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．     

MIMO-OFDM系统的联合估计检测算法

针对最大似然检测算法复杂度高,最小二乘信道估计性能较差等缺陷,提出了一种SAGE-IGQS联合估计检测算法,该算法使用LS算法进行信道初始化,采用SAGE算法进行信道迭代估计,并结合改进的Grover量子搜索算法进行信号检测,从而提高了系统的有效性。理论研究和仿真结果表明:该算法在降低系统复杂度的情况下,误比特率性能优于传统的联合检测算法,与理想信道估计下的最大似然检测算法相接近。     

连续相位调制解调器的FPGA实现

针对连续相位调制解调硬件实现复杂度高的问题,提出一种基于FPGA的低复杂度硬件实现方案.该方案中,调制器采用查表法,解调器采用Max-Log-MAP算法.该方案具有复杂度低、速度快、易于生成IP核等优点.利用Xilinx公司的Virtex-2 Pro系列开发板,对调制解调器进行测试,验证了该系统方案的正确性.该设计可作为连续相位调制解调专用集成芯片开发的参考.     

级联编码的MIMO-OFDM水声通信系统

水声信道环境恶劣,为了获得更大的分集增益,提出级联编码的MIMO-OFDM水声通信系统,同时提出一种改进的联合迭代接收方案。系统发射端外码和内码分别位于空时编码两侧。提出的改进接收方案在外码硬判决译码后增加反馈结构,利用反馈信息减小MIMO检测的次数,同时改善内码译码初始软信息。对级联编码系统在三种接收方案下的性能进行仿真,并与独立编码系统对比。仿真结果表明,改进方案能够获得更大的性能增益,同时显著地减少MIMO检测的运算量。另外,信噪比较高时,相同系统码率的级联编码系统误码性能优于独立编码系统。     

MIMO-OFDM系统的SAGE-IPSO联合估计检测

针对多输入多输出-正交频分复用系统中最大似然检测算法难以硬件实现以及传统的信道估计性能较差等缺陷,提出了一种联合估计检测算法. 该算法使用离散傅里叶变换-最小二乘（DFT-LS）算法进行信道初估计,利用广义空间迭代期望最大化（SAGE）算法对估计的信道信息进行校正,并结合改进的粒子群优化（IPSO）算法完成对信号的迭代检测,使系统性能得到改善. 仿真分析结果表明,算法能以较少的迭代次数估计出信道状态信息和检测数据;在相同误比特率的情况下,性能优于经典检测算法,与理想状态下的最大似然检测算法仅相差1 dB左右.     

连续相位调制信号的载波相位软同步算法

针对连续相位调制(CPM)信号载波相位同步困难的问题,提出一种通用的CPM信号的载波相位软同步算法。在CPM调制信号的Rimoldi分解的基础上,基于最大似然准则和EM算法推导了载波相位的软同步算法,该算法将解调器与同步器联合,利用CPM软解调器输出的软信息进行载波相位估计。仿真结果表明,该算法能够得到接近修正克拉美罗限的载波相位估计,并获得近似理想的误码率性能。     

基于隐马尔科夫模型的多元LDPC联合译码

采用隐马尔科夫模型对信源估计,对基于多进制LDPC码的联合信源信道译码算法展开研究。该算法通过对传统的多进制LDPC译码算法的改进,在迭代过程中加入通过估计算法得到的信源冗余,校正了迭代软信息,提高译码性能。仿真结果表明,在AWGN信道中,改进算法相比传统译码算法性能优越。     

MIMO-OFDM系统的IFD-SAGE信道估计算法

针对MIMO-OFDM系统中频域的空间交替广义期望最大化（FD-SAGE）算法估计信道性能较差以及收敛速度慢的问题,提出了一种改进的FD-SAGE信道估计算法。该算法在FD-SAGE算法的基础上,通过对SAGE算法的潜在数据和不完全数据进行分解分析推导出一种修正的SAGE算法,同时在SAGE的更新数据信息时引入最大似然算法,进而提高系统的可靠性。理论研究和仿真结果表明,该算法以牺牲少量复杂度为代价,能较好地追踪信道变化且收敛速度较快,其性能优于传统的LS算法,信号检测采用最大似然算法时,在相同误比特率情况下与理想信道估计仅相差0.5 dB。