短波信道下基于LDPC-OFDM系统的多基地接收协作算法

基于LDPC-OFDM(low-density parity-check orthogonal frequency division multiplexing)系统设计了适用于短波信道的多基地接收协作算法。该算法提出了基于概率测度的信息合并的LDPC码协同译码策略。系统模型中的中心台,利用其接收的来自中继台的多路信号来修正其接收到信息的初始化消息,将协作通信技术和LDPC码的迭代译码有机地结合,从而有效地实现分集增益和编码增益。仿真表明,多基地接收方案相对于直接传输策略具有显著的性能提高,在误码率达到10-3时,译码转发(decode-and-forward,DF)策略的译码性能相对于放大转发(amplify-and-forward,AF)策略的译码性能约有0.7 d B的编码增益。     

基于LDPC-OFDM系统的短波多基地接收协作算法

基于LDPC-OFDM系统设计了适用于短波信道的多基地接收协作算法,该算法提出了基于概率测度的信息合并的LDPC协同译码策略。系统模型中的中心台,利用其接收的来自中继台的多路信号来修正其接收到信息的初始化消息,将协作通信技术和LDPC的迭代译码有机地结合,从而有效地实现分集增益和编码增益。仿真表明,多基地接收方案相对于直接传输策略具有显著的性能提高,在误码率达到10_-3时,DF转发策略的译码性能相对于AF的译码性能约有0.7dB的编码增益。     

高码率多进制LDPC码在AWGN信道中的性能分析

为了解决多进制LDPC码原有译码算法复杂度较高,不利于硬件实现的问题,研究了多进制LDPC码的2种简化译码算法:基于快速傅里叶变换的信度传播译码算法(FFT-BP)和基于对数运算的Log-BP译码算法.同时分析了基于这2种译码算法的高码率(1/2～1)多进制LDPC码在AWGN信道中的性能优势.仿真结果表明:当多进制LDPC码采用这2种不同的译码算法时,随着码率的下降,编码增益和性能曲线与香农限的距离都会随之而增大,即多进制LDPC码适合于高码率情况下的应用.并在牺牲一定的信噪比时,Log-BP算法能够使多进制LDPC码的硬件复杂度得到较大的改善.     

一种新型的多址接入中继协作方案

现有多址中继协作方案的编码增益有限且用户之间不能相互辅助,为此,文中提出了一种结合网络与信道编码的多址中继协作方案:在中继端利用网络编码将不同用户的编码冗余同时转发,目的端通过对某个用户信息的正确译码恢复出其他用户的编码冗余.通过对译码错误事件概率的分析,推导了该方案的中断率与误码率近似值表达式.仿真结果表明,随着信噪比的提升,文中方案可获得比编码协作更好的中断率和误码率性能,同时信噪比较高的用户还可辅助提升信噪比较低的用户的性能.     

基于SDF的协作系统性能分析

为了解决通信频谱利用率的问题,在分析传统译码前向中继协议的基础上,讨论了选择译码前向中继协议(SDF)的中断概率性能和分集增益,并对多种协作模型进行了对比分析,证明了SDF是一种相对较优的协作方式。克服了传统译码前向协议不能提供分集增益的缺点,避免了放大前向协议放大噪声的缺陷。     

基于MIMO-OFDM协作系统的中继混合选择合并算法

提出了一种基于MIMO-OFDM协作系统的多中继混合选择合并算法。算法原理主要是采用地理位置信息得到一个性能最优的AF(放大转发中继)中继节点,根据瞬时信噪比门限值或相对最小BER门限值选择符合要求的多个DF(译码转发中继)中继,所选择出来的最优AF中继和多个DF中继将协作MIMO-OFDM系统完成信号的转发,最后在目的节点处对直传链路信号和中继链路信号进行最大比合并(MRC)。对该算法进行了理论分析,并研究了该算法对系统误比特率性能的影响,并在MATLAB上进行链路级仿真分析比较。仿真结果表明所提出的多中继混合选择合并算法能有效提高空间分集增益,从而降低系统误比特率。     

