最大化准则对信号进行加权合成,提高合成输出信号的每个频点信噪比,降低合成信号的衰弱特性。另外,分析了采用FFT实现时的相关问题,并利用常用的QPSK和16QAM信号进行仿真验证,最后对合成前后的信号进行解调。结果表明该算法能够有效地提高信号的接收质量,无需信号的定时同步和载波同步,对信号调制方式透明,为频率选择性信道下的低信噪比信号合成提供了新的解决思路,具有较强的实用价值。     

非理想信噪比估计对Turbo均衡性能的影响

在信噪比估计非理想条件下,给出了一种简单的先验信息模型,使用外信息转移图分析了信噪比估计对基于线性最小均方误差的Turbo均衡系统性能的影响。所给示例表明:在-3~6 dB条件下,长帧的渐进性能对估计偏差并不敏感,而中短帧的不敏感区间则会大大缩小,系统仿真验证了分析的准确性,最后提出了一种新的结合先验信息的噪声方差估计算法,同时应用到Turbo均衡中,并通过仿真验证了算法的有效性。     

一种无同步码字的turbo码帧同步器

为了提高低信噪比情况下turbo编码系统的帧同步性能,提出了一种基于turbo码外信息的最大似然帧同步算法.通过同步状态和失步状态下turbo码外信息平均绝对值统计分布的研究发现,它们的分布呈近似的高斯分布,而且同步状态下的分布的期望值要大于失步状态下分布的期望值,因此外信息平均绝对值可以作为帧同步判决的标准.该算法不需要在码字之间插入同步码,因此能有效提高系统的频带利用率.同时,仿真显示,该算法具有良好的同步性能.     

短突发传输系统的联合导频和迭代译码载波同步简

Considering the low estimation accuracy and small synchronization range of carrier synchronization algorithms in low signal to noise ratio (SNR) for short burst communication systems, a joint pilot and iterative decoding soft-output carrier synchronization algorithm is proposed. Firstly, the received pilot sequence is extracted and modulation is removed, with the modulation-removed signals made cross-correlated. Then the summation of all the correlation values is used to perform initial carrier parameters estimation. Secondly, the pilot sequence is reused with the soft-output information based on the extended Turbo decoder to obtain fine frequency and phase estimation values. Theoretical analysis and simulation results show that the coarse estimation algorithm can satisfy the requirements of the frequency estimation range and estimation accuracy, and preamble-middle pilot placement is optimal for a certain length of the data frame; The turbo decoder can obtain more reliable soft-output information with small residual frequency offset after initial coarse synchronization when the normalized frequency offset is less than 1.5×10^-3, with the joint pilot and soft-output of the decoder used to estimate fine carrier parameters, which can make the turbo code achieve optimal BER performance.