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。     

一种适用于BICM-ID系统的迭代载波同步算法

在比特交织编码调制迭代译码(BICM-ID)系统中,针对低信噪比条件下传统的同步算法对频偏和相差估计精度较低的问题,提出了一种码辅助的迭代载波同步算法。该算法基于最大期望(EM)算法,并在此基础上加以改进,利用译码器输出的软信息,迭代的在载波同步和译码之间相互交换信息,实现同步和译码的联合处理。仿真结果表明,在译码器收敛的允许范围之内,提出的算法能够大幅提高同步参数的估计精度,在迭代次数达到8次时,BICM-ID系统的误比特率性能基本接近理想同步条件下的译码性能。     

光通信乘性噪声信道基于LDPC码的SNR估计方法

针对目前现有的信噪比(SNR)估计 方法不适用光通信中乘性噪声信道的问题,分析了乘性噪声信道下,SNR失配 对低密度奇偶校验(LDPC)码性能的影响,并通过仿真表明乘性噪声信道下 SNR精确估计的必要性。提出了一种基于量化的LDPC 码判决反馈的SNR估计方法,首先对接收到的光信号进行量化,利用 简化后的期望最大(EM)算法对量化后的SNR 进行一次粗估计,接着利用基于LDPC迭代译码的判决反馈结果对 SNR进行精估计。仿真结果表明,本方法能够在接收 信号的均值和噪声方差等参数未知情况下,能有效完成LDPC码迭代译码的辅助 工作;在误码率(BER)为10－5时,SNR估计后 ,LDPC码的译码性能距离理想情况下的译码性能,仅有约0.12dB以内损失。     

平坦信道下的MIMO信道估计误差分析

基于导频序列推导了频率平坦多输入多输出(MIMO)信道下的最小二乘信道估计(LS)误差;将信道估计误差等效为高斯噪声,推导了信道估计条件下系统的等效信噪比,提出了用系统的等效信噪比来分析和评估在信道估计误差条件下系统的误码性能;最后用等效信噪比的方法评估了ZF-V-BLAST算法在信道估计下的性能,结果表明和计算机仿真结果基本相吻合。     

Turbo编码OFDM系统中一种判决反馈的WLMS信道跟踪算法

在Turbo译码时对信息位和校验位都进行MAP译码,避免了传统基于译码再编码判决反馈信道估计和跟踪算法中反馈信号重构时的错误传播问题,降低了反馈信号的错误概率,提高了信道估计和跟踪的性能,解决了在信道变化较快条件下文献[8]提出的维纳LMS(WLMS)算法信噪比门限过高的问题。仿真结果表明,算法性能接近理想判决反馈时的性能限,与直接判决反馈的维纳LMS算法相比,在系统误比特率为10~(-4)条件下系统性能约提高2dB。     

修正的MIMO-FSO信道自适应SVD估计算法

针对多入多出(MIMO)无线光通信(FSO)中传统的奇异值分解(SVD)信道估计算法由于训练序列的单极性容易导致信号能量损失,从而引起信道估计值不准确的问题,提出了一种修正的自适应SVD估计算法。该修正算法能对SVD算法中存在的估计误差进行补偿,从而能使该估计方法更好地应用于MIMO-FSO系统中。仿真结果表明,与SVD算法相比,在信噪比为15dB时,修正的算法有2个数量级的均方误差(MSE)性能提高,在信噪比为30dB时,MSE性能有3个数量级的提高。与相同条件下的均值修正SVD算法相比,平均有1dB左右的性能改善。该修正方法可移植性强,在其他信道估计方法中也可采用类似的改进方法。     

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.     

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Bayleigh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.     

改进加权匹配追踪信道估计算法

基于压缩感知的匹配追踪算法可以用较短导频序列估计大规模天线通信系统稀疏信道,具有计算复杂度低,需要导频数量少的优点,但信道估计精度不高.依据估计误差大小给各次迭代获得的信道估计值加权,能在低信噪比(SNR)条件下提高估计精度,但会降低高SNR条件下的估计精度.为了解决这个问题,文章提出了一种改进的加权匹配追踪算法.先通...     

