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比特交织编码调制系统中的均衡技术仿真研究

计算机仿真 2009年第1期26卷 129-133页

作者：梁亮张捷毕文斌西北工业大学电子信息工程学院陕西西安710072 中国舰船研究院新技术研究室北京100085

判决反馈迭代译码的比特交织编码调制(BICM-ID)技术是一种高性能、低复杂度的先进信道调制方案。分析了BICM-ID系统的结构和迭代译码方法,研究了最小均方(LMS)和最小二乘(RLS)自适应均衡算法以及线性(LE)和判决反馈(DFE)均衡器。设计了... 详细信息

判决反馈迭代译码的比特交织编码调制(BICM-ID)技术是一种高性能、低复杂度的先进信道调制方案。分析了BICM-ID系统的结构和迭代译码方法,研究了最小均方(LMS)和最小二乘(RLS)自适应均衡算法以及线性(LE)和判决反馈(DFE)均衡器。设计了在ISI信道下BICM-ID使用DFE-RLS均衡器的系统,计算机仿真证明其能够自适应地快速估计、跟踪信道,对于码间干扰严重的信道有良好的均衡效果,经过迭代译码有良好的误码性能-分别在ISI干扰轻微和严重的W2.9和W3.5信道下,经过3次迭代译码,在信噪比分别为7.6 dB和12.8 dB时误码率可达10-4。

关键词：比特交织编码调制均衡判决反馈最小二乘

比特交织LDPC编码调制系统中的迭代解映射和译码算法

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清华大学学报（自然科学版） 2009年第8期49卷 1201-1204页

作者：谢求亮彭克武潘长勇杨知行清华大学电子工程系北京100084 清华信息科学技术国家实验室北京100084

为了提高系统的误码性能,提出将迭代解映射和译码(ID)算法应用于比特交织低密度奇偶校验(LDPC)编码调制系统。对于8PSK G ray映射,该文通过信息传输率分析表明,加性白G auss噪声(AW GN)信道和2/5码率条件下,独立解映射会导致约0.3 dB的... 详细信息

为了提高系统的误码性能,提出将迭代解映射和译码(ID)算法应用于比特交织低密度奇偶校验(LDPC)编码调制系统。对于8PSK G ray映射,该文通过信息传输率分析表明,加性白G auss噪声(AW GN)信道和2/5码率条件下,独立解映射会导致约0.3 dB的信噪比损失,而通过迭代解映射,仿真表明在误码率10-5时挽回了0.2 dB损失。在高码率条件下,信息传输率分析和误码率仿真均表明迭代所能带来的增益非常小。此外,该文预计对于非G ray映射星座或者更高阶星座,迭代算法将带来更大的信噪比增益。

关键词：低密度奇偶校验比特交织编码调制信息传输率

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比特交织空时编码调制分集研究

北京邮电大学学报 2008年第3期31卷 115-118页

作者：丁义袁超伟德州学院计算机系德州253023 北京邮电大学通信网络综合技术研究所北京100876

提出了比特交织空时编码调制分集方案,给出了调制分集的实现方法和获得最大分集增益的星座最优旋转角,分析了调制分集对比特交织空时编码调制迭代译码(BI-STCM-ID)系统性能的影响,得到了引入调制分集后系统的解码比特度量以及成对差错... 详细信息

提出了比特交织空时编码调制分集方案,给出了调制分集的实现方法和获得最大分集增益的星座最优旋转角,分析了调制分集对比特交织空时编码调制迭代译码(BI-STCM-ID)系统性能的影响,得到了引入调制分集后系统的解码比特度量以及成对差错概率的解析表达式.理论分析和仿真结果表明,调制分集显著地改善了BI-STCM-ID系统在Rayleigh信道下的性能,同时,空时分集与调制分集的结合,对改善快衰落信道和慢衰落信道的性能具有相互补充的效果.

