基于SPW的多元域LDPC码建模与仿真

SPW是进行通信系统建模与仿真的开发平台,具有非常强大的用户接口功能。多元域LDPC码是通信界研究的热点课题,较二进制LDPC码有更优的纠错性能。在研究多元域LDPC码编译码理论的基础上,介绍了SPW封装模块的步骤,开发了多元域LDPC码编译码模块,并将其嵌入SPW通信库。搭建了基于SPW的性能测试平台,在此基础上进行了计算机仿真。

Abstract：

SPW is a platform for modelling and simulation communication systems, and it has very strong function for user interface. Q-LDPC code is a hot point of channel coding technology which error-correcting performance exceeds B-LDPC code. Based on research of Q-LDPC code theory, the processes of model exploration based on SPW were introduced. Here the models of Q-LDPC encoding and decoding were designed, which was added to the communication library of SPW. A performance simulating platform of SPW was established. A simulation based on this model was proposed.     

基于SPW的差分空时分组码的仿真实现

近年来，差分空时码受到广泛关注。这是由于当接收端没有信道状态信息时，差分空时码仍然可以获得良好的性能。在介绍了差分空时分组码编译码原理的基础上，将差分空时分组码封装为SPW中的自定义模块，然后在SPW中对差分空时分组码在瑞利平坦衰落信道下的性能进行了仿真，并与相同信道条件下具有理想信道估计的空时分组码的性能进行了比较。仿真和分析结论表明了差分空时码的优越性。     

基于SIMULINK的现代通信系统仿真分析

以Simulink为软件平台，充分利用其提供的通信工具箱和信号处理工具箱中的模块，以常用的DPCM（Differential Pulse Code Modulation）和PCM（Pulse—Code Modulation）数字电话通信系统为例，对这两种通信系统进行了模型构建、系统设计、仿真演示、结果显示、误差分析以及综合性能分析，重点对DPCM与PCM进行了误差分析和比较，并且对差错不可控以及频带利用率不高的缺点加入了纠错编码和复用技术并对其进行了仿真。通过系统的仿真与分析可以看出Simulink在系统建模和仿真中的巨大优势，根据仿真结果分析系统性能，并且找出最优的系统配置方案。     

基于LDPC码的WCDMA下行链路性能仿真

LDPC码是一类靠近Shannon限的高效信道编码，在AWGN信道下具有非常优越的性能。在讨论了LDPC码的基本原理之后，构建了基于LDPC码的WCDMA下行链路，改进了LDPC码的译码过程。仿真结果表明，在高速传输速率下（384kbit／s），不规则LDPC码具有优于Turbo码的性能，这对于LDPC码应用到复杂无线通信系统中具有重要意义。     

多用户MIMO-OFDM的多维协同安全策略

将高级加密标准(advanced encryption standard,AES)和通信纠错领域性能优的低密度奇偶校验码(low density parity check code,LDPC)相结合,考虑了多用户应用场景,设计了一种为多输入多输出-正交频分复用(multiple-input multiple-output-orthogonal frequency division multiplexing, MIMO-OFDM)系统所用的协同安全策略。此方案采用了分组长度为256 bit的6轮加密LDPC纠错密码,采用宽轨迹策略的分组密码,密钥由128 bit AES密钥和LDPC校验矩阵组成。并且分析了LDPC纠错密码的在特定的离散余弦变换MIMO-OFDM系统中的安全性能和纠错能力,通过仿真可知该策略不但保证多用户的传输性能,还具有一定的安全性能和纠错性能。     

JTIDS系统抗干扰体制研究

介绍了三军联合战术信息分发系统(JTIDS)的链路层结构以及它的三个抗干扰措施直扩,跳频,纠错编码;研究了针对系统抗干扰体制的建模和仿真方法,并在SPW仿真平台上加以实现;基于这种模型,对系统抗干扰体制中的纠错译码方法,跳频图案设计等关键问题进行研究,评估了JTIDS系统的抗干扰能力.     

密度进化及其简化形式

密度进化方法是分析现代高效纠错编译码渐近性能的新方法.在简要阐述低密度奇偶校验码(LDPC码)及其和积算法的基础上,较系统地论述了密度进化方法的基本原理.该方法在不同信道下有不同的简化形式.针对规则LDPC码详细给出了在AWGN信道下确定其门限值的高斯近似及删除信道近似方法.该方法可操作性强,能在未进行误比特率(BER)仿真的情况下分析码字性能,对高效纠错编译码的优化设计具有重要的指导作用.     

