超宽带信道下MBOK调制系统可达速率分析

该文从信息论角度分析了超宽带信道下MBOK(M-ary bi-orthogonal keying)调制系统(包括均衡、编码)的性能,以提供超宽带调制系统设计的理论分析工具.该系统采用频域均衡以获得分集增益,且均衡的残余干扰在MBOK解扩后也得以降低.基于最小均方误差(MMSE)频域均衡,并将MBOK解扩后的残余跨符号干...     

低密度奇偶检验码译码的高效量化算法

为降低低密度奇偶检验码译码的硬件实现复杂度,提出了一种可变步长均匀量化"和积"译码算法。该算法分为两步进行:首先,检验节点和变量节点的外信息都以相同的量化步长进行均匀量化而进行迭代译码;然后,当迭代达到预定的次数时,检验节点和变量节点的量化步长分别乘以和除以预先选定的一个参数。仿真和现场可编程门阵列实现结果表明,与未量化的标准积译码算法相比,该算法的性能损失在0.1 dB以内;与同等性能的算法相比,该算法可以降低50%的硬件规模。     

基于WIA-PA的无线总线多信道调度算法

针对无线总线替代有线总线所带来的网络实时性和吞吐量下降的问题,充分利用无线信道提供的众多信道,在媒体接入控制(media access control, MAC)层提出了一种多信道调度算法。该算法在星型拓扑下将每个通信周期分为载波侦听多路访问(carrier sense multiple access,CSMA)阶段和时分多址(time division multiple access,TDMA)阶段。在CSMA阶段,基于不同优先级的灵活接入使得节点间发生碰撞的可能性大大降低。在TDMA阶段,基于全局队列的最早截止时间优先(earliest deadline first, EDF)调度使得信道利用率明显提高。仿真结果表明:提出的多信道MAC调度算法可以有效提高网络的实时性和吞吐量。     

一种提高喷泉码译码成功率的算法

喷泉码采用的信度传播(BP)译码算法与最大似然译码相比具有低复杂度的优势,然而受到编码随机性的影响,其失败概率也较高。该文提出一种改进译码算法,在传统的BP译码失败时,通过将未译出的数据包假设为已知,使得迭代译码的条件重新满足,译码过程得以延续,并通过后续的译码过程求出假设包的真实值,从而译出更多的数据包。研究了该算法中假设包选取策略和假设包数等参数的设置问题。仿真结果表明,对于码长为10000,译码开销为5%的LT码,采用最大度选取策略,假设包数为20时,该算法使译码成功率达到98.2%,比现有BP译码算法提高约18.3%。     

面向卫星高速数字通信的IQ独立处理基带结构

提高卫星数字传输的速率要求增大信道带宽,需要接收端的高采样率的模数转换器支持。在极高采样率下,共模(I)、正交(Q)两路使用独立的模数转换器采样,需要分别进行基带处理。针对该应用场景,设计了一种IQ独立处理的基带结构。该结构通过重新设计辅助序列、调整处理顺序、改变处理算法等手段,使频偏估计与定时同步等处理步骤能在IQ数据上独立进行。仿真结果表明:所设计的结构传输速度快,与传统结构的误比特率性能差距在2dB之内。     

单载波超宽带系统的时域分数级分集方法

单载波超宽带(SC-UWB)系统存在长时延密集多径,严重影响系统性能。传统信道均衡方法的均衡效果不够理想,而传统分集方法的硬件复杂度高且数据冗余量大。该文提出一种单载波频域均衡(SC-FDE)与时域分数级分集联合设计方法,以对抗超宽带(UWB)系统的复杂密集多径。该方法在发端为两个或多个信息支路配备一个分集支路;收端先进行SC-FDE,然后将信息支路和分集支路得到的均衡结果进行基于后验概率的分集合并或低复杂度的等增益分集合并,最终恢复出原始数据。该方法具有单天线、低冗余的特点,仅需1.5倍或更低倍数的分集,即可取得良好的分集增益。仿真结果表明:在误码率为10~(-3)下,该方法与SC-FDE相比有3dB的分集增益。     

扫频干扰下多元频移键控与跳频通信的容量分析

为了分析宽带系统的抗干扰能力,提供抗干扰系统设计的准则,从信道容量的角度分析了扫频干扰下的跳频通信和多元频移键控(M-ary frequency shift keying,M-FSK)2种调制方式的通信性能。从理论上给出了两种调制方式的通信容量表达式,然后用仿真的方法分析了不同扫频干扰参数下的信道容量。分析了快速扫频和慢速扫频对两个系统的影响。结果表明:在快速扫频干扰影响下,跳频通信的通信性能恶化。而M-FSK具有较强的抗扫频干扰能力,其信道容量主要受到宽带噪声干扰的影响。因此,M-FSK在存在扫频干扰的情况下,能够取得更高的容量,具有更好的抗干扰能力。     

单载波超宽带下判决反馈均衡器芯片优化设计

单载波超宽带通信系统的均衡在芯片实现中面临高吞吐率、高性能和低复杂度3方面问题。该文从广播结构电路表达、delayed-sign-LMS系数更新算法和寄存器重采样芯片设计方法学3个角度提出一种适合芯片实现的判决反馈均衡(DFE)结构。该结构以标准LMS-DFE为基础,克服自适应反馈滤波器中迭代界对吞吐率的影响,解决广播结构中输入高扇出带来的延时和功耗问题。仿真结果表明:与直接结构LMS-DFE相比,该结构性能损失在0.1dB之内。芯片综合表明,基于Smic.18 CMOS工艺,吞吐率达到125Mb/s,与广播结构delayed-LMS-DFE相比,面积减少23%,功耗降低33%。     

基于单探测器的低轨航天器X射线脉冲星导航算法

近年来脉冲星自主导航技术飞速发展,即将在低轨道(LEO)航天器开展验证。为了适应低轨航天器载荷轻量化、小型化的需求,研究了基于单探测器的X射线脉冲星导航扩展卡尔曼滤波算法,并针对单脉冲星导航和轮流观测多脉冲星导航两种方案,分别进行了算法仿真。仿真结果表明,仅观测单脉冲星无法实现长期自主导航,但能够将轨道预报误差降低25.9%,提高短期自主导航精度。而单探测器轮流观测多脉冲星可实现长期自主导航,其导航误差达到514 m,与多探测器同时观测多脉冲星传统算法相当。     

低密度奇偶检验码的翻转扩张译码算法

为了降低低密度奇偶检验码的误码平底,提出一种基于陷阱集状态检测的两级置信度传播译码算法.该算法分2步进行,首先,按照标准的置信度传播算法进行迭代,直到检测到陷阱集状态的出现;然后,尝试对可能出现错误的比特的初始值进行翻转扩张继续进行迭代,直到译码成功或达到最大尝试次数.仿真结果表明: 该算法大大降低了误码平底区域迭代译码所需的最大迭代次数,同时在进行很少次的尝试后,低密度奇偶检验码的误码平底可以降低近2个数量级.