关键词：比特交织编码调制调制分集旋转星座

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比特交织编码调制的研究

比特交织编码调制的研究

作者：赵楠北京交通大学

学位级别：硕士

随着现代数字通信技术的迅猛发展,编码调制技术以其高频谱效率和高传输可靠性引起了学术界和技术界的广泛关注。传统的编码调制方案能够实现在加性高斯白噪声信道(AWGN)中的有效编码传输,但是如果用于研究衰落信道,其性能就会快速恶化,... 详细信息

随着现代数字通信技术的迅猛发展,编码调制技术以其高频谱效率和高传输可靠性引起了学术界和技术界的广泛关注。传统的编码调制方案能够实现在加性高斯白噪声信道(AWGN)中的有效编码传输,但是如果用于研究衰落信道,其性能就会快速恶化,因此将编码调制技术与交织技术联合进行优化的编码调制方案——比特交织编码调制技术(BICM)应运而生。BICM的设计原理是在编码器和调制器之间引入比特级的交织器,在理想交织的情况下,编码器和调制器可以进行独立设计,以此改善BICM在衰落信道下的系统性能。BICM目前已经在各商用无线通信系统中被广泛应用,在未来光通信领域可能也会实现大规模的应用,对它的研究具有重大的理论和现实意义。本文主要介绍BICM的原理以及误码分析过程中将会用到的关键理论。重点研究了在AWGN信道和非线性光纤传输信道下,BICM系统的误码性能。在AWGN信道中,因其信道转移函数已知,根据现有的鞍点估计的研究方法,对其关键变量对数似然比、累积量生成函数等进行仿真和验证。而对于光纤信道来说,由于光纤的损耗、色散和非线性等因素的影响,其噪声不能直接视为均匀白噪声,其信道转移函数也未知,所以本文选用蒙特卡洛法结合相关的光学仿真软件,对比并分析了非线性光纤信道和AWGN信道中的误码性能,给出了AWGN信道模型在非线性光纤信道中的适用范围。

关键词：比特交织编码调制 BICM 鞍点估计对数似然比 AWGN信道非线性光纤信道

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比特交织编码调制及软解调技术研究

比特交织编码调制及软解调技术研究

作者：赵骥上海交通大学

学位级别：硕士

比特交织编码调制(BICM)作为一种经典的编码调制技术,它框架简单、性能优异,针对TCM灵活性不足和在衰落信道中性能差的缺点,在采用理想的交织器时可以将编码器和调制器分开设计,增强了设灵活性计的,并可以在衰落信道具有很好的性能。自... 详细信息

比特交织编码调制(BICM)作为一种经典的编码调制技术,它框架简单、性能优异,针对TCM灵活性不足和在衰落信道中性能差的缺点,在采用理想的交织器时可以将编码器和调制器分开设计,增强了设灵活性计的,并可以在衰落信道具有很好的性能。自从上世纪末被提出以来,BICM由于频带利用率高、适合衰落信道等优点逐渐作为当今无线通信系统中的关键技术,如IEEE制定的802.11和802.16,3GPP制定的高速分组接入(HSPA)及其长期演进版本(LTE)等系列标准。目前,对于BICM的研究方向,主要集中在交织器的设计和调制星座映射方案的设计,以及与正交频分复用(OFDM),多天线(MIMO)等先进技术的结合,同时最近还有很多基于BICM系统进行的改进方案,这些研究虽然使得BICM得到了一定的完善,但还有很多细节问题没有解决,如在非理想交织前提下解调算法失配所带来的性能影响,高阶调制下解调算法复杂度高等问题。针对存在的上述问题,本文首先对BICM的改进方案,比特协同编码调制(BCCM)进行了进一步的研究,推导了BCCM的错误指数,从而给出了采用高码率时,BCCM系统性能优于BICM系统的理论依据,同时将BCCM与Turbo码结合,分析了已知比特对迭代译码的影响,最后通过大量的仿真表明在采用高码率时,BCCM系统相对BICM系统有至少0.2dB以上的增益。由于实际系统中接收端通常采用简化的解调算法,同时受非理想信道估计等因素的影响,使得解调失配问题严重。本文基于广义互信息的概念,对基于非理想信道估计下含窄带干扰的BICM-OFDM系统解调算法失配问题进行了研究,提出了二维的修正算法,仿真表明算法在复杂度不变的前提下能有效的减少误码率。因为具有较高的频谱利用率,高阶调制被广泛运用于无线系统中,但其解调复杂度高也是急需解决的问题。本文提出了一种新型的自适应解调算法,通过不断在星座图上寻找与接收符号最近的点,以实现对Log-MAP解调算法的简化,仿真表明此算法在不损失性能的前提下能有效的减少复杂度。