动态停止LDPC译码在散射通信中的仿真

介绍了LDPC码在散射通信中应用的系统模型,根据译码处理单元存在的剩余空闲状态,提出一种基于动态停止准则的LDPC译码方法,显著提高了译码处理单元的利用率,采用马尔可夫模型进行分析以及参数设计,并对其在散射通信中的应用进行仿真研究.采用Matlab软件,建立了改进的LDPC译码方法在散射通信中的仿真模型,仿真结果表明,该方法不仅能够有效提高系统吞吐量,而且几乎没有性能损失,具有良好的应用效果.     

认知系统AES-LDPC纠错加密器的设计与性能分析

在多跳的认知系统中,由于不存在可信实体作为服务器控制密钥分发,安全性将面临更大挑战,需要建立完善的加密体系结构来解决这一问题。将高级加密标准AES和在通信纠错领域性能优异的低密度奇偶校验码（low-density parity-check, LDPC）结合,设计出了分组长度为128 bit的六轮宽轨迹加密策略、密钥由128 bit AES密钥和LDPC生成矩阵组成的LDPC纠错加密器。由于LDPC生成矩阵具有更好的扩散性能,使得这种新设计的LDPC纠错加密器能在更少的轮数下具有较好的安全性。最后,通过实验结果验证了AES-LDPC纠错加密器的性能。     

SystemView 中嵌入自定义控件的实现

在工程设计中，采用先进的仿真工具对系统进行建模和仿真，逐步成为一个必不可少的环节。该文在分析System View特点和控件的基础上，介绍了在Windows98操作环境下采用Visual C 6．0的动态链接库设计SystemView仿真工具中自定义控件的方法，建立了卫星移动信道仿真模型，对RS编码的2DPSK信号在该模型中进行了计算机仿真，得到了仿真结果。     

射频通信链路的计算机仿真

通信系统的计算机仿真在通信系统设计与实现过程中起着重要的作用。本文讨论了射频通信链路仿真的基本原理和方法,并利用交互式的通信链路仿真平台ＳＰＷ实现了理想的射频通信链路仿真。在此基础上可进行更复杂的通信链路的仿真。     

GF(22)域上的LDPC码在深空通信中的应用研究

提出了一种近似等效信道模型,实现了GF(22)域上的LDPC码在深空通信系统中的嵌入设计。仿真结果表明:当数据帧长为1784bits,biterrorrate(ber)为2×10-6,采用FFT-BP译码算法,50次迭代时,GF(22)域上的LDPC码相比RS码与卷积码级联码具有4.8dB的编码增益;如果采用MAX-LOG-BP简化译码算法,10次迭代时,前者仍然能获得约3.8dB的增益,且复杂度可以接受。     

跳频抗干扰通信系统中LDPC码的编码优化设计

为进一步提升低密度奇偶校验(low-density parity-check, LDPC)编码跳频通信系统抗干扰能力,提出一种对抗部分频带干扰样式的LDPC编码构造方法。首先针对不同干扰因子参数优化了LDPC码字在干扰环境下的度分布序列,然后通过基于渐进边增长和近似环外信息算法构造基矩阵,最后采用改进部分分割移位系数矩阵扩展得到校验矩阵,并结合不等差错保护特性应用到信息位的干扰保护上。该构造方法兼顾优化的度分布和准循环结构。仿真结果表明,所构造的码字性能良好,相同条件下,抗干扰性能优于现行主流类型码字的抗干扰性能。     

Study of adaptive modulation and LDPC coding in multicarrier systems

An adaptive modulation （AM） algorithm is proposed and the application of the adapting algorithm together with low-density parity-check （LDPC） codes in multicarrier systems is investigated. The AM algorithm is based on minimizing the average bit error rate （BER） of systems, the combination of AM algorithm and LDPC codes with different code rates （half and three-fourths） are studied. The proposed AM algorithm with that of Fischer et al is compared. Simulation results show that the performance of the proposed AM algorithm is better than that of the Fischer＇s algorithm. The results also show that application of the proposed AM algorithm together with LDPC codes can greatly improve the performance of multicarrier systems. Results also show that the performance of the proposed algorithm is degraded with an increase in code rate when code length is the same.     

改进的分层修正最小和LDPC译码算法及译码器设计

提出了一种改进的分层修正最小和的LDPC译码算法,该算法充分考虑到了译码器硬件结构的特性,使用了部分信息节点提前中止迭代的方法,降低了译码器处理数据的位宽。同时,在这种算法的基础上,设计出了结构简单的译码器,该译码器在资源使用非常少的情况下可以获得较高的译码吞吐量,同时保持译码器译码性能和相应的浮点算法很接近。另外通过合理地设计LDPC码校验矩阵(H矩阵)和译码器数据处理单元,使得译码器可以支持多种码长码率LDPC码译码。这样结构特点的译码器,在低功耗以及需要多种码长码率的编码进行数据传输的领域有着非常高的应用价值。