LDPC编码系统的码辅助载波相位同步算法

深空通信具有传输距离远、信号衰减严重的特点,针对低信噪比条件下深空通信系统中LDPC编码系统载波同步实现困难的问题,提出一种新的具有较低复杂度的码辅助载波同步算法。分析了载波同步误差对译码性能的影响,基于最大似然准则推导了载波相位的迭代同步算法,算法利用LDPC译码器输出的软判决信息来辅助载波相位的估计,将译码器与载波同步器进行联合迭代,从而得到接近最大似然估计性能的载波相位估计,同时对载波相位进行迭代补偿。仿真结果表明,在低信噪比条件下,算法能够有效纠正载波偏差,并能够以较低的系统复杂度获得近似理想同步的LDPC码译码性能。     

直扩通信系统信噪比估计在LDPC译码中的应用

针对LDPC码的信噪比误差使置信传播(BP)译码算法性能下降的问题,提出一种扩频码辅助的直接序列扩频信号信噪比最大似然估计算法,并利用解扩后的相关值序列对存在的小多普勒频偏情况进行修正。仿真结果表明,该算法在较低信噪比时仍可以达到比较好的估计精度,采用估计信噪比作为BP译码先验概率对译码性能影响非常小。     

利用谱熵解决零前缀正交频分复用系统的符号盲同步算法

针对低信噪比多径条件下的ZP OFDM系统符号盲同步问题,提出了基于谱熵的ZP OFDM系统的符号盲同步算法。该算法不需要数据辅助,对接收到的ZP OFDM信号进行双滑动窗的谱熵比运算,通过寻找其峰值点来实现符号同步。给出了算法的具体步骤和性能分析。算法是对接收信号的功率谱进行求熵运算,可以有效克服能量检测法易受信道噪声影响的缺点,并且不需要针对信道调整窗口宽度。仿真结果表明,在低信噪比多径信道条件下,算法仍然具有较好的同步性能。     

高速并行接收机中的频域符号同步算法

文章针对高速卫星通信系统接收机中的频域并行解调结构,提出了一种频域符号同步算法。该算法与频域并行解调结构相结合,可使频域并行解调结构的输出中只包含最佳采样点的值,从而进一步减少其实现时的复杂度。对算法的推导、实现结构进行了说明,并对该算法的捕获性能和跟踪性能进行了仿真。结果表明,该算法不仅实现复杂度低,适用于高速卫星通信系统,而且在低信噪比条件下也具有很好的性能,可满足实际的应用需求。     

深空通信中LDPC码的一种译码算法

LDPC码由于具有逼近仙农极限的性能和硬件可实现的编译码复杂度,在深空通信中具有重要的应用前景。文章在简要介绍CCSDS（空间通信系统咨询委员会）中LDPC码编码规范的基础之上,采用多维EXIT图对其译码门限和收敛速度进行了研究,最后重点研究了译码算法,通过改进归一化最小和算法提出了一种自适应归一化最小和算法,该算法保留了归一化最小和算法的所有优点,改善了不同信噪比条件下的译码性能,并解决了归一化因子的选择难题,适合在资源受限的深空通信中应用。
     

基于ICCD的空间微光成像系统成像性能研究

研究基于像增强型CCD（ICCD）的空间高分辨率微光成像系统的成像性能。通过理论推导及数学仿真的方法，对系统在微光条件下的能量传递、极限分辨力、信噪比以及调制传递函数进行分析计算。研究表明，系统在黎明照度条件下具有较好探测能力，通过对ICCD器件制冷可以有效提高系统信噪比，实现满月照度的探测成像。     

基于ICCD的空间微光成像系统成像性能研究

研究基于像增强型CCD(ICCD)的空间高分辨率微光成像系统的成像性能。通过理论推导及数学仿真的方法,对系统在微光条件下的能量传递、极限分辨力、信噪比以及调制传递函数进行分析计算。研究表明,系统在黎明照度条件下具有较好探测能力,通过对ICCD器件制冷可以有效提高系统信噪比,实现满月照度的探测成像。     

BPSK信号信噪比估计方法的分析与仿真

文章研究了AWGN信道下BPSK信号的信噪比估计问题,在同一系统模型中对最大似然估计、二阶矩四阶矩法、分割符号矩法和最小均方误差法等4种估计算法进行比较,并分析了4种算法的实现复杂度。通过分析和仿真表明在高信噪比时,4种算法均能达到很好的性能,而在低信噪比特别是小于-5dB时估计有较大的偏差。     

一种改进的LDPC码BP译码算法

LDPC码作为纠错能力最强的信道编码,在深空通信中具有广泛的应用前景。研究了LDPC码的BP译码算法,并对该算法进行了仿真,分析了LDPC码的误码率随BP译码迭代次数的演化情况,提出了一种改进的BP译码算法。经过仿真验证,改进的BP译码算法,在信噪比低于译码阈值时能够大幅地减少译码迭代次数,降低运算复杂度,而性能却几乎没有降低。这种改进的BP译码算法对LDPC码在深空通信中的应用具有重要的意义。
     

一种改进的编码辅助位定时算法

基于期望最大算法（EM）的编码辅助位定时算法是最常用的定时偏差估计算法，其在估计定时偏差时会引入大量的乘法和加法运算，计算复杂度较高。文章针对计算复杂度问题提出了一种改进的算法，通过选取合适的门限值，去除了LDPC码译码之后不可靠符号的译码软信息，减少了同步参数估计时参与计算的不可靠样点的个数，可以有效减少原算法的计算量。仿真结果表明，改进算法的系统误码性能及参数估计的均方根误差（RMSE）与原EM算法的性能接近，同时减小了原EM算法的计算量。     