一种基于多中继选择的分布式空时分组编码方案

协作分集可以抵抗无线信道的多径衰落,结合空时分组编码可以更加有效地提高系统性能。传统的空时编码协作通信是选择所有正确译码的Relay进行协作转发,当Relay个数大于空时编码矩阵天线数时,系统无法获得额外增益,同时将消耗大量能量。给出了一种多中继选择方案(MOR),提出了一种基于MOR终端选择的分布式空时分组编码协作方案。在给定STBC编码矩阵条件下,依据信道状况信息选择多个合适的中继终端参与分布式空时分组编码协作通信。新的协作方案通过简单的协议可获得传统方案的分集复用折中,同时节省系统能量。仿真结果表明,新的协作方案具有良好的分集复用性能并验证了其有效性。     

一种基于多中继选择的分布式空时分组编码方案

协作分集可以抵抗无线信道的多径衰落,结合空时分组编码可以更加有效地提高系统性能。传统的空时编码协作通信是选择所有正确译码的Relay进行协作转发,当Relay个数大于空时编码矩阵天线数时,系统无法获得额外增益,同时将消耗大量能量。给出了一种多中继选择方案(M-OR),提出了一种基于M-OR终端选择的分布式空时分组编码协作方案。在给定STBC编码矩阵条件下,依据信道状况信息选择多个合适的中继终端参与分布式空时分组编码协作通信。新的协作方案通过简单的协议可获得传统方案的分集复用折中,同时节省系统能量。仿真结果表明,新的协作方案具有良好的分集复用性能并验证了其有效性。     

AF/DF方式下自适应中继协作方式的研究与仿真

放大转发(Amplify Forward,AF)和译码转发(Decode Forward,DF)是中继协作通信技术中两种基本的中继协作方式。在研究两跳中继协作通信技术中AF和DF中继协作方式的基础上,针对基于门限的自适应中继协作方式,利用RN的位置信息提出了改进的自适应中继协作方式,并用蒙特卡洛方法对其仿真结果进行验证。结果表明所提出的改进自适应中继协作方式具有较好的协作性能。     

混合译码放大转发的增强选择策略及性能分析

为了解决无线协作通信中放大转发方案的噪声放大和译码转发方案的错误传播问题,在现有混合译码放大转发方案基础上,提出一种增强选择的混合译码放大转发策略。研究结果表明:该策略不仅提高了混合译码放大转发系统的频谱效率,而且其误比特率和中断性能也比增强选择放大转发方案有较大改善:当平均误比特率为10-5时,其性能比增强选择放大转发方案提高了约1 d B;当中断概率为10-2时,其性能比混合译码放大转发及增强选择放大转发方案分别提高了约1.2 d B和0.7 d B。     

随机分布多跳协作分集系统中断性能研究

针对解码转发(DF)多跳分集系统不能满足空间满分集和通信终端移动性不足的问题,构造了一种随机分布中继多跳协作分集系统模型.根据模型提出新的改进的选择性解码转发(SDF)算法,推导了在高信噪比条件下选择解码转发(SDF)中继系统的中断概率近似表达式.仿真结果表明在随机分布多跳协作分集系统中,SDF较DF相比能够有效提高此系统的传输可靠性,并能获得空间满分集增益.同时,得出此通信系统性能随着中继选择区域覆盖半径的增加而有所改善.     

