最小频移键控(MSK)调制体制——数据通信体制发展之一

四相相移键控(QPSK)调制体制是近十几年来在数据通信中研究如何更有效的利用信道带宽,即提高通信有效性的一个极重要的方向,研究很活跃,进展也很大。从目前的研究结果来看,对于带宽受限制的信道,偏移键控(Offset keyed)式四相相移键控(OKQPSK)体制与最小频移键控(MSK)体制是比较理想的两种调制体制,它们已在数字通信系统中     

低密度奇偶校验码快速收敛译码算法研究

介绍低密度奇偶校验码(LDPC码)的构造方法和置信传播译码算法,引入基于校验节点的一种快速收敛译码算法——串行译码算法。从树的深度方面分析串行译码算法的消息收敛特性,证明该算法与置信传播译码算法相比具有较好的收敛特性,且降低了译码复杂度。在加性高斯白噪声(AWGN)环境下,采用BPSK调制方式分别对串行译码算法和置信传播算法进行了计算机仿真。结果表明,串行译码算法的译码性能具有明显的改善。该算法使硬件实现变得更容易,资源占有量会降低,这就为LDPC码的工程实现提供了一种可行的方案。     

TCM在卫星高速数据传输系统中的应用研究

提出了把网格编码调制(TCM)应用于卫星高速数据传输系统中的思想,讨论了TCM集分割原理、维特比译码技术,给出了用TMS320C54X进行维特比译码的DSP实现,并对TCM系统在AWGN信道中的性能进行了仿真.     

一种新的BCM码的多级译码方法

由Ｉｍａｉ与Ｈｉｒａｋａｗａ提出的多层编码方法可用来构造具有任意大最小平方欧氏距离的分组调制码（ＢＣＭ码），对于用此方法构造的码字的译码可采用多级译码，文章给出一种新的方法来实现多级译码，仿真结果表明这种多级译码方法比传统的多级译码有更好的误码性能。     

QPSK信号旋转方向对调制解调的影响

文章针对QPSK信号调制解调旋转方向不一致而导致的通信异常问题，通过深入分析及理论推导，得出当QPSK信号调制解调双方旋转方向不一致时，解调器译码输出的I Q支路数据与调制前的I Q支路数据彼此互换。基于此结论，对现有FPGA软件解相位模糊及译码算法进行了扩展及优化，使得解调器可兼容顺时针和逆时针两种旋转方向的QPSK调制信号的解调译码，从而提高了解调器的自适应性，仿真结果证实了该方法的有效性。     

北斗卫星导航纠错码BCH(15,11)快速译码算法及实现结构

为了提高北斗卫星导航系统定位、导航、授时等服务的精确性,减弱空地信道噪声的干扰,北斗卫星导航系统采用循环码BCH(15,11)作为前向纠错码.在北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件中提出校正子错误图样查表的译码方法,此译码算法需要预先存储错误图样,译码时,先用除法电路得到校正子,再查表得到错误码,查找、匹配费时,具有较大的延时,效率不高.针对此种的BCH(15,11)硬判决译码算法性能低下问题,本文提出了一种基于循环长除法的BCH(15,11)硬判决快速译码算法,该算法只利用有限域F2中的循环长除法即可快速译码,不需要存储错误图样,也不需要解BM(Berlekamp-Massey)方程,硬件实现只需要循环移位和模2相加,组合逻辑电路即可实现;若软件实现时,CPU和内存占用资源少,理论和仿真证明,此算法有效可行,译码速度快,软硬件实现简单易行,适合工程化实现和应用,是实际接收机的良好选择.     

基于DVB-S2系统APSK信号的分析与干扰仿真

针对DVB-S2系统采用的幅度相位键控(APSK)等高阶调制方式,分析了APSK信号的调制与解调原理,推导了16APSK信号的误比特率(BER)。仿真讨论了基于DVB-S2系统APSK信号在受不同噪声调制干扰和数字调制信号干扰时的误比特率及干扰效果。结果表明:在低干信比(J/s)时数字调制干扰信号干扰效果更好。研究结果可为APSK信号的抗干扰性能研究提供参考。     

