基于校验矩阵的C(n,n-1,m)卷积码盲识别技术研究

摘 要:本文首先论证了C(n,n-1,m)卷积码的基本校验矩阵的维数与卷积码编码器存储器阶数之间的关系,通过码字约束关系提出了一种矩阵秩的判别方法。无误码情况下的仿真实验表明：在没有先验知识的情况下,对卷积码的多个参数有良好的识别效果。最后给出了AWGN信道下该识别方法的Matlab仿真分析,实验结果表明该算法具有良好的容错性能。     

基于校验矩阵的卷积码识别和码字同步

简要介绍了卷积编码的矩阵描述及其生成矩阵和校验矩阵的关系,从中得出编码序列与校验矩阵之间的数学关系。从而提出了一种以卷积码的校验矩阵为先验知识的卷积码识别方法,利用卷积码的校验矩阵和编码序列的关系对通信侦察系统得到的数据流进行分析,实现对接收序列的编码方式识别和码同步,为进一步的解码工作创造了条件,并用仿真试验在无误码和有误码2种情况下分别验证了该方法的有效性。     

新型(2k, k, 1)卷积码的构造

结合双环循环码和(2,1,1)卷积码,构造了一类(2k,k,1)卷积码,获得了一种短码构造长码的新方法。通过定义一种状态转移矩阵,利用代数方法和格栅图,揭示了该码类的构造机理,发现其码字结构的均衡性与多样性俱佳,具有良好的距离特性。仿真实验表明,(2k,k,1)卷积码的纠错性能和译码速度相较于传统卷积码存有一定优势。     

基于改进高斯法的卷积码盲识别方法

卷积码盲识别技术是指在无任何先验知识的情况下,仅通过接收或截获到的编码数据快速地盲识别出对方所采用的卷积码具体参数,是非合作通信领域的一项关键技术,在军事侦察方面具有广泛应用。针对传统高斯解方程法在对非系统卷积码进行盲识别时,生成矩阵存在多解的问题,提出了一种适用于1/n码率、基于改进高斯法的卷积码盲识别方法,仿真实验表明,该算法可对1/n非系统卷积码进行有效地盲识别。     

一种维特比译码器的矩阵实现方案

本文针对(2,1,l)卷积码提出一种维特比矩阵译码算法,通过引入整形、合并和动态选择等辅助模块,实现了所有环节的矩阵处理,构建出具有单一结构的并行译码器。由于只需要更改一部分模块的内部参数便可获得不同卷积码译码器,因此非常有利于分析和设计。仿真实验表明,在运算量更少的情况下,矩阵译码器可以取得接近最优的译码性能。     

一种删除卷积码识别方法研究

伴随自适应编码调制（AMC）技术的提出与应用,删除卷积码识别已成为自适应通信领域一个亟需解决的问题.针对以（2,1,m）卷积码为源码的删除卷积码识别问题,提出了一种基于构建分析矩阵和遍历删除模式的识别方法.该方法首先由构建的分析矩阵识别出删除卷积码码率和校验多项式矩阵,进而通过遍历确定删除模式,推导得出（2,1,m）源卷积码的生成多项式矩阵.最后,通过MATLAB实例仿真验证了该方法的有效性,并分析了其容错性能.     

基于删余等效的高码率卷积码的低复杂度译码方法

根据删余卷积码具有较低的译码复杂度这一特征,提出了一种适用于普通高码率卷积码的低复杂度译码方法。通过多项式生成矩阵表示法,推导了删余卷积码的等效多项式生成矩阵,给出了等效多项式生成矩阵的计算准则。在分析删余卷积码与相同码率普通卷积码的等效关系和区别的基础上,提出了高码率卷积码的删余等效并给出了计算高码率卷积码删余等效后原始码和删余矩阵的方法。以原始码和删余矩阵构成的删余等效结构为译码基础,实现了高码率卷积码的低复杂度译码,其译码复杂度与原始码相当。仿真结果表明,删余等效译码方法相对于正常译码方法,其性能损失很小。     

多阶幻方卷积码的构造及译码

本文结合线性分组码和卷积码,构造出一类信息组长度和约束度都相对较大的多阶幻方卷积码.通过定义一种多维矩阵,进行了状态转移分析,并借助矩阵运算构建出单一结构但却能并行处理的软判决维特比译码器.仿真分析表明,该码类存在大量距离特性优良、高效率的好码,具有获取香农码的良好预期.     

