60 GHz脉冲无线通信系统中Raptor码的性能分析

针对5G热点高容量场景下的60 GHz脉冲无线通信系统中信号幅度衰落引起的误码问题,研究了该系统中Raptor码的误码性能。根据60 GHz短距离通信系统特点,采用IEEE 802.15.3c工作组建立的60 GHz无线信道模型,在此基础上分析了编码系统接收信噪比;然后结合信道编码理论,对不同编码方案进行误码性能仿真,重点对两种不同的Raptor码的编码增益、译码开销及通信距离进行对比。研究结果表明,采用1/2码率的QCLDPC预编码的Raptor码在接收信噪比大约为5 d B时,相较于未编码系统拥有4.5 d B的编码增益,同时最大通信距离为70 m,为未来5G高频新空口热点高容量场景下的60GHz短距离通信系统信道编码提供技术参考。     

基于60GHz的芯片间无线互连系统纠错编码方案研究

针对60 GHz芯片间无线互连系统中信道突发性错误引起的误码问题,研究了该系统中不同纠错编码方案的误码性能。根据60 GHz短距离通信系统特点,分析了适用于此场景的CM7信道特性及衰落信道下的编码系统接收信噪比;在此基础上结合纠错编码理论,对汉明码和卷积码进行了误码性能分析与蒙特卡洛仿真,重点针对不同卷积码的编码增益、信噪比环境及最大通信距离,给出了可优先采用的编码方案,为60 GHz芯片间无线互连系统提供了纠错编码的技术参考。     

基于网络编码和安全极化码的无线抗窃听传输技术

由于无线通信的信道开放性和信号广播性,使其在服务合法用户的同时易受到非法用户的窃听。针对这一问题,结合网络编码技术和安全极化码技术,以随机线性网络编码对信源码块进行编码生成内码,通过计算极化码巴氏参数进行信道分集并选取安全比特信道,构造安全极化码作为外码,从而形成级联信道编码结构。仿真结果显示,当主信道信噪比为10 dB时,该方法与传统安全极化码都可以为合法接收方提供较好的通信服务;文中方法采用8 bit有限域时,只需窃听信道信噪比退化2.5 dB,即可使得窃听信道的误码块率逼近1,相较传统极化码方法所需的4 dB窃听信道信噪比退化,可更好地进行抗窃听传输。     

复杂无线信道环境下渐进图像的信源信道联合编码

恶劣无线信道上丢包和随机误码共存,使得渐进图像的鲁棒高效传输异常困难。不同于以往基于乘积码和Reed-Solomon(RS)码的编码保护方案,该文提出了基于Raptor码的信源信道联合编码方案。该方案采用Raptor码对脆弱的压缩码流提供不等重保护来抵抗信道的丢包和误码。为了最小化端对端传输失真,利用动态规划算法,求得信源压缩和信道不等重保护的最优码率分配方案。仿真表明:相比于以往的传输保护方案,该方案使得端对端的图像重建的峰值信噪比提高了约2～5dB;同时搜索最优码率分配方案的复杂度和信道编码复杂度有了明显降低;解码的端对端的延迟也大大减小。     

数字喷泉技术在跳频通信中抗干扰性能研究

为提高跳频抗干扰性能,提出将Raptor码作为前向纠错码应用于跳频通信系统,其中Raptor码采用码率为0.95的规则LDPC码作为预编码,再级联LT码来实现.通过Matlab建模仿真实验,分析了跳频通信系统对抗宽带干扰以及部分频带干扰的性能.结果表明,宽带干扰环境下,在比特信干比为2.5dB时可以使误比特率低于10-3,得到17.6dB的性能提升;部分频带干扰环境下,在比特信干比为1.0dB时,可以将系统误比特率降低到10-3以下,得到16.8dB以上的性能提升.因此,用Raptor码作为跳频通信前向纠错码是可行的.     