关键词：比特交织编码调制错误指数软解调广义互信息高阶调制

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比特交织编码调制技术的研究

比特交织编码调制技术的研究

作者：任宇辉哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

编码调制是近二十年来编码界的一大热点,它的出现是以Ungerboeck在1982年提出网格编码调制(TCM, Trellis Coded Modulation)理论为标志。它将编码和调制结合在一起,在不降低频带利用率和功率利用率的情况下以设备的复杂化来换取编码增... 详细信息

编码调制是近二十年来编码界的一大热点,它的出现是以Ungerboeck在1982年提出网格编码调制(TCM, Trellis Coded Modulation)理论为标志。它将编码和调制结合在一起,在不降低频带利用率和功率利用率的情况下以设备的复杂化来换取编码增益。虽然其被证明在AWGN信道下是最优的,但随着人们的进一步研究发现在衰落信道下却不然。解决这一问题的一种有效方法是利用交织技术与编码调制相结合,以此获得在衰落信道下性能的提高。本文研究的就是一种将交织技术与编码调制相结合的新的编码调制方式——比特交织编码调制(BICM, Bit Interleaved Coded Modulation),和引入迭代反馈译码的比特交织编码调制(BICMD, BICM with Iterative Decoding),及它们在不同信道条件下的性能。本文分析了一个基于卷积码和8PSK调制相结合的BICM模型和相应的BICMD模型,介绍了它们的原理和其中的关键技术。为了验证BICM和BICMD在衰落信道和加性高斯白噪声信道(AWGN)下的性能,设计了一个2/3码率,4状态的凿孔卷积码经过块交织或随机交织,与8PSK调制相结合,在Rayleigh信道下或AWGN信道下传输,接收端采用相干解调与维特比译码相结合的BICM方案,在接收端引入迭代反馈译码的BICMD方案,以及与之相比较的TCM方案。用C语言编写了方案的仿真程序并在Visual C++6.0环境下运行。方案比较了Rayleigh信道下BICM与BICMD的性能,BICM与TCM的性能,以及采用块交织的BICM与采用随机交织的BICM的性能,在AWGN信道下BICM与TCM和BICMD的性能。仿真结果表明:Rayleigh信道下BICM的性能较TCM有很大提高。BICMD的性能随着迭代次数的增加而提高,两轮译码后的性能优于BICM。采用随机交织的BICM的性能优于采用块交织的BICM,而交织度大的块交织器性能优于交织度小的块交织器。在AWGN信道下,TCM为最优,但随着迭代次数的增加BICMD可以取得和TCM基本相同的性能。从而证明了采用比特交织的编码调制技术无论在衰落信道还是高斯白噪声信道下都具有良好的性能。

关键词：编码调制比特交织编码调制卷积码交织

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比特交织编码调制系统及其同频组网技术研究

比特交织编码调制系统及其同频组网技术研究

作者：庄贤伟哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着通信业务量爆炸式增长的需求，可用于移动通信的频谱资源日趋紧张，而高速宽带复杂多径的传输环境十分恶劣。要解决频谱资源与通信业务爆炸式增长的矛盾，就必须从理论上寻求新的创新与突破，使移动通信网络的频谱效率、用户容量有... 详细信息

随着通信业务量爆炸式增长的需求，可用于移动通信的频谱资源日趋紧张，而高速宽带复杂多径的传输环境十分恶劣。要解决频谱资源与通信业务爆炸式增长的矛盾，就必须从理论上寻求新的创新与突破，使移动通信网络的频谱效率、用户容量有显著的提高，同时保证传输可靠性。本文的主要内容如下：（1）研究以分组码为子码的turbo乘积码的软输入软输出译码算法，及其似然比的简化算法以及硬件实现，并仿真分析turbo码和turbo乘积码的性能差异，以及两种码不同的适用场景。在研究乘积码译码算法的基础上，进一步研究比特交织编码调制方案。比特交织编码调制将乘积码与高效调制方式相结合是一种能逼近信道容量的编码调制技术。论文对其理论基础做简要分析，为进一步提高系统性能，增加分集增益，本文提出一种基于星座旋转的改进方案。并在衰落信道下仿真分析乘积码与高阶调制结合的编码调制方案。（2）研究比特交织编码调制系统一种新型的同频组网方案。该组网方案在相邻小区间使用同一频段，每个小区的频谱效率是相同的，频率重用系数为1。但相邻小区之间互补码不同，利用4阶广义互补序列区分小区。该技术利用四色小区组网原理和独创的小区分组码可将相邻小区的干扰信号完全消除，在保证频谱效率的基础上，保证传输的可靠性，性能达到领先水平。（3）针对传统的仿真方案中，纯软件仿真效率低，纯硬件仿真不够灵活的缺点提出一种基于FPGA和System Generator的硬件协仿真方案，对系统在多种参数条件下的误码性能进行硬件协仿真并对结果进行分析。硬件协仿真系统不仅仿真速度快，使用灵活方便，结果易于观察，而且仿真可靠度高，仿真结果向商用系统转化周期短、代码可重用度高。