基于数字波形合成的PCM/FM调制技术

随着无线通信向数字化、软件化发展,采用软件无线电技术实现各种通信功能成为目前研究的热点。在广泛应用的PCM/FM遥测体制中,PCM/FM调制模块也可采用基于软件无线电的数字方法来实现。相比于模拟技术,数字技术可以改善模拟锁相调频电路的低频响应特性,有利于增强系统的稳定性和灵活性,并能有效地提高传输效率和保证传输性能。在PCM/FM调制的数字化实现方案中,结合了直接波形合成(DWS)及数字上变频(DUC)技术,以DSP为核心,通过软件算法将PCM信号分解为基带I、Q(同相、正交)信号,I、Q信号分别与各自的载波相乘后相加形成正交调制数据流,然后经过D/A转换得到正交调制模拟信号。其中的软件算法部分采用MATLAB语言进行全精度仿真及验证。     

深空通信中的Turbo折线译码器设计

基于分段线性逼近Turbo译码校正函数的方法,提出了Log-MAP折线逼近法。在保证Turbo码固有性能的前提下,其误比特率性能接近MAP(最大后验概率译码)和Log-MAP(对数最大后验概率译码)的理论译码性能,改善系统资源占用情况,同时与Max-Log-MAP的运算速度相差无几。软件仿真结果表明,折线逼近法能带来0.35dB的编码增益。用硬件语言进行描述,时序仿真显示,系统主要资源占用率只比Max-Log-MAP提高8%,系统延时与Max-Log-MAP相当,通过Xilinx的Virtex2系列芯片的实验表明译码速率可达25MHz。     

基于多天线中继的卫星-地面混合无线通信系统上行链路性能分析

研究了Rayleigh Rician非对称衰落信道下,以基站作为固定增益放大转发(AF)中继的卫星-地面混合无线通信系统上行链路性能。首先利用信道状态信息(CSI)得到中继配置多天线时系统的最大输出等效信噪比(SNR)。基于特殊函数推导出系统中断概率(OP)和概率密度函数(PDF)的解析表达式,并进一步得到各种调制方式下系统平均误符号率(ASER)的理论计算公式。最后通过无穷级数展开推导出高信噪比时平均误符号率的渐近闭合表达式,分析系统能获得的分集增益和阵列增益。计算机仿真表明所提出的性能分析方法的正确性,分析了天线数量和信道参数对卫星-地面混合无线通信系统性能的影响,为实际系统设计提供了参考和依据。     

LDPC码改进高速译码算法

Shannon的学生Gallager首次提出LDPC码的概念和完整的译码方法,目前LDPC码正向着高速高增益的方向发展。针对高速LDPC码译码技术的迫切需求,利用传统最小和算法译码过程中信息迭代的特征,对最小和算法进行简化,使得译码模块能够完成更高并行度的译码工作,同时不造成译码器误码性能的过大损失。使用改进算法实现的高速译码模块,水平运算时间缩短为传统算法的一半,总的译码吞吐量提高50%,在120MHz时钟、10次迭代的情况下,CCSDS近地通信码的译码速度能够达到657.53Mb/s。     

适合于遥测8位微型机作数据传输和处理的一种纠检错码

本文提出一种最小距离为6的纠检错码,适硬于采用8位微型机的遥测遥控糸统进行自动回询纠错(ARQ)或前向纠错与自动回询纠错混合(HEC)的数据传输。文中给出了检5错和纠1检4错的译码方案。在 Z-80机上用汇编语言编程实现编码和译码表明,在编译码程序所占内存约为1 K 字节的情况下,传输速率可达48kb/s。     

一种结构化LDPC码的部分并行译码器设计

CCSDS标准给出的低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check,LDPC)其子矩阵具有不同的列重,这给部分并行译码器的设计带来困难。本文针对如何高效实现CCSDS中LDPC码部分并行译码的问题,根据该类码的准循环特性,将码的校验矩阵分解成3个矩阵的和,提出了一种能够部分并行译码的译码器结构。利用本文提出的方法设计译码器时可以在译码时延和译码复杂度之间进行折中。     

