低密度格码在OFDM系统中的应用与性能仿真

信道编码是OFDM系统的关键技术之一,低密度格码（Low Density Lattice Codes, L DLC）则是一种能高效译码且达到AWGN信道容量的新型编码技术,它兼具格码和低密度奇偶 校验码（Low Density Parity Codes, LDPC）的特点。基于LDLC码编译码原理,给出了LDLC 码作为前向纠错编码技术应用于OFDM系统的方案,在MATLAB平台下仿真研究了LDLC-OFDM系 统 在Rayleigh衰落信道下的性能,结果表明LDLC码很大程度地改善了OFDM系统的误码率性能, 且优于LDPC码。     

某Ku频段卫星通信系统的设计

为了让两个地面站通过卫星链路进行无线通信,设计了一个Ku频段卫星通信系统 ,数据速率是512 kbit/s～4.096 Mbit/s,速率可调步进1 bit/s。选取了一 种较简洁的Ku频段地面 站设计方案,信道的本振为固定点频,调制解调器的中频范围是950～1 450 MHz。对卫 星通信 链 路功率进行了预算。地面站的组成设备,如调制解调器、低噪声放大器、上变频单元、下变 频单元等均选用成熟的商用货架产品,降低了设计风险和成本。本系统研制周期短,通信稳 定可靠,得到了用户的认可。     

ACM技术在卫星通信IP网互联中的应用

自适应编码调制(ACM)技术根据信噪比自适应改变编码和调制方式,可将链路余量自动转换为链路传输能力,从而提高无线信道的频谱利用率。为解决卫星通信中IP化传输对电路带宽需求增加的问题,提出了应用自适应编码调制技术进行IP网互联的方案,通过对DVB-S2_ACM与VersaFEC_ACM两种不同技术的性能比较,分析了VersaFEC_ACM技术在岸船卫星通信IP网互联中应用的可行性及工作过程。链路计算与性能比较结果表明,该技术的应用可使岸船间原有的1 024 kb/s电路带宽利用率提高95%,同时抗信道衰落的余量提高6 dB,能够提高卫星通信资源利用率和系统可用度。研究结果可为后续工程应用提供参考。     

不同调制方式下高斯信道容量的计算

计算不同调制方式下的信道容量对实际通信系统的信道编译码设计具有重要的理论意义。首先从Shannon信息论出发,介绍了平稳无记忆连续信道与加性白高斯噪声信道容量的定义。接着利用互信息与微分熵的相互关系,推导了几种常用的不同调制方式下高斯信道的容量,并给出了相应的信道容量闭合计算表达式。通过将电力卫星通信信道模拟为高斯信道,对采用无速率信道编码联合不同调制方式的卫星通信进行了数值仿真。仿真结果显示,通过推导得到的闭合表达式计算信道容量,能对实际卫星通信的编码速率、译码启动条件的确定起到很好的理论指导作用。     

适用于海上卫星通信终端的快速测试系统

针对海上卫星通信终端在性能调试、系统联试和试验现场环节中关键特性的快速检测需求，设计和开发了一套便携式测试系统。测试系统可模拟生成码片速率为3.069 Mchip/s的星地前向扩频信号，接收解调数据速率最大为2.0 Mb/s的返向正交相移键控（Quadrature Phase Shift Keying，QPSK）调制信号，且具备快速检测终端捕获和跟踪卫星信号时间是否优于7.0 s的能力。采用软件无线电思想，基于Matlab的卫星信号模拟程序替代现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)完成数据的组帧、加扰和扩频处理，降低了测试系统开发难度和周期，并提高了适应性和灵活性。各阶段的应用结果表明，便携式测试系统能够快速测试卫星通信终端的关键特性，为现场及时发现并定位问题提供了可靠依据。     

LDPC码的快速编码实现

LDPC码是一种定义在稀疏校验矩阵H上的线性分组码,矩阵H可以用称为Tanner图的二分图来表示。文中通过对快速编码的实现进行分析,给出了能够达到线性复杂度编码的码构造方法,同时分析采用这些方法构造的LDPC码在AWGN信道下的纠错性能不差于随机构造的LDPC码。     