信道估计错误对LDPC-OFDM系统译码性能的影响

LDPC码应用于OFDM系统能够得到非常好的性能,然而当信道估计信息发生错误将直接影响译码性能.为此,研究了信道估计误差对LDPC-OFDM系统性能的影响.理论和仿真得出了以下结论:信道估计误差可带来译码过程外部信息信噪比的提高或降低,由此加速成功译码或者导致译码失败.     

迭代检测算法在比特交织编码调制系统中的比较研究

迭代检测技术不仅局限于在传统的级联码系统中的应用,还可用于解决现代数字通信中的许多检测／译码问题。随着Turbo码的出现,人们对迭代译码算法进行深入研究,并提出一些简化译码算法。比特交织编码调制及迭代检测（bit—interleaved coded modulation with iterative decoding,BICMID）是一种高效数据传输系统。比特交织和迭代译码是BICM—ID系统具有卓越性能的关键因素,译码算法的选择不仅影响接收机的性能,也决定了系统的复杂度。文中研究迭代译码算法对BICM—ID系统性能的影响,分析各种译码算法的计算复杂度。仿真结果表明log-APP算法有好的性能同时复杂度也高,简化的译码算法能降低译码器的复杂度,但会带来一定的性能损失;随着信道条件的改善,算法简化带来的性能损失也随之减小。     

非理想信噪比估计对BICM-ID系统性能的影响

该文给出一种直观的信噪比估计非理想时的先验信息建模,使用外信息转移图较为全面地分析了非理想信噪比估计对带迭代译码的比特交织编码调制系统性能的影响,分析结果表明非理想信噪比估计对典型的星座类型和标号在高斯和瑞利信道下的影响相似;通过对不同帧长的系统性能比较可知,长帧下信噪比估计偏小在-3dB以下时性能会大大下降,而估计偏大则没有影响;而对于中短帧而言,在相同的偏差下,偏小的影响要大于偏大的影响;此外,还给出由拟合得到的8PSK高斯信道和16QAM高斯与瑞利信道下的信噪比估计算法,最后通过系统仿真验证了该算法的有效性。     

一种用于BICM-ID系统的新颖8APSK映射方案

为了能够通过高阶调制信号增加信道容量,提高编码增益和频谱效率,对8阶振幅移相键控(APSK)星座映射方案进行优化.基于欧氏距离设计准则提出一种新颖(2,6)-scheme 8APSK映射方案,并应用于联合准循环构造法构造的低密度奇偶校验(LDPC)(4599,4307)码的比特交织编码调制迭代译码(BICM-ID)系统中.信道容量仿真表明,所提方案在高、低信噪比区域都具有非常优越的互信息性能.误码率(BER)性能仿真表明,在BER为10-7时,联合LDPC(4599,4307)码的(2,6)-scheme 8APSK映射方案较(4,4)-scheme 8APSK映射方案、8PSK调制的格雷(Gray)映射、集分割(SP)映射、半集分割(SSP)映射分别提高了约0.45 dB、1.10 dB、1.62 dB、2.13 dB的编码增益.外附信息转移(EXIT)图仿真说明,所提方案能够更早地打开译码通道,从而更早地通过迭代来实现无错译码.     

Multidimensional modulation used in BICM-ID

The performance of a BICM-ID system with multidimensional (MD) modulation is investigated. Design criteria of MD constellation labelling are proposed and BICM-ID schemes with QPSK of different dimensions are established. Simulation results show that when each data block contains 50000 information bits and the iteration number is 20, the BER of BICM-ID with six-dimensional QPSK and four-state rate 1/2 convolutional code is 10^-5 at SNR=0.9 dB over an AWGN channel which is only 0.2 dB away from Berrou's turbo code     

T-TCM系统中的SNR失配分析

该文基于AWGN信道研究了SNR失配对T-TCM系统性能的影响。蒙特卡洛仿真结果表明,SNR欠估计偏差不大于4dB时,T-TCM系统性能基本不受影响,更大的SNR估计偏差则会导致系统性能迅速下降;而SNR过估计始终不会造成系统性能折损。该文结合雅可比对数式及迭代译码算法的特点从理论上给出了解释,进一步提出无需SNR估计的T-TCM译码方案,在保证性能没有损失的前提下降低了T-TCM的应用要求与实现复杂度。     