基于Turbo码的差分级联译码算法

在一个未经信道编码的M-PSK／DPSK数字通信系统中，M—DPSK信号非相干解调比M-PSK信号相干解调要损失3dB的信噪比，该情况同样出现在采用卷积信道编码的系统中．为了提高差分调制系统的性能，从级联编码的角度分析卷积编码、M-DPSK调制系统，采用Turbo算法实现对级联编码信号的接收．仿真结果显示，Turbo算法得到了比SOVA算法多3．5dB的增益．在小BER情况下，M-DPSK信号Turbo接收的性能好于M-PSK信号SISO译码．这种Turbo迭代思想也适用于具有类似级联编码结构系统的译码．     

用于LDPC编码调制系统的非规则映射技术

为使迭代解映射和译码的低密度奇偶校验(LDPC)编码调制系统获得逼近信道容量的优异性能,该文提出一种基于映射方式搜索的非规则映射技术,采用自适应二元交换算法(ABSA)搜索得到新映射方式,与Gray映射混合得到与信道编码接近最优匹配的非规则映射。对于DVB-T2标准规范的LDPC编码调制系统,在对其方案进行微小修改的前提下,该技术可对迭代解映射系统进行改进,挖掘出可观的迭代增益。以DVB-T2标准64800码长2/3码率的LDPC码和64QAM星座图为例,外信息传递(EXIT)图分析表明:该技术在加性白Gauss噪声(AWGN)信道下理论上可获得0.55dB的信噪比(SNR)增益;误码性能仿真表明:在误码率(BER)10-5时,该技术在AWGN和Rayleigh衰落信道下可分别获得0.30dB和0.26dB的增益。     

基于跳频通信的短码长Raptor码改进方案

针对跳频通信短码长的特性,提出了一种短码长Raptor码的改进方案,其度平均重量比原方案要小29%,并通过Matlab仿真实验对其在跳频通信中的性能进行了研究. 研究结果表明,改进方案构造的短码长Raptor码与原方案相比,在无干扰环境下误比特率要低62.01 dB,在信噪比为4 dB的宽带干扰环境下误比特率要低30.65 dB. 此改进方案为跳频抗干扰通信提供了一种新的前向纠错编码方案,同时为喷泉码的应用开拓了一个新的领域.      

重复累积码在协作分集系统中的应用研究

由于重复累积(repeat accumulate, RA)码兼具LDPC (low density parity code)码译码简单和Turbo码编码容易实现的优点,使其成为信道编码领域的一大研究热点.而编码协作作为一种将信道编码与协作分集系统相结合的工作方式,能同时为通信系统带来编码增益和分集增益.对协作分集系统进...     

基于编码的OFDM系统性能仿真

OFDM在多径衰落信道中,一些子载波由于深衰落会完全被丢失,从而影响整个系统的误码性能因此,必须将OFDM系统与信道编码结合起来以提高整系统的误码性能。构建了基于编码的OFDM仿真系统,通过仿真比较了基于LDPC码、乘积积累码(PA)和卷积码的OFDM系统在多径衰落信道下的BER性能。研究了信道块衰落长度与编码性能之间的关系,仿真结果分析表明,LDPC码和PA码在不引入交织的情况下,均可获得比引入交织的卷积码更大的性能增益,表明LDPC码和PA码在无线信道环境下具有很好的适应性。     

浅海水声信道中Turbo码性能研究

针对复杂多变、强多途和大起伏的浅海水声信道,本文建立了包括时变衰落、多途和加性干扰在内的信道仿真模型及Turbo码编/译码结构.通过计算机仿真,研究了浅海水声信道中的Turbo码性能及Turbo码性能随多途效应、衰落率和信道交织器等的变化.结果表明:在水声通信可接受的信噪比范围内(10～20 dB),Turbo码具有良好的性能(误比特率小于10-4);浅海水声信道中,Turbo码性能随多途路径数的增加而下降;Turbo码性能随衰落率的减小而略有下降;浅海水声信道中,信道交织器可改善Turbo码性能,并弥补由于衰落率不同而造成的性能差异.     

TCM在Pattern时延差编码通信体制中的应用

Pattern时延差(PDS:Pattern time Delay Shift)编码通信体制具有很好的抗多途干扰能力,但传输过程中仍存在一定的误码.为提高该体制的抗噪声能力,将网格编码调制(TCM:Trellis-Coded Modulation)技术与PDS体制结合使用,对信息进行网格编码调制和维特比软判决译码.实验...     