LDPC码在DSP上的实现

本文概述了LDPC码的编译码原理,重点论述在TI公司的DSP(TMS320C6416)上的(512,256)LDPC编译码器的算法实现,并给出其与(2,1,7)卷积码在AWGN信道条件下的纠错性能对比。对比表明(512,256)LDPC码比(2,1,7)软判决的卷积码在误码率为10-4时可具有1.5dB的编码增益。     

一种基于本原多项式的LDPC构建新算法

在分析传统LDPC编码方式的基础上,提出一种基于本原多项式实现LDPC编码的新方 法。根据特定LDPC码长选择合适的本原多项式作为子矩阵,对子矩阵进行行列分解、组合, 最终构建LDPC码校验矩阵〖WTHX〗H〖WTBZ〗。仿真实验结果和工程应用证明：新算法构建 的LDPC码在恶 劣的通信环境下,误码率、误帧率优于传统Mackay-LDPC码,具有较好的性能。     

一种改进的不限重传次数的HARQ重传方案

为了保证数据在无线衰落信道条件下的可靠传输,产生了联合前向纠错编码(FEC)与自动请求重传(ARQ)的混合ARQ(HARQ)技术。HARQ有多种重传方案,本文针对HARQ的无限次重传方案进行了研究,提出了一种改进的基于RCPT码的HARQ重传方案,并分别与传统RCPT-HARQ方案在瑞利快衰落、慢衰落信道下进行仿真比较,仿真结果显示出改进方案在慢衰落信道条件下获得了更高的通过率。     

阴影衰落信道下多波束卫星移动通信系统的动态信道分配策略

针对已有动态信道分配策略在阴影衰落环境中性能损失较大的问题,对卫星移动通信系统的阴影衰落信道模型进行分析,提出了一种动态信道分配策略。该策略结合用户的运动状态,通过在用户的预测运动轨迹上选取抽样点,将这些抽样点的平均干扰作为信道分配的指标,并采用链路质量约束避免了流量较大时的性能恶化。仿真结果表明提出的动态信道策略可在不增大阻塞率的前提下,在中低流量时将用户平均信噪比提高约0.5 dB。该策略可以应用于阴影衰落信道下的地面移动卫星通信系统,以提高用户的平均链路性能。     

无人机通信干扰电磁环境半实物仿真系统

针对战场环境下复杂传播环境及敌方干扰对无人机通信系统性能的影响,提出了综合信道衰落和干扰共同作用下的无人机通信信道理论模型。在此基础上,基于微波暗室设计实现了无人机通信干扰电磁环境半实物仿真系统。该系统利用硬件现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实时模拟无人机通信信道和干扰信号,利用微波暗室模拟外场的无线传播环境,并通过天线位置和角度调节装置模拟发射机、干扰机和接收机之间的空间位置特性。实测结果表明,该半实物仿真系统能够真实复现无人机通信干扰电磁环境,可用于无人机数据链抗干扰性能的测试和评估。     

一种超宽带模拟合并转发协作通信系统

针对频率选择性衰弱信道下协作通信系统信道估计复杂的问题,提出了一种模拟合并 放大转发超宽带（UWB）协作通信方案。该方案在源节点处对发送符号进行实数分布式空时 编码并附加传输参考,在中继节点处利用传输参考对多径分量进行模拟合并,从而构建了一 种改进型非正交放大转发协作通信系统。仿真结果证明,相对于无协作通信系统,模拟合并 转发协作系统无需信道估计就可获得传输性能的有效提升。     

一种高效的混合M元扩频通信方案

为进一步提高扩频通信系统的频带利用率和抗截获性能,将正交扩频技术与码相位循环移位调制技术相结合,提出了一种新的高效多进制扩频通信方案。在正交信道的每条支路上,首先采用M元双正交扩频调制,再以每一个扩频码为原型码进行码相位循环移位调制,选用专用的伪噪声码进行同步,在接收端用基于变换域处理的循环相关器进行解扩。计算机仿真表明,该方案易于实现同步,同时有较高的频带利用率和更强的抗截获性能。该方案在卫星隐蔽通信、数据链通信等领域有较大的应用价值。     

