物理层网络编码与LDPC码联合系统设计及性能优化

在双向中继通信系统中,针对物理层网络编码与LDPC码联合方案编译码算法复杂度较高、译码运算时间较长等问题,提出了一种新的系统性能优化方案.首先设计了基于QPSK调制的物理层网络编码与LDPC码联合通信系统模型,给出中继映射方案和系统各节点译码算法;然后分析了联合通信系统中LDPC码的码率、码长、最大迭代次数等因素对系统误比特率性能的影响,对系统性能进行改进优化;最后对系统译码迭代方案进行优化.实验仿真表明,该通信系统优化方案能够保证良好的译码性能、缩减译码运算时间、提升信息交换效率.     

基于LDPC编码的混合转发协作模型

为有效解决LDPC编码在中继协作系统应用中存在的问题,提出基于LDPC编码的混合转发协作模型(HF-LDPC).根据放大转发(AF)和译码转发(DF)特点,当信道不好时,中继采用译码放大转发模式;而当中继完全正确译码时,中继切换到译码转发模式.同时充分发挥LDPC码字内码元间固有的相关性,通过不同的用户发送码字的不同部分,采用LDPC和-积译码算法,方案可获得分集增益和编码增益.仿真结果表明:基于LDPC 编码的混合转发协作模型性能优于其他协作模型,具有较好性能.     

物理层网络编码与卷积信道编码相融合的无线通信方案

信号不同步是物理层网络编码研究中的热点,为了提高系统的信道容量和鲁棒性,针对异步通信条件下误码率高的难题,提出一种物理层网络编码与卷积信道编码相融合的无线通信方案.首先将置信传播算法引入到中继节点编码中,然后将信道译码和物理层网络编码联合起来,减少异步通信带来的不利影响,最后采用仿真实验测试其有效性和优越性.仿真实验结果表明,相对于其它编码方案,物理层网络编码与卷积信道编码方案不仅降低了数据传输的误码率,提高了系统通信的可靠性和信息传输速率,而且增强了系统对相位偏移和符号偏移的鲁棒性,具有更高的实际应用价值.     

多参数可调的低密度奇偶校验码编译码系统

低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码是具有逼近香农(Shannon)极限的一种好码,且灵活性强,描述简单,是信道纠错编码技术的研究热点。针对某通信系统,为了使信息传输能够适应多种情况的需求,在LDPC码编译码原理的基础上设计了具有独特字插入功能、编码参数逐帧可变的编译码系统,同时采用信息位校验位打散功能的设计方法,可实现信息加密。不同码长的编译码模块采用复用的方案,随机存取内存(random access memory,RAM)按照最长码长设计,降低资源占用率。在加性高斯白噪声(additive white gaussian noise, AWGN)信道下基于最小和译码算法完成性能分析。仿真结果表明,该设计方案能够实现码长、迭代次数、打散方式、独特字插入等多参数可调的LDPC码编译码系统,且信息传输性能良好,资源占用率低。     

非对称调制下物理层网络编码系统设计及性能分析

对于非对称信道,通信系统两端采用相同调制方式发送信号时会存在误码率高、传输功率浪费等问题.?针对以上问题,设计了基于非对称调制的物理层网络编码方案.?首先给出方案的系统模型并制定中继节点处的解调映射规则;其次对系统在不同功率分配比下展开分析;最后在系统中引入LDPC码作为信道编码,设计相应的译码映射算法.?仿真实验结果...     

联合网络编码与预编码方案抗干扰技术

双向中继信道（TWRC）传输模型中,用户通过中继与基站构成的上下行链路进行传输,采用现有的时分方案时,传输时隙数与用户数成正比,并可联合物理层网络编码消除自身信号的干扰;在用户数增多的情况下,不仅增大传输系统复杂度,而且降低了数据传输速率.针对此问题,提出物理层网络编码联合预编码方案,仅利用2个时隙便可完成信息传输,在不影响传输速率的同时,还可提高复用增益且避免了同信道干扰.从中断概率和遍历容量两个角度对这2种方案进行性能分析和比较,结果表明网络编码联合预编码方案在高信噪比情况下,性能更优,且随着用户数的增加,系统性能会得到进一步提高.     