子信道功率控制在Ka频段DT-OFDM系统中的应用研究

文章提出了子信道功率控制在Ka频段卫星通信信道DT—OFDM系统中应用的方案,给出了系统模型的组成和差分软检测方法,并根据系统模型进行了仿真。仿真结果表明应用子信道功率控制的DT—OFDM方案与传统的CC．OFDM方式相比,在10。误码率时能得到4dB的信噪比增益。     

OFDM系统中峰均功率比抑制算法研究

针对OFDM信号峰均功率比PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)问题,提出一种基于对子载波信号幅度和相位同时进行加权从而降低OFDM信号峰均功率比的新算法。推导寻找最佳加权系数的迭代算法,并证明其收敛性。通过理论推导和计算机仿真分析幅度加权系数对误码率BER(Bit Error Rate)和PAPR的影响。该算法在保证一定的BER要求下,能有效抑制OFDM信号的PAPR。与通过穷举寻找最佳加权值的部分传输序列方法相比,其PAPR略小,BER略大,但计算量小,具有一定的实用价值。     

OFDM系统采用自适应技术结合限幅降低PAPR的研究

针对OFDM系统峰均比PAPR（Peak—to-Average Power Ration）较大的问题，文章提出一种新的OFDM系统降低PAPR的方案，即自适应技术结合限幅Clipping。文章给出的计算机仿真结果表明，OFDM系统采用自适应技术结合Clipping进一步降低PAPR的同时又改善系统的BER性能，这就在降低PAPR和改善系统性能之间自动实现折衷。该方案实现起来简单且增加通信系统的智能化，故具有实用价值。     

一种节省存储资源的Turbo码译码算法

针对Turbo码译码过程需要占用大量存储资源的问题，在Max—Log-MAP算法的基础上介绍了一种节省存储资源的译码方法^[1]。通过逆运算在反向递推计算后向路径度量的过程中同时计算部分前向路径度量，节省了近50％前向路径度量的存储资源；通过使用一种性能良好的线性运算代替查表法求得Jacobian（雅可比）对数函数，避免了查找表资源的使用。在避免路径度量溢出进行的归一化操作中，采用了一种有效的方案，进一步节省了计算资源。实验表明，文章方法在有效节省存储资源的同时保证了良好的译码性能。     

多径信道下OFDM信号和单载波信号的盲识别

针对非协作通信条件下OFDM(正交频分复用)信号和单载波调制信号的类间识别问题,提出一种在多径信道下基于信号循环自相关的调制识别算法。该算法不需要信号和噪声的先验知识,可以直接对中频信号进行处理,具有较强的实用性。通过对信号循环自相关函数进行分析,仅需进行时域的延时自相关运算和特定延时下的循环自相关运算,就可以从频域提取特征值来实现OFDM信号和单载波信号的盲识别。在估计OFDM信号周期时,提出一种基于极大值抽取的延时估计算法,能在多径衰落信道中不需要先验信息的情况下完成估计。仿真表明,本文提出算法的识别性能优于传统的四阶累积量算法。     

一种性能优越的纠错码——Turbo码

Turbo码是一种性能优异的纠错编码方式 ,已引起广大学者的高度重视。文中介绍了 Turbo码的编码方式和迭代译码原理 ,详细推导了 MAP算法。给出了目前用于 CCSDS标准中的 Turbo码结构。对 Turbo码和卷积码的异同点做了比较。最后给出了一些目前关于 Turbo码研究的热点问题。     

DVB-T/H调制器中多模式OFDM的FPGA设计与实现

阐述2K、4K和8K三种模式兼容的正交频分复用(OFDM)的实现方法,给出综合与仿真验证结果。核心模块快速傅立叶逆变换(IFFT)采用基于16位定点运算的基-2时间抽取算法和流水线结构。为防止定点溢出,提高精度,采取位扩展、输出数据统计定标等措施,在三种工作模式下,IFFT的输出信噪比均达到74dB。在OFDM实现过程中提出一种新算法,将频谱调整转移到IFFT中处理,减少延时,节省存储资源约109Kbit。提出多级CORDIC运算结构,在每级单元中实现一定次数的迭代,以满足更小硬件开销的FFT/IFFT需要。上述新算法和运算结构已成功应用于实际系统中。     

基于循环前缀的OFDM符号同步改进算法研究

OFDM系统的接收端对同步性能的要求很高,同步不好对整个系统性能的影响非常大。符号定时同步是同步过程中首先进行的,文中提出一种基于循环前缀的符号同步改进算法,相比于最大似然估计算法,改进算法运算量小、实现简单。两种算法的仿真结果表明,改进算法对循环前缀长度的要求要低得多,并且估计性能得到了一定的提高。     

星载低复杂度Turbo译码器的实现技术研究

针对航天测控通信系统中微弱信号处理的实际应用需求,研究了Turbo译码算法在星载平台上的低复杂度实现技术。基于折线近似的Log_MAP算法,提出了一种新的基于FPGA的译码器实现方案,一方面简化了迭代译码过程中分支度量的计算存储方法,有效减少了存储容量及算法复杂度;另一方面采用半并行化及流水的数据处理方式,提高了译码处理速度。利用CCSDS标准建议的交织器和生成矩阵进行了仿真和实测,结果表明相较于其它结构,采用本文设计方案实现的Turbo译码器在Slice资源没有增加的条件下存储复杂度降低了29.6%,且在输出误码率<10 -6 时编码增益达到了9.9dB,保持了良好的译码性能。本文译码器已成功应用于某航天型号工程。