基于差分编码调制的多址中继网络编码方法

现有多址接入中继信道（multiple-access relay channel,MARC）的网络编码技术多采用非差分调制,相干解调时会产生相位模糊。引用差分调制可克服此问题,但解调性能会损失约2.5 dB。为了弥补此损失,文中提出一种基于差分调制的比特交织编码调制迭代译码（bit-interleaved coded modulation scheme with iterative decoding,BICM-ID）方法。利用外信息转移图分析比较了两种编码（卷积码和低密度校验（low density parity check,LDPC）码）结合差分正交幅度调制（differential quadrature amplitude modulation,DQAM）在格雷和改进集合分割（modified set partitioning, MSP）映射下的性能,并做仿真对比。结果表明,对于差分调制,格雷映射比MSP映射更优。对于格雷映射,卷积码比LDPC码更优,有0.7dB的增益,且复杂度更低。     

非正交码移键控和码索引调制算法

针对正交码移键控(code shift keying, CSK)误比特率(bit error rate, BER)性能下降和非正交码索引调制(non-orthogonal-code index modulation, N-CIM)未能充分利用扩频码自相关性的不足,提出一种非正交CSK和码索引调制(non-orthogonal-CSK-code index modulation, N-CSK-CIM)算法。发送端信息比特分为调制比特和扩频码映射比特;调制比特用来进行符号调制,映射比特映射为扩频码的索引和码相位索引。首先根据调制比特进行符号调制,然后利用映射比特映射的扩频码索引选择同一原始扩频码,并根据码相位索引进行码移键控产生新的扩频码,调制后的符号实部与虚部分别用这一新的扩频码进行扩频。仿真结果表明,在加性高斯白噪声(additive white Gaussian noise, AWGN)信道和瑞利衰落信道中,相同信噪比时, N-CSK-CIM算法的BER性能优于N-CIM算法和正交CSK算法。     

基于超宽带能量检测方案的数字脉冲间隔调制

将数字脉冲间隔调制（digital pulse interval modulation, DPIM）引入到基于能量检测方案的超宽带（ultra wideband, UWB）通信系统中,详细研究了DPIM的性能。给出了适合于脉冲UWB信道的DPIM方案,定义了该调制方式的传输容量并与开关键控（on off keying, OOK）和脉冲位置调制（pulse position modulation, PPM）做比较。推导出该调制方式的误时隙率和误包率。给出了不同调制方式在IEEE 802.15.3a信道环境下的数值结果,结果表明存在某些调制阶数（如4-DPIM对2-PPM）,能够使得DPIM在传输容量和包差错性能上均优于PPM。另外与OOK相比,高阶DPIM可以在损失一些传输容量条件下取得更好的包差错性能。     

联合AMC,ARQ与包分割的通信系统队列分析与跨层优化

针对联合自适应调制编码（adaptive modulation and coding, AMC）, 自动重传请求（automatic repeat request, ARQ）与包分割传输3种机制的通信系统,提出了一种ARQ多帧动态周期反馈机制,并建立了分析此系统的马尔可夫链模型,得到了包平均时延、平均反馈次数、平均掉包率和系统吞吐量等多种性能指标。在此基础上提出了在服务质量（quality of service, QoS）条件约束下,以最大化系统有效吞吐量为目标的双向链路跨层最优化算法。仿真结果表明,提出的马尔可夫链模型能精确预测系统的性能,与现有的单帧反馈和多帧固定周期反馈相比,提出反馈机制可达到更大的系统有效吞吐量。     

面向OFDM-MFSK水声通信的差错控制方法

多进制频移键控正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing multiple frequency shift keying, OFDM-MFSK)调制能抵抗水声信道中的多径衰落和多普勒效应, 且无需复杂的信道估计与均衡, 适合低成本的水声通信机设计。针对OFDM-MFSK水声通信系统, 提出了一种差错控制编码方法, 具体思想为在使用OFDM-MFSK传输原数据的同时调制子载波的相位以传输另一路编码, 接收端结合两种解调方式, 利用编码的差错图样与校验码实现数据的纠错。相比于其他前向纠错编码, 此种差错控制方法的码长短、编解码复杂度低, 结合OFDM-MFSK调制, 能在保证通信可靠性和实时性的同时降低水声通信系统的实现成本, 适用于低速率水声通信系统的设计。     

一种频域RS-LT级联码在短波通信中的应用研究

针对短波通信中同时存在误码和丢包的特点,提出了一种频域RS码与数字喷泉码串行级联的纠错纠删编码算法,并在FPGA芯片及短波电台终端上予以实现。频域RS码作为外码,LT码作为内码,使RS码和LT码互相促进,同时实现纠删和纠错,这是单独采用两种编码方法都无法达到的。仿真表明RS-LT级联编码可提高LT码译码成功概率。同时短波信道实测结果表明,编码模块的应用可有效提高短波电台正确接收概率。     