LDPC-SPC乘积码

提出了一种LDPC-SPC乘积码。该乘积码以低密度奇偶校验（low density parity check,LDPC）码为水平码,单奇偶校验（single parity check,SPC）码为垂直码。给出了LDPC-SPC乘积码的硬判决译码算法和软判决译码算法。利用这些译码算法,LDPC-SPC乘积码能够在不同的LDPC码字之间交换比特置信度信息,完成译码。仿真结果表明,以长度8064 bit,码率1/2的LDPC码为基础构造的LDPC-SPC乘积码,能够有效地降低该LDPC码的误码平层,并且在误码率为10-7时,乘积码取得了超过LDPC码0.3 dB的性能优势。     

主用户具有AF中继辅助的协作频谱感知及最佳用户数分析

将主用户具有放大转发（amplify-forword,AF）中继辅助的检测模型与多个感知用户进行协作频谱感知的模型相结合,得到主用户具有AF中继协作的新模型。为减少系统开销,综合参数的影响,推导出其检测概率与虚警概率表达式,并在分析报告信道衰落环境下,通过此模型的中继放大可适当缓解衰落所带来的性能损失;进一步验证最佳参与协作用户数的存在性,设计了基于用户取值区间的搜索算法,以探索中继放大增益及错误报告概率对最佳用户数的影响。通过仿真表明,该模型能有效提高检测性能,并能在给定虚警概率下最大化检测概率时,选择合适的参数对：中继放大增益和最佳参与用户数。     

基于多径信道的最佳非规则LDPC码的设计

已有应用于OFDM(O rthogonal Frequency D ivision Mu ltip lexing)的各种纠错码,但有的纠错能力不强,误码率较大,有的译码复杂度较高。为此,在分析了密度演变算法的基础上,利用差分分解算法和计算机搜索,选择了基于多径衰落信道的OFDM系统的非规则LDPC(Low Density Parity Check)码的最佳度分配对,对系统的误码性能作了仿真,并与最佳规则LDPC码的OFDM系统在同样条件下作了比较。仿真结果显示,在各种映射模式下,所选择的最佳度分配对非规则LDPC码系统的性能优于最佳规则LDPC码系统的性能,在误码率为10-5时,信噪比增益达到1 dB。     

基于多径瑞利衰落信道的非规则LDPC码分析性能

分析了在静态多径瑞利衰落信道上应用于正交频分复用技术的非规则LDPC码在相同的调制方式,不同的映射模式下的误码性能,并与规则LDPC码的性能作了比较,结果显示,在静态多径瑞利衰落信道上,不同的映射模式下,非规则LDPC码的误码性能均优于规则LDPC码的误码性能,非规则LDPC码在相同的调制方式下,格雷映射的误码性能优于自然映射的误码性能。     

基于CMMB标准的LDPC译码仿真

在对LDPC码现有理论研究基础上,阐述了LLR—SPA译码算法的推导,并通过仿真实验,得到了CMMB标准下LLR—SPA译码算法的误码率曲线图。     

一类低密度奇偶校验码的设计

低密度奇偶校验码(LDPC)是哥拉格于1962年提出的一种性能非常接近香农限的好码,并被MacKay和Neal两度重新发现,且证明了它在与基于BP(Belief-Propagation)的迭代译码算法相结合的条件下具有逼近Shannon限的性能.LDPC码的优异的性能及其在信息可靠传输中的良好应用前景,成为当今信道编码领域最瞩目的研究热点.笔者选用国际电信联盟推出的一种方案,设计了一类低密度奇偶校验LDPC(Low Density Parity Check)码.设计是针对分组块长为276比特,码率为0.7572,采用了6位量化方案.根据可编程逻辑器件(CPLD)的结构特点,提出了LDPC码的译码器结构和相应的编码器结构及其具体实现方案,并对编码方案进行了严密推导.该LDPC码适合用于ADSL传输.     

认知无线电中的敏捷增益分析

改进原有模型中的问题,利用新的数字模型研究了在中继用户有功率约束条件下,路径损耗指数之比、主用户与认知用户直线间的夹角、发射功率对敏捷增益的影响;并且通过分析论证和大量的仿真运算证明了新数字模型更具有可行性.结果表明：认知用户的传输衰减比主用户传输衰减慢时,感测性能能够得到明显改善;敏捷增益随角度的增加而减小;认知用户的传输功率远小于主用户传输功率时,认知用户无法获得敏捷增益.