扩展卷积码生成矩阵的统一表述

针对在删除卷积码识别过程中缺乏对扩展卷积码先验认知的问题,提出了一种求解母码与扩展卷积码生成矩阵的统一表述方法。通过分析编码器输入输出关系的基本物理意义,先后以( n,1,m)、(n,k,m)作为母码,构建了其与扩展后编码器多项式系数的对应关系模型,归纳和证明了扩展卷积码生成矩阵的统一表述定理。验证结果表明：该定理能够对扩展卷积码生成矩阵实现快速计算,为遍历和重建删除卷积码的删除图样和母码生成矩阵提供方便。     

基于求解校验序列的(n,1,m)卷积码盲识别

伴随信息对抗和智能通信的快速发展,信道编码识别已成为信息恢复领域一个重要的课题。针对(n,1,m)卷积码盲识别问题,该文提出一种新的识别方法,该方法首先提出了校验序列的概念,通过改进后的矩阵模型求解出校验序列,进而由校验序列构造方程求解出生成多项式矩阵,完成识别。最后,通过实例仿真验证了该方法能够在参数n和码字起始位置都未知情况下有效识别出(n,1,m)卷积码。     

基于最大似然检测的（n,1,m）卷积码盲识别方法

该文针对非合作信号处理中的(n,1,m)卷积码的盲识别问题,提出一种基于最大似然检测的识别方法。该方法将接收码序列按不同长度进行分段,构建卷积码校验多项式系数的线性方程组,利用最大似然检测方法估计线性方程组的解,并利用解向量与卷积码生成多项式的校验关系,构建生成多项式系数的线性方程组,最终求解得到卷积码的生成多项式。仿真实验验证了算法的有效性,并对算法的误码适应能力进行了理论和仿真分析,仿真结果表明该方法能够在较高误码率条件下实现(n,1,m)卷积码的检测与识别。     

删除卷积码参数快速估计算法

删除卷积码构造简单、码率可变、译码灵活的特点使其在自适应编码调制(AMC)技术和多级编码系统(MLC)中得到了大量应用。针对删除卷积码的盲识别问题提出了一种基于生成矩阵特征搜索的快速估计算法,该算法充分利用了删除卷积码生成矩阵的特殊性质,大大减少了搜索范围,仿真结果证实算法有效,且计算量低于文献中已有算法。     

相位模糊下基于软判决的卷积码识别方法

QPSK数据流通常具有相位模糊的问题,传统方法常采用卷积码遍历识别码字起始位置的译码算法,这将导致算法计算量大、资源占用高等诸多问题。因此,提出一种基于软判决的卷积码起始位置识别与QPSK相位模糊消除的译码方法,以有效提升译码算法性能。首先,推导了卷积码编码序列与校验矩阵之间的数学表达式,明晰了卷积码码字起始位置与相位模糊的逻辑关系;然后,求解CCSDS标准卷积码的校验矩阵,以方程成立的概率作为判决的度量,该方法适用于各种码率的删除卷积码,具有工程实用性;最后,通过仿真分析验证了所提出方法的有效性。研究表明该方法无需遍历卷积码的码字起始位置和相位模糊,且鲁棒性较强,所需数据量较小,随着数据量的增大和卷积码码率的降低,识别准确率逐渐提高。     

卷积码盲识别方法研究

提出了一种码率删除卷积码的盲识别算法.该算法基于卷积码的线性特性和校验性质,利用一种优化方法求解二元域线性方程组,估计出校验多项式矩阵,并建立删除卷积码的数学变换模型,由校验多项式矩阵估计出删除卷积码的源码生成多项式矩阵和删除模式.     