基于调制分集的MIMO DFT-S-OFDM系统

以离散傅里叶变换扩展正交频分复用（discrete Fourier transform spread orthogonal frequency division multiplexing，DFT-S-OFDM）技术为核心的单载波频分多址（single carrier frequency division multiple access，SC-FDMA）方案，已经成为第三代合作伙伴计划长期演进项目上行多址技术标准。提出了一种基于调制分集的多入多出（multiple input multiple output，MIMO）DFT-S-OFDM方案。该方案将调制分集和Turbo码相结合，有效利用时间分集和空间分集特性，在衰落信道下，既可以使系统具有较低误码性能，又可以获得较高的频谱效率。仿真结果表明，在最优旋转角度下，通过较小复杂度的增加，提出的系统与传统基于比特交织编码调制技术的MIMO DFT-S-OFDM系统相比，可获得明显的性能优势。     

基于星座成形的高谱效编码调制方案

针对规则正交幅度调制星座在高阶调制系统中产生的成形损失问题，研究比较了概率成形和几何成形方案。通过平均互信息的分析，从理论上表明概率成形可以获得更好的成形增益。在相同谱效、相同误帧率的条件下，概率成形相比几何成形需要的信噪比更低。编码方面，相比二元低密度奇偶校验(low-density parity-check，LDPC)码，多元LDPC码可以获得编码增益。仿真结果表明，基于星座成形的高谱效编码调制方案是有效的，适用于未来移动通信系统超高可靠性的要求。     

水声网络中喷泉码的应用研究现状与发展前景

水声传感器网络能够在一定范围内实现信息的传输和处理,是实现海洋数据收集、污染监测、军事侦察等水下应用的重要途径。然而水声信道固有的时空频变参数以及窄带、高噪、长时延等特征,使得构建鲁棒性水声网络面临巨大挑战。基于数字喷泉码的数据传输模式不需要有序的数据序列,从而简化了网络中数据传输方式,使得喷泉码成为一类适用于水声网络可靠通信的有效编码技术。综述了数字喷泉码的算法原理及研究现状,探讨了数字喷泉码在水声网络中的研究应用,最后对喷泉码在水声网络中的研究方向及发展前景进行展望。     

基于LDPC频域编码MIMO-OFDM系统自适应调制算法研究

提出了一种基于发射功率、发送比特和误码率均受限时规则和非规则LDPC频域编码MIMO-OFDM系统自适应调制算法.仿真比较了规则、非规则LDPC编码及未编码自适应调制MIMO-OFDM系统性能,比较了LDPC-SISO-OFDM、LDPC-MIMO-OFDM系统子载波数变化对系统BER性能的影响,比较了收发天线数变化对LDPC-MIMO-OFDM系统BER性能的影响.仿真表明自适应调制MIMO-OFDM系统比非自适应调制系统性能有所提高,规则、非规则LDPC编码自适应调制MIMO-OFDM系统比未编码系统性能有很大提高,非规则LDPC编码自适应调制MIMO-OFDM系统比规则码自适应调制系统性能有提高,但在高信噪比时有错误平层.结果证明,适当设计非规则LDPC频域编码自适应调制算法,可以大大改善MIMO-OFDM系统性能.     

喷泉码差分跳频系统在AWGN中抗部分频带干扰性能研究

为了改善差分跳频 (differential frenquency hopping, DFH)系统抗部分频带干扰性能, 提出一种将喷泉码(Fountain code, FC)应用于DFH的喷泉码差分跳频(Fountain code differential frenquency hopping, Fountain DFH)级联编码系统; 在加性高斯白噪声信道(additive white Gaussian channel, AWGN)下研究其抗部分频带干扰性能的改善;对Fountian DFH抗干扰性能在有精确干扰状态信息(jammer state information, JSI)和无精确干扰状态两种情况下进行了理论分析和数值仿真。仿真总频点数M为32, 结果表明:当存在精确JSI信息时, 干扰频点n为32点干扰,误码率为10-4情况下, Fountian DFH系统相对普通DFH系统信干比有2~2.5 dB的性能改善;在干扰频点数n为1时有10~12 dB的改进。当无JSI信息时, 提出一种跳频训练序列的JSI估计译码算法, 使Fountian DFH系统较准确获取JSI信息,具有较强抗干扰能力。     