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。     

基于混沌加密60 GHz LDPC-OFDM-ROF传输系统性能

研究并实验验证基于低密度奇偶效验码(LDPC)和Logistic混沌加密技术提高正交频分复用(OFDM)信号在60 GHz光载无线通信(ROF)系统中的传输性能以及实现系统加密性。采用非规则长LDPC纠错编码用于降低光纤链路中的色散效应,利用Logistic序列对初始条件的敏感特性作为密钥,在物理层实现对OFDM-ROF系统数据进行加密传输。研究结果表明:2.5 Gb/s 64-QAM数据在下行链路传输了30 km标准单模光纤(SSMF),当误码率(BER)为1×10~(-3)时,LDPC编码接收机灵敏度至少提高10 d B;解调端没有Logistic密钥,可得到误码星座图,验证了其加密性以及其较强的纠错能力和抗色散能力。     

基于喷泉码的强抗干扰跳频传输设计及性能

针对跳频系统在一半跳频频点失效时系统瘫痪而无法通信,而喷泉码具有无码率、低复杂度、易于硬件实现等优势,考虑将喷泉编码用于强抗干扰跳频通信系统中. 本文在对喷泉码编码原理及算法进行深入分析基础上,研究了基于喷泉编码的连续和随机频点部分频带干扰情况下的高效传输和译码性能. Matlab仿真表明,采用高码率LDPC预编码能有效降低译码开销. 此外,还给出了一些重要结论以及译码参数计算公式,对实际跳频系统具有重要的指导意义.      

一种RS码与LDPC码的交织迭代编译码方案

为了提高通用战术数据链的信道纠错能力,同时降低编译码时延,设计了一种RS码与LDPC码的交织迭代编译码方案。该方案通过RS码与LDPC码的交织编码,有效提高码字相关性;通过RS码硬判决译码和联合迭代软译码相结合,能在保证译码性能前提下降低译码时延。仿真结果表明,该方案在一定译码时延下,明显提高译码性能。     

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。     

2种简化的LDPC译码算法在OFDM系统应用中的改进

在未来的3G+高速无线通信中,最广泛运用的物理层技术OFDM必然采用频谱利用率较高的多电平调制,因此,如何把LDPC码用于多电平调制下的OFDM是一个关键。对目前较为简化的基于二进制调制的概率似然比LDPC译码算法和对数似然比LDPC译码算法进行了改进,使之能够应用到基于多进制调制的OFDM系统中。仿真结果验证了改进后的算法是有效的,并且使LDPC码在OFDM系统中的应用较Turbo码有更好的性能。     

联合LDPC码和网络编码的协作通信技术

结合信道编码和网络编码的思想,提出了一种在两用户协作情况下联合LDPC(low-density parity-check)码和网络编码的协作分集方案,该方案在接收端通过基于整体H矩阵的置信传播算法实现LDPC码和网络编码的联合译码,并对该方案在瑞利慢衰落信道下的性能进行了MATLAB仿真.仿真结果表明:与编码协作和不协...     

基于正交空间调制的多天线中继MIMO系统性能研究

为了在传统空间调制的基础上进一步提高无线中继MIMO通信系统的传输可靠性,本文设计了基于正交空间调制的多天线中继MIMO通信系统的传输方案,并对所设计的中继MIMO系统采用放大转发和译码转发两种中继传输协议.在系统的每个传输时隙,源节点与中继节点、中继节点与目的节点间均采用正交空间调制技术.仿真实验在瑞利平坦衰落信道下,以4QAM调制方式为例,结合不同协议下信号估计值表达式进行.实验结果表明:在系统天线配置相同时,基于正交空间调制的多天线中继MIMO系统比传统空间调制的中继MIMO系统的误码性能有明显的提高.     