一种基于校验矩阵的非系统卷积码识别方法

信道编码识别是通信侦察中的关键技术,针对非系统卷积码现有识别方法存在运算量大、效率低、工程实现难等问题,提出了一种基于校验矩阵的信道编码识别方法,通过建立常用非系统卷积码基本校验矩阵集,将通信侦察系统解调后数据与基本校验矩阵相乘获取校验通过率统计值,再根据匹配阈值确定待侦察系统的编码方式。采用的方法具有运算量小、易于工程实现的优点,理论推导和仿真试验均验证了新方法的有效性,解调误码率为3‰的情况下编码识别正确率优于90%。     

基于校验统计的(2,1,m)卷积码盲识别

伴随通信对抗由信号层向信息层的发展,信道编码识别已成为信息截获恢复领域一个亟需解决的问题。针对(2,1,m)卷积码盲识别问题,提出了一种基于校验统计的识别方法,该方法首先通过统计的方法求出最佳匹配的校验矩阵,进而推导出生成多项式矩阵。最后,通过MATLAB实例仿真验证了该方法能够有效识别出所有(2,1,m)卷积码,且具有很好的容错性能。     

基于Simulink的平坦瑞利衰落信道的建模与性能分析

该文利用Simulink建立了平坦瑞利衰落信道仿真模型,分别给出无信道编码和有信道编码两种情况下的建模仿真与性能。信道编码采用卷积码,译码算法采用Viterbi译码。仿真结果表明:在无信道编码情况下,由于深度衰落的影响,平坦瑞利衰落信道的误码性能与信噪比成线性关系,这与理论分析结果相一致。而基于卷积码的平坦瑞利衰落信道的性能在高信噪比有明显改善,但低信噪比改善有限。同时,仿真中给出不同的约束长度的卷积码,仿真表明卷积码的约束长度越长性能越好。     

一种低复杂度的删除卷积码识别算法

针对当前信息截获领域中删除卷积码识别需遍历删除模式进行校验、运算复杂度较高的不足,提出一种基于求解伪循环多项式矩阵(Poly-Cyclic Pseudo Circulant matrix,PCPC)的删除卷积码识别算法.该算法可由删除卷积码的等价生成多项式矩阵Gp(D)直接运算得到删除模式P和源卷积码基本生成多项式矩阵G(D),从而使删除卷积码的识别过程极大简化,极大降低了识别算法的复杂度.     

基于改进Walsh-Hadamard变换的(n,1,m)卷积码盲识别

针对高误码率情况下(n,1,m)卷积码的盲识别问题,该文提出一种新的基于改进Walsh-Hadamard变换(Walsh-Hadamard Transform, WHT)的方法。首先将原问题等效为多路1/2码率卷积码的盲识别问题,并建立关于其生成多项式系数的线性方程组。然后分析了现有基于WHT的方法直接求解该方程组所存在的不足,重新建立更稳健的判决门限,同时通过缩小解的取值范围降低计算量,进而在求得正确解向量的同时完成对码长的识别。最后,将多路等效1/2码率卷积码的生成多项式按一定条件组合,得到(n,1,m)卷积码的生成多项式矩阵。仿真结果验证了所提方法的有效性,且性能优于传统方法。     

高性能时不变LDPC卷积码构造算法研究

该文基于由QC-LDPC码获得时不变LDPC卷积码的环同构方法,设计了用有限域上元素直接获得时不变LDPC卷积码多项式矩阵的新算法。以MDS卷积码为例,给出了一个具体的构造过程。所提构造算法可确保所获得的时不变LDPC卷积码具有快速编码特性、最大可达编码记忆以及设计码率。基于滑动窗口的BP译码算法在AWGN信道上的仿真结果表明,该码具有较低的误码平台和较好的纠错性能。