一种新型星载QPSK调制模块的设计

调制模块是光学遥感卫星、微波遥感卫星及载人航天数据传输系统中必不可少的一部分，同时QPSK调制也是星载输出传输系统中最常用的调制方式。文章介绍的新型QPSK调制模块创新点在于：1)使用微带到槽线的过渡结构实现巴伦的功能及调制的功能，使调制模块达到更优的幅相指标；2)采用基带数据通过微带线通孔传输数据的方式代替金带压焊的方式，避免了金带压焊环节带来的人为风险；3)采用1/4波长电桥的设计方法替代Lange桥实现载波相位相差90°功分的功能，解决了Lange桥电装过程中金带压焊困难的问题。在设计过程中，采用场路联合的仿真设计方法，从阻抗匹配和场模式两方面对该结构进行了分析，应用Advanced Design System和Computer Simulation Technology联合仿真对电性能进行仿真优化，实现了QPSK调制电路良好的幅相特性和匹配特性。目前，该创新型设计方法已应用于工程化的调制模块设计中，在提升调制模块模块的性能的同时降低了生产制造难度。     

Viterbi译码器

本文介绍了以SDK-86单板机为基础的Viterbi译码器。采用了K=4,R=1/2卷码,信息传输率为2.5kb/s,也采用了K=5,R=1/2的卷码,但信息传输率为1.25kb/s。测试结果表明,在信道误码率为2.45×10~(-2)时,,K=4的译码器,经过译码处理可提高到7.60×10~(-5),而K=5的译码器则可以提高到7.06×10~(-5),两者在信道误码率为8.16×10~(-3)时,全部纠错     

微小卫星测控数传一体化发射机数字基带设计

提出一种适用于微小卫星的测控数传一体化射频直接调制发射机方案,并基于FPGA平台设计完成发射机数字基带系统。基带系统采用测控标准调制(NRZ-DPSK-PM)和恒包络调制(GMSK、根升余弦(O)QPSK调制)方式,多种参数和滤波系数可重配置,支持不同速率的统一S波段测控和数传通信,灵活性高,可作为微小卫星测控数传系统的通用数字化模块。     

Galileo E5频段的Matlab/Simulink仿真与FPGA硬件实现

阐述了交替二进制偏移载波(AltBOC)调制技术的基本原理,分析了其调制方式和信号产生方法及调制后信号的频谱特性,与普通BOC调制进行了比较,提出了一种基于Matlab/Simulink环境实现AltBOC调制仿真模型构建的方法,并对每个模块的实现进行了说明,获得了调制后信号的频谱图和星座图.给出了基于VHDL的FPGA调制硬件实现,以及实验测得的调制频谱图、眼图和星座图.研究结果证明仿真方法有效可靠,实验结果与仿真结果吻合好,用FPGA实现E5频段的调制简单易行.     

基于PSK调制的数字通信信号仿真分析技术

基于PSK调制的数字通信系统在无线通信工程实践中有着广泛的应用，由于受到各种条件的限制，从实际工程系统接收到的PSK数字通信信号在教学科研中不易获得，而PSK调制仿真数据则可以自己产生。在掌握通信原理和仿真技术的基础上利用Matlab实现对BPSK、DPSK、QPSK、DQPSK、8PSK、π/4-DQPSK、OQPSK等数字通信信号源的模拟仿真，可对调制体制、工作频率、传输码率、采样频率、信道特征等参数进行灵活设置，并按要求生成规定格式的DAT数据文件，可作为调制方式识别软件的训练和测试样本。结合模方谱、平方谱、四次方谱、八次方谱等谱线参数特征，同时结合星座图和眼图进行基于PSK调制的数字通信信号的调制体制判别和验证。     

Turbo-TCM编码调制系统的量化性能

文章对Turbo网格编码调制(Turbo Trellis-Coded Modulation,简称TTCM)的量化之后的性能进行仿真。仿真结果表明:在尽可能少地付出代价的前提下,适当增加译码的迭代次数,能够改善低状态TTCM的性能,而量化后的性能与软件仿真的性能仅相差0.3dB左右。     

一种新的频率调制雷达信号识别方法

频率调制信号广泛应用于现代雷达中,针对此类信号的调制方式识别问题,提出了一种新的识别方法.该方法首先提取信号的二次相位函数(QPF)脊线,然后根据脊线的线性拟合误差将信号分为两类,最后分别通过Radon变换和曲率半径识别出信号的具体调制类型.仿真表明,该方法具有良好的抗噪性和较高的识别正确率.