Receiver design of UWB radio systems for an impulsive noise environment

1 .INTRODUCTIONUltrawidebandwidth (UWB )radiosystemshavedrawnalotofattentionduringthelastfew years[1,2 ] .Suchsystems ,basedontimehoppingspread spec trum (THSS)impulseradio (IR ) ,are plannedtoworkinco existencewithotherdigitalsystemsoverabandwidthranging…     

On UWB system performance under impulsive noise environment

In this paper, the performance of UWB (ultrawide bandwidth) radio systems under impulsive noise environment (INE) is investigated. At first, the Middleton's class a model is used as a model of impulsive noise (IN), we investigate the statistical characteristics of in-phase and quadrature components of IN, and it is proved that unlike Gaussian noise (GN), they are dependent especially to IN with small impulsive indices, Then, making use of this dependence between in-phase and quadrature components, an ovel UWB radio receiver designed for IN is proposed. The exact expression for the average BER (bit error rate) of this receiver, which is a function of SNR (signal to noise power ratio) and threshold value, is derived. Thirdly, we'll discuss the optimum threshold value. We'll also estimate the performance of UWB radio systems with the proposed receiver designed for IN and with the conventional receiver designed for GN in INE. Numerical results show that the performance achieved by the proposed UWB radio receiver is much etter than that of the conventional UWB radio receiver. Meanwhile, it is shown that both impulsive index and threshold value have much effect on the performance of UWB radio system s under the condition of INE     

Performance analysis of Turbo-Codes in communication channels with impulsive noise

Performance of Turbo-Codes in communication channels with impulsive noise is analyzed. First, mathematical model of impulsive noise is presented because it has non-Gaussian nature and is found in many wireless channels due to impulsive phenomena of radio-frequency interference. Then, with linear Log-MAP decoding algorithm for its low complexity, Turbo-Codes are adopted and analyzed in such communication channels. To confirm the performance of the proposed method, simulations on both static and fully interleaved fiat Rayleigh fading channels with impulsive noise have been carried out. It is shown that Turbo-Codes have a better performance than the conventional methods (e.g. convolutionally coded system).     

冲击噪声环境中求根类DOA估计方法研究

在介绍冲击噪声的性质及其造成传统求根类算法性能下降原因的基础上,提出利用分数低阶矩(FLOM)和ScreenedRatio原理来构造阵列相关矩阵的两类求根类算法。最后通过计算机仿真对算法进行了分析和比较,结果表明该算法在性能上优于传统的算法,基于ScreenedRatio原理的算法的性能略好于基于FLOM的算法。     

脉冲噪声下基于相关熵的OFDM时域参数估计

针对传统的正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)时域参数估计方法在Alpha稳定分布噪声环境下性能退化的问题,该文提出了一种基于相关熵的时域参数估计新方法。相关熵是适用于非高斯信号处理的一种广义相关函数,用于表征随机变量的局部相似性。该方法利用OFDM信号时域结构具有局部相似性这一特点以及相关熵对脉冲噪声较好的抑制作用,完成Alpha稳定分布噪声下OFDM信号有用符号时间和符号周期这两个时域参数的估计。此外,为进一步提高强脉冲噪声下有用符号时间和符号周期的估计性能,该文利用累积法对相关熵进行了改进。仿真结果表明,在Alpha稳定分布噪声下,本文提出的基于相关熵的方法具有良好的估计性能,并且在强脉冲噪声下优于基于分数低阶统计量的方法。     

一种弱相关非高斯信道下的伪码捕获方法

针对弱相关非高斯噪声环境提出了一种伪码捕获方法,将伪码捕获等价为假设检验问题,将弱相关非高斯噪声建模为一阶滑动平均SαS噪声模型,利用局部最佳检测算法推导出弱相关非高斯噪声环境下的伪码捕获检测统计量,得到弱相关噪声模型下伪码二维捕获结构及其简化形式,进行了性能仿真并与传统的伪码捕获方法对比。仿真结果表明该捕获方法在相关非高斯噪声环境下检测性能有较大幅度的提高。     

New HB-weighted time delay estimation algorithm under impulsive noise environment

The traditional HB-weighted time-delay estimation （TDE） method degenerates under the impulsive noise environment. Two new time-delay estimation methods are proposed based on fractional lower order statistics （FLOS） according to the impulsive characteristics of fractional lower order α-stable noises. Theoretic analysis and computer simulations indicate that the proposed covariation based HB weighted （COV-HB） algorithm can suppress impulsive noises in one received signal for 1 ≤α≤ 2, whereas the other proposed fractional lower order eovariancebased HB weighted （FLOC-HB） algorithm has robust performance under arbitrary impulsive noise conditions for the whole range of 0 〈α≤ 2.