非理想非高斯信道下检测译码技术研究

发布时间：2017-06-04 00:09

  本文关键词：非理想非高斯信道下检测译码技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：传统通信系统中的调制解调、信道编解码技术研究大多基于加性高斯白噪声信道(AWGN)模型的假设,然而在大量实际通信系统中,这一假设并不都成立,主要体现在三个方面：非高斯、非加性和非线性。本文主要研究非理想高斯信道下的检测和译码算法。在对本文的研究背景和非理想高斯信道概念进行了综合阐述后,正文部分第二章作为全文的理论基础,介绍了Turbo码和LDPC码这两种近香农限的纠错码的编解码算法,对Turbo码MAP译码算法和简化的Max-Log-MAP译码算法,LDPC码标准BP译码算法和简化的Min-Sum算法进行译码性能仿真。仿真结果表明Turbo码Max-Log-MAP算法与Log-MAP算法相比译码复杂度低,且选择好合适的修正系数后性能损失很小。LDPC码归一化MS算法相比BP算法虽然译码性能有很少损失,但译码复杂度较低,适合硬件实现。第三章以脉冲干扰SaS信道为例考虑非高斯信道。针对SaS噪声概率密度函数无闭式解析式这一特点,建立相应的信道模型,并先后提出了最优的似然比计算方案、削顶法折线拟合及改进的PWL2n+1折线拟合这三种信道输出似然比计算方案。最后对这三种检测方案有效性在Turbo码和LDPC码作为纠错码的系统中进行仿真验证。仿真结果表明本文提出的两种折线拟合似然比计算方案都比传统的基于高斯分布的解调方案性能有了明显的提升,在采用信道编解码的系统中能有效抵抗非高斯脉冲噪声的干扰。第四章以大气湍流信道为例考虑非加性信道。先建立通用Gamma-Gamma分布信道衰落模型,给出平均值估计的方法对信道光强I进行参数估计。然后,为了抵抗非加性噪声对系统造成的性能损失,我们对传统Turbo码迭代译码算法进行改进,给出了一种OSD辅助的T'urbo码迭代译码方案,并进一步对这种Turbo-OSD方案进行了算法改进,分别提出了基于累加似然比的Turbo-OSD译码方案和CRC辅助的Turbo-OSD译码方案。最后,我们对不同参数Gamma-Gamma分布衰落信道下的各类迭代译码方案误码率性能进行了仿真,仿真结果表明,对于信道变化较慢的Gamma-Gamma分布衰落信道,可以采用简单且易实现的平均值估计方法对信号光强度I进行估计,结合Turbo码较强的纠错能力可有效提升大气湍流信道下的译码性能。第五章以可见光传输信道为例考虑非线性信道。针对LED非线性特性和DCO-OFDM系统高PAPR的特点,我们首先详细分析了LED非线性产生的原因并建立了非线性对称削顶模型。然后,为了降低OFDM符号的PAPR,采用一种基于凸优化的音调注入算法,将原星座图进行扩展,并通过优化算法选择合适的星座点,从而使得系统PAPR最低。接着,为在采用纠错编码系统中有效抵抗信道非线性,我们针对音调注入算法后的扩展星座图,提出了一种改进的软检测方案,输出软量给Turbo码或LDPC码译码器进行译码。最后,我们对LED非线性对称削顶模型下的Turbo码和LDPC码译码性能进行仿真,仿真结果证明了音调注入算法能有效降低DCO-OFDM系统的PAPR,且在接收端改进检测方案后,Turbo码和LDPC码能有效抵抗LED非线性的影响,在一定程度上能够容忍较大的限幅噪声,降低直流偏置大小,在节约系统功率资源的基础上提高了系统性能。
【关键词】：脉冲干扰信道 大气湍流信道 DCO-OFDM非线性 Turbo码 LDPC码 检测 译码
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN911.22
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 本论文专用术语的注释表13-14
• 第一章 绪论14-18
• 1.1 论文研究背景14-17
• 1.1.1 纠错编码技术简介14-15
• 1.1.2 非理想高斯信道简介15-17
• 1.2 硕士期间所做工作及本论文内容安排17-18
• 第二章 近香农限纠错编码技术简介18-30
• 2.1 Turbo码及其编解码算法,18-24
• 2.1.1 LTE系统中的Turbo码编码19-20
• 2.1.2 LTE系统中的Turbo码译码20-23
• 2.1.3 仿真结果与分析23-24
• 2.2 LDPC码及其编解码算法24-29
• 2.2.1 LDPC码简介25-26
• 2.2.2 LDPC码的编解码算法26-28
• 2.2.3 仿真结果与分析28-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第三章 非高斯脉冲干扰信道下的检测和译码算法30-44
• 3.1 非高斯脉冲干扰信道模型30-32
• 3.1.1 SαS分布30-31
• 3.1.2 信道模型31-32
• 3.2 最优的似然比计算方案32-34
• 3.2.1 查表法似然比计算方案32-33
• 3.2.2 复杂度分析33-34
• 3.3 基于折线拟合似然比计算34-36
• 3.3.1 削顶法折线拟合34
• 3.3.2 改进的PWL_(2n+1)折线拟合34-36
• 3.4 译码性能仿真及结果分析36-42
• 3.4.1 确定拟合参数36-37
• 3.4.2 译码性能对比分析37-40
• 3.4.3 误差分析40-42
• 3.5 本章小结42-44
• 第四章 非加性大气湍流信道下的检测和译码算法44-60
• 4.1 FSO通信系统简介44-45
• 4.2 FSO传输大气湍流信道模型45-47
• 4.2.1 Gamma-Gamma分布大气湍流信道45-46
• 4.2.2 通用大气衰落信道模型46-47
• 4.3 非加性信道下的迭代译码算法47-48
• 4.4 基于可靠度信息辅助的迭代译码算法48-54
• 4.4.1 Turbo码的迭代排序统计译码48-51
• 4.4.2 改进方案一：基于累加似然比的Turbo码迭代排序统计译码51-52
• 4.4.3 改进方案二：CRC辅助的Turbo码迭代排序统计译码52-54
• 4.5 译码性能仿真和结果分析54-58
• 4.6 本章小结58-60
• 第五章 非线性可见光传输信道下检测和译码算法60-72
• 5.1 LED非线性模型60-63
• 5.1.1 LED非线性特性60-61
• 5.1.2 LED非线性上下对称削波模型61-63
• 5.2 可见光OFDM系统简介63-64
• 5.3 DCO-OFDM系统的峰均比抑制技术64-66
• 5.4 改进的软检测方案66
• 5.5 译码性能仿真和结果分析66-69
• 5.6 本章小结69-72
• 第六章 全文总结与展望72-74
• 6.1 论文内容总结72-73
• 6.2 作展望73-74
• 参考文献74-78
• 致谢78-80
• 作者简介80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 郝燕玲;单志明;沈锋;;基于自适应Metropolis算法的α稳定分布参数估计[J];系统工程与电子技术;2012年02期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 陈纯毅;无线光通信中的大气影响机理及抑制技术研究[D];长春理工大学;2009年

2 邓天平;自由空间光通信系统关键技术研究[D];华中科技大学;2007年

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本文编号：419540