迭代结构的信源信道联合解码及其简化算法

信源信道联合解码算法中的迭代信道解码需要进行比特似然值和概率值转换,以及联乘、累加运算,增加了信道解码的计算复杂度,该文针对这一问题,直接利用信道解码的比特硬判决值和参数的先验概率,估计比特的外信息,用于迭代信道解码。基于高斯-马尔可夫信源参数的仿真实验表明,该简化算法大大降低了迭代信道解码算法的计算复杂度。与独立解码算法相比,简化的联合解码算法明显改善了接收参数的信噪比,同时不会明显降低原迭代结构解码算法的性能。     

Design of Irregular LDPC Codes for BIAWGN Channels with SNR Mismatch

Belief propagation (BP) algorithm for decoding lowdensity parity-check (LDPC) codes over a binary input additive white Gaussian noise (BIAWGN) channel requires the knowledge of the signal-to-noise ratio (SNR) at the receiver to achieve its ultimate performance. An erroneous estimation or the absence of a perfect knowledge of the SNR at the decoder is referred to as ?SNR mismatch?. SNR mismatch can significantly degrade the performance of LDPC codes decoded by the BP algorithm. In this paper, using extrinsic information transfer (EXIT) charts, we design irregular LDPC codes that perform better (have a lower SNR threshold) in the presence of mismatch compared to the conventionally designed irregular LDPC codes that are optimized for zero mismatch. Considering that min-sum (MS) algorithm is the limit of BP with infinite SNR over-estimation, the EXIT functions generated in this work can also be used for the efficient analysis and design of LDPC codes under the MS algorithm.     

Decoding of High Rate Convolutional Codes Using the Dual Trellis

This paper deals with a posteriori probability (APP) decoding of high-rate convolutional codes, using the dual code's trellis. After deriving the dual APP (DAPP) algorithm from the APP relation, its trellis-based implementation is addressed. The challenge involved in practical implementation of a DAPP decoder is then highlighted. Metric representation schemes similar to the log domain used for log-APP decoding are shown to be unattractive for DAPP decoding due to quantization requirements. After explaining the nature of the DAPP metrics, an arc hyperbolic tangent (AHT) scheme is proposed and its equivalent arithmetic operations derived. By using an efficient approximation, an addition is translated to an addition in the AHT domain. Efficient techniques for normalization and extrinsic log-likelihood ratio (LLR ) calculation are presented which reduce implementation complexity significantly. Simulation results with different high-rate codes are given to show that the AHT-DAPP decoder performs similarly to a log-APP decoder and at the same time performs better than a decoder for a punctured code. A fully fixed-point model of an AHT-DAPP decoder is shown to perform close to an optimum decoder. The decoding complexity of the log-APP and AHT-DAPP decoders are listed and compared for several rate-k/(k+1) codes. It is shown that an AHT-DAPP decoder starts to be less complex from a code rate of 7/8 . When compared against a max-log-APP decoder, the AHT-DAPP decoder is less complex at a code rate of 9/10 and above.     

16QAM解调算法及其在HSDPA中的应用

对16QAM解调软信息输出(LLR)理论计算方法进行分析,推导出其简化解调算法.将两者在性能和计算复杂度方面进行了分析比较,并分别在高斯白噪声信道和瑞利衰落信道环境下进行仿真.结果表明,简化算法的性能只比理论计算方法的性能有少许降低,即保持相同误码率的性能下前者所需信噪比只比后者提高约0.1dB,但是计算复杂度却大大降低.同时也阐述了将其应用于第三代移动通信系统增强型技术HSDPA中星座图重排技术的实现方法.本文给出的计算方法也可推广到其它的通信系统中.     

Bit-interleaved coded modulation with iterative decoding using constellation shaping over Rayleigh fading channels

We propose to investigate the performance of bit-interleaved coded modulation with iterative decoding (BICM-ID) over Rayleigh fading channel by using constellation shaping (CS). The (CS) is implemented by inserting shaping block codes between mapping and channel coding functions, in order to generate non-equiprobable distribution of a 16-ary QAM signal constellation. Simulation results carried out on 2-bit/s/Hz 16-QAM BICM-ID indicate that is possible to obtain a gain of 1.2 dB at a BER of 10^-3 compared to the equiprobable 16-QAM BICM-ID schemes. It is also shown that, the error floor level can reduced by applying the signal space diversity technique.