极化码的参数捷变技术及性能仿真

极化码是首个能够从理论上证明接近信道容量的纠错码，于2016年11月和低密度奇偶校验码一并作为第5代移动通信的标准。针对极化码特有的蝶形结构采用Trellis对其进行了重新描述，详细分析了串行抵消列表译码算法。同时，基于密度进化理论给出了极化码的码参数捷变技术，能够在不改变编译码器硬件结构与程序的情况下实时、快速地改变编译码参数。仿真结果表明，在编码参数近似相同的情况下极化码的性能要优于低密度奇偶校验码。     

结构半随机LDPC码的递增冗余HARQ方案

提出了结构半随机LDPC码，分析了其在不同码率时，编、译码具有兼容性的特性。介绍了基于结构半随机LDPC码的递增冗余HARQ方案，给出了这种方案的吞吐量性能封闭解。在AWGN信道和Rayleigh衰落信道下，通过仿真将新方案的性能和随机LDPC码的性能进行了比较，结果显示，结构半随机LDPC码的递增冗余HARQ方案性能接近随机LDPC码，但编、译码更简单，参数选择范围更广。     

一种低截获卫星通信技术及其抗侦测性能分析

针对海上低截获通信应用,提出了一种低截获卫星通信技术并分析了其抗侦测性能。通过宽频带、低信息速率实现高增益扩频,系统设计上综合高工作频率、高增益天线等措施,降低卫星通信信号的功率谱密度;结合卫星链路计算,重点分析在同步轨道、低轨道电子侦察卫星侦测时的抗截获性能。理论分析和数值计算结果表明,增大扩频增益和天线增益可有效对抗同步轨道电子侦察卫星天线增益优势,对抗低轨道电子侦察卫星轨道优势,实现卫星低截获通信。     

一种高可靠性的保密野战通信系统方案

针对野战环境,特别是野战车辆对通信的需求,在总结以往通信系统设计经验的 基础上,根据现在通用的各种通信手段及未来可能大量运用的通信手段,提出了一套野战通 信系统方案。该系统方案在融合有线、无线、卫星、光纤等各种常规通信手段的基础上,增 加了具有组网灵活、保密性强等优点的激光通信手段,比以往常用的野战通信系统更具灵活 性、可靠性和保密性。分析表明,该通信系统可以适应许多野战通信的场合,有相当广泛的 实用价值。     

基于小卫星中继的远程通信方案

为满足远程局部战场的通信需求，提出了一种以小卫星为中继的远程通信方案。在 分析远程通信系统组成和工作原理的基础上，综合考虑环境因素推算了小卫星轨道参数，构 建了具备通信中继功能的中椭圆回归轨道小卫星星座，实现了战机-作战指挥中心通信功能 ，通过STK软件建立了基于小卫星中继的远程通信覆盖模型。仿真结果表明，该方案对指定 战区的平均覆盖率为9969%，作战指挥中心与战机的可连接时间达到98.26%。     

基于卷积神经网络自编码器结构的空时分组传输方案

为提高现有端到端通信系统的泛化能力和可靠性，提出了一种基于卷积神经网络的空时分组码（Space-Time Block Coding，STBC）多输入多输出通信系统物理层方案。该方案将通信系统物理层表述、调制和解调过程联合起来形成端到端自编码器系统，引入多层一维卷积层，分别构建发射机和接收机，并扩展为多天线模式。为进一步提高系统可靠性，合理规划网络结构和参数，联合信号的调制和编码方案，优化了系统模型。仿真实验表明，针对瑞利相关衰落下多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）信道应用场景，训练模型可以实现传统STBC系统的误码性能，两发两收系统在发送端相关系数为0和0.9时分别优于传统系统0.5 dB和1 dB。此外，经过优化后的系统可获得采用卷积编码的性能改善效果，其两发两收不同工作方式优于传统1/2码率卷积编码STBC系统1~3 dB。