2种简化的LDPC译码算法在OFDM系统应用中的改进

在未来的3G+高速无线通信中,最广泛运用的物理层技术OFDM必然采用频谱利用率较高的多电平调 制,因此,如何把LDPC码用于多电平调制下的OFDM是一个关键。对目前较为简化的基于二进制调制的概率似 然比LDPC译码算法和对数似然比,*-.译码算法进行了改进,使之能够应用到基于多进制调制的OFDM系统 中。仿真结果验证了改进后的算法是有效的,并且使LDPC码在OFDM 系统中的应用较Turbo码有更好的性能。     

π-旋转LDPC码在浅海水声信道中的性能研究

浅海水声信道具有快速时变、严重多径干扰和多普勒频移的特征,为保证水声数据传输的可靠性,需采用纠错能力强、编译码复杂度低的信道编码技术.低密度奇偶校验(low density parity check,LDPC)码凭借其逼近香农限的优势被选为水声信道编码方案,但其构造复杂度有待优化.本文介绍了一种码率为1/2的π-旋转LDPC码的构造方法,研究其在水声信道上的性能,并结合实际水声信道特点选择编译码参数.仿真结果表明:π-旋转LDPC码在浅海水声通信系统中可行有效,与准循环(quasi cydic,QC)LDPC码性能接近,优于随机LDPC码,在码长1 024bit、译码迭代次数为50时基本能满足水声通信误码率10-4的要求.π-旋转LDPC码对数据的存储空间需求相对较小、易于硬件电路实现,在水声通信系统中有广泛的实用前景.     

联合LDPC码和网络编码的协作通信技术

结合信道编码和网络编码的思想,提出了一种在两用户协作情况下联合LDPC(low-density parity-check)码和网络编码的协作分集方案,该方案在接收端通过基于整体H矩阵的置信传播算法实现LDPC码和网络编码的联合译码,并对该方案在瑞利慢衰落信道下的性能进行了MATLAB仿真。仿真结果表明:与编码协作和不协作方案相比,所提方案在系统误码率性能上有着明显地改善。     

大气激光通信系统中π-旋转LDPC码的设计与性能分析

提出将π-旋转LDPC(low-density parity-check codes)码应用于大气激光通信系统中,介绍π-旋转LDPC码的编码方法和BP(belief propagation algorithms)译码算法,在加性高斯白噪声信道下,对BP译码在概率域、对数域以及最小和译码时的译码性能进行比较,在误码率为10-5时,最小和译码比对数译码信噪比改善1 dB.在各种典型天气条件下对大气激光通信系统中采用π-旋转LDPC码的系统性能进行仿真分析.结果表明,在大气激光通信系统中采用LDPC纠错码,当误码率为10-6时,系统信噪比改善了约5 dB,获得了良好的纠错性能,提高了系统性能.     

利用语音残留冗余的LDPC译码算法

为实现压缩语音在有多径衰落和多用户干扰的无线信道中的可靠传输,提出利用语音码流残留冗余的低密度奇偶校验码(LDPC)译码算法。因信源统计规律的时变性及信源编码复杂度和延时的限制,语音编码输出码流中还存在残留冗余,在信道译码时利用这些冗余可有效增强LDPC迭代译码的纠错能力。仿真结果表明:通过利用语音码流中的残留冗余,能有效提高LDPC码的纠错性能,减少平均迭代次数,明显降低译码运算量,改善合成语音质量。特别在信噪比较低时,效果更加显著,平均迭代译码次数下降30%~50%,合成语音平均谱失真下降0.3~0.8 dB。     

基于PEG算法的多进制LDPC码的设计与仿真

引入PEG算法来构造多进制LDPC码的校验矩阵H，译码时采用傅立叶变换实现了简化译码。仿真结果表明：中短帧情况下，由PEG因子困编码的四进制LDPC码的性能明显好于随机编码的四进制LDPC码的性能。在相似复杂度下，四进制LDPC码的性能略好于二进制LDPC码，所以，根据PEG原理构造的四进制LDPC码在未来数字通信系统中具有重要的实用价值。