60GHz无线通信系统在PPM调制下的信道容量分析

本文主要研究60GHz无线通信系统在高斯信道下的香农信道容量及在脉冲位置调制(MPPM)下的信道容量。理论分析与推导得到香农信道容量与传输距离的关系函数,由MPPM调制原理及高斯信道的数学模型推导系统在MPPM调制下信道容量与信噪比、信道容量与通信距离间的函数关系,利用Matlab仿真,得到不同条件下的关系曲线。研究结果表明,60GHz无线通信系统在高斯信道下的信道容量是通信距离和信噪比的函数,该系统更适合于短距离无线通信。高进制的PPM调制能够显著的提高系统数据传输速率,当数据率相同时,高进制调制的PPM能够提供的可靠通信距离更远。     

自由空间光通信中的数字喷泉码方法

为了克服大气衰减和光强起伏对自由空间光通信性能的影响,信道编码是解决大气湍流信道影响的关键技术.数字喷泉码是一种无固定码率的信道编码方法,其中度分布是数字喷泉码设计的基础,本文采用开关度分布的方法,并给出其开关点最佳值.实验仿真结果表明,分别在自由空间光通信系统的弱湍流和强湍流环境条件下,数字喷泉码相比于RS码有较好的编码增益,数字喷泉码中的开关度分布相较于二进制指数度分布、鲁棒孤子度分布,在相同的信噪比条件下,开关度分布的误码率更低,信息速率的下降趋势也最少,同时双开关度分布与单开关度分布相比,对于自由空间光通信系统的性能提升更大.因此,双开关度分布数字喷泉码能有效抑制大气湍流的影响,大幅度地提高自由空间光通信系统性能.     

一种基于环的串行级联CPM方法

随着通信技术与航空事业的快速发展,实现旅客空中接入的诉求要求未来航空通信系统具备宽带传输能力和更广泛的互联互通能力,然而随着航班航线的增加,航空通信系统间互干扰日益严重,针对此问题,在串行级联连续性相位调制(serially concatenated continuous phase modulation,SCCPM)的基础上设计了一种基于环的串行级联CPM系统方案,此方案通过有效降低同距离通信所需的发射功率来降低航空通信系统间的干扰。分析了模p整数环的多进制卷积编码原理,将无反馈连续相位编码器(continuous phase encoder,CPE)与基于环的卷积码相结合,提出一种内外编码都采用基于环的卷积码的串行级联CPM方法。仿真结果表明,与二进制卷积编码SCCPM相比,该方案有1.25~1.75 dB的信噪比增益,在到达相同通信距离的情况下,系统的发射功率降低了约1/5。     

基于 Raptor码的无线传感器网络数据分布存储

在无线传感器网络中,经常出现节点失效等意外情况。如何实现数据的分布式存储是无线传感器研究的重点。根据以包为中心编码的相关研究,提出了一种基于Raptor码的无线传感器分布式数据存储方案。 Raptor码是喷泉码的一种,是一种在删除信道上有效的低复杂度的编码。通过预编码形成虚拟节点,使校验包更多的参与LT编码（ Luby transform code）,提高了编码的随机性。实验证明在有噪声条件下,具有优于分布式LT码的性能。     

胃肠动力诊查仪的无线通信系统仿真

根据胃肠动力诊查仪的无线通信特性,建立从胶囊发射器到体外数据接收存储器的无线通信信道的仿真模型.重点分析了信噪比和由于人体组织吸收所产生的损耗对通信性能的影响.把误帧率作为通信性能的评价标准,设计了动态编码协议,保证了系统通信的可靠性.仿真结果为胃肠动力诊查仪的无线通信系统的通信协议设计、信道编码设计等提供了参考依据.     

基于MPSO粒子滤波的单通道扰信盲分离算法

针对单通道接收情况下通信信号与干扰盲分离的难题,提出了一种基于变异粒子群优化粒子滤波的单通道扰信盲分离新算法。首先建立了受扰通信信号的状态空间模型,并利用变异粒子群重采样粒子滤波进行通信码元和未知参数的联合最大后验估计,有效改善了标准粒子滤波中存在的粒子退化现象,在减少所需粒子数量的同时,又保持了序贯估计过程中粒子集合的多样性和优质性,使新算法在干信比较大时也能保持较好的分离性能。仿真实验表明,对单音干扰,在干信比等于30 dB,信噪比大于15 dB的条件下,新算法可以有效地从单路接收的受扰信号中分离出通信信号与干扰。