关键词：比特交织编码调制同频组网硬件协仿真 Turbo乘积码星座旋转

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比特交织编码调制的研究

比特交织编码调制的研究

作者：崔林北京交通大学

学位级别：硕士

摘要：比特交织编码调制(BICM)是一种典型的编码调制技术,它结构简单、性能优异,意在增加编码的多样性,针对TCM灵活性差和在衰落信道中性能差的缺点,在理想交织时将编码器和调制器分离设计,具有高度的灵活性,并可以在衰落信道具有很好... 详细信息

摘要：比特交织编码调制(BICM)是一种典型的编码调制技术,它结构简单、性能优异,意在增加编码的多样性,针对TCM灵活性差和在衰落信道中性能差的缺点,在理想交织时将编码器和调制器分离设计,具有高度的灵活性,并可以在衰落信道具有很好的鲁棒性。自从上世纪末被提出以来,BICM一直是编码调制领域中的热点之一。目前已经被广泛应用在各商用无线通信系统中,在未来的光通信领域可能也会实现大规模的应用。但是,它仍存在一些新的技术难点,已知的最优星座映射并不能适应高频谱效率且非规则最优多维星座映射方式并未给出。基于先进编解码技术(LDPC、Turbo)的BICM系统在光通信中的应用研究也越来越受关注,对它的研究有重大的理论意义和实际意义。本文针对不同的信道类型对已知的多维星座映射进行优化并从信道容量的角度对其进行仿真分析,同时也对基于LDPC码的BICM系统(LDPC-BICM系统)在光纤通信系统中的一些问题进行了研究。主要的工作内容有以下几点：1.本文先回顾了BICM的基本理论框架。从最优标识的设计优化出发,研究并编写二进制交换算法(BSA),针对AWGN信道和Rayleigh信道运用相应的基于星座距离谱的代价函数对已知的多维星座映射进行优化并给出多种已优化的搜索结果及相应的代价函数值。2.本文进一步从理想先验信息和无先验信息两种情况考虑,对所得优化多维星座映射下的BICM系统在AWGN信道和Rayleigh信道中容量分别进行仿真,并通过与传统MQAM星座映射下的容量进行对比,意在获得更好的系统渐进性能。另外针对AWGN信道从信道容量出发进一步分析了同一维数下EsNo对优化结果影响。3.最后,从残余色散和非线性相位噪声的角度对LDPC-BICM系统在光通信的性能进行了研究。通过建立不同的光纤信道模型并简化成相应公式,通过matlab-CML工具对LDPC-BICM系统在光通信中的性能进行仿真并对其残余色散和非线性相位噪声的容忍度进行分析。仿真中采用码长为16200,码率为1/4的标准DVB-S2-LDPC码和软输出解调算法(Max-Log-MAP),映射方式均为16QAM-Gray映射。

关键词：比特交织编码调制信道容量星座映射色散非线性

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扫相空时比特交织编码调制

北京邮电大学学报 2007年第1期30卷 32-35页

作者：黄韬袁超伟杨睿哲丁义北京邮电大学通信网络综合技术研究所北京100876

提出了扫相空时比特交织编码调制(PS-ST-BICM)方案,通过扩展扫相矩阵维数,使得相邻码矩阵之间存在一定的相关性,从而获得了更高的时间分集增益,可有效地抵抗块衰落引起的突发错误.给出了系统最优旋转矩阵的设计准则,以此获得最大化的分... 详细信息

提出了扫相空时比特交织编码调制(PS-ST-BICM)方案,通过扩展扫相矩阵维数,使得相邻码矩阵之间存在一定的相关性,从而获得了更高的时间分集增益,可有效地抵抗块衰落引起的突发错误.给出了系统最优旋转矩阵的设计准则,以此获得最大化的分集增益和编码增益.从理论上分析了新方案的Singleton界和误码率性能.仿真结果表明,在Rayleigh块衰落信道下新方案的性能有很大改善.

关键词：比特交织编码调制扫相块衰落