成对载波多址接入信号盲分离技术研究

发布时间：2017-07-19 10:04

  本文关键词：成对载波多址接入信号盲分离技术研究

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【摘要】：由于具有频谱利用率高,抗截获能力强,系统简单,应用方便等优点,基于成对载波多址接入(PCMA)技术的通信系统得到广泛应用。本文在大量阅读相关文献资料的基础上,分析单通道PCMA通信混合信号模型,对非合作通信环境下PCMA信号信道参数估计及符号检测算法进行深入探讨和研究,提出了相应的改进算法。MATLAB仿真表明:改进的算法可以实现符号的准确检测及参数的精确估计。具体而言,本文主要研究工作如下:(1)在传统粒子滤波算法基础上,对粒子轨迹更新方法进行研究。通过动态调整粒子数,获得了一种低复杂度的改进粒子滤波算法。在该改进算法中,利用实际应用中信号初始相位、时延等信道参数的慢变化特性,对离散接收序列进行分帧处理并分两个步骤实现信号的盲分离。首先根据粒子滤波思想对系统参数和符号序列进行递推采样及估计,估计过程中根据粒子的权重修正因子大小动态的抛弃一些对最终后验概率贡献较小的粒子;然后在参数估计收敛之后,将收敛的参数估计值作为已知参数值完成符号的最大似然准则判决,与参数估计类似,该阶段似然函数计算中也会动态抛弃一些对似然函数值贡献较小的粒子来减小运算量。MATLAB仿真实验表明新的粒子滤波方法在低信噪比下针对PCMA单通道混合信号具有很好的鲁棒性能以及很高的分离能力。(2)在前面改进的粒子滤波算法基础上,将Turbo编解码用于盲分离系统,研究了一种性能更优的基于Turbo迭代译码的PCMA信号盲分离方法。首先分析了常用的Turbo编码器及译码器的结构,仿真验证其性能。其次基于迭代分离的思想,将Turbo译码器用于盲分离,通过盲分离模块与译码模块之间的比特似然软信息迭代交互,使得盲分离中的符号先验信息越来越准确,进而使得译码结果更优。仿真结果表明与不加Turbo迭代译码的盲分离算法相比,加入Turbo迭代译码的PCMA盲分离算法在较低信噪比下盲分离性能大大提升,在9dB的信噪比条件下误码率达到410?以下,达到实际工程中的性能要求。总之,本文对常规的PCMA单通道混合信号的符号检测及信道参数估计算法进行了改进,降低了算法复杂度,并对改进算法进行了系统级的仿真。计算机仿真实验表明改进的算法性能达到了课题预期指标。
【关键词】：成对载波多址接入 信号检测 参数估计 粒子滤波 Turbo码
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN911.23
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第一章 绪论14-22
• 1.1 引言14-17
• 1.1.1 选题背景14-16
• 1.1.2 课题研究目的及意义16
• 1.1.3 项目研究内容及指标要求16-17
• 1.2 PCMA信号关键技术17-18
• 1.2.1 调制方式识别17
• 1.2.2 信道参数估计及符号盲分离17-18
• 1.2.3 编码和交织技术18
• 1.3 PCMA信号盲分离研究现状18-20
• 1.3.1 ICA分离方法18-19
• 1.3.2 粒子滤波方法19
• 1.3.3 逐留存路径方法19-20
• 1.3.4 基于迭代译码的处理方法20
• 1.4 本文主要内容及结构安排20-22
• 第二章 PCMA系统通信原理及信号模型22-28
• 2.1 PCMA系统通信原理22
• 2.2 非合作PCMA信号模型22-24
• 2.3 状态空间模型24-25
• 2.4 PCMA信号可分离性25-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 基于粒子滤波的非合作PCMA信号盲分离28-38
• 3.1 粒子滤波算法简介28-32
• 3.1.1 序贯重要性采样28-30
• 3.1.2 重采样30-31
• 3.1.3 粒子滤波算法框架31-32
• 3.2 基于粒子滤波的非合作PCMA信号盲分离原理32-36
• 3.2.1 粒子轨迹更新32-35
• 3.2.2 符号、参数的估计35-36
• 3.3 基于粒子滤波的非合作PCMA信号盲分离算法36-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第四章 基于改进粒子滤波的非合作PCMA信号盲分离38-56
• 4.1 基于粒子滤波的PCMA信号盲分离算法存在的问题38
• 4.2 改进的粒子滤波算法38-44
• 4.2.1 基于改进算法的信道参数估计39-42
• 4.2.2 基于最大似然准则的符号估计42-44
• 4.3 基于改进粒子滤波算法的PCMA信号盲分离算法44-46
• 4.3.1 参数估计算法44-45
• 4.3.2 符号检测算法45-46
• 4.4 性能仿真及分析46-55
• 4.4.1 参数估计性能46-51
• 4.4.2 符号盲分离性能51-52
• 4.4.3 过采样倍数对算法性能影响52-54
• 4.4.4 信噪比对粒子滤波算法性能影响54-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第五章 基于Turbo迭代译码的PCMA信号盲分离56-86
• 5.1 Turbo码56-71
• 5.1.1 Turbo码的编码器57-61
• 5.1.1.1 卷积码57-59
• 5.1.1.2 编码器的结构59-61
• 5.1.2 Turbo码的译码器61-71
• 5.1.2.1 最大后验概率译码（MAP算法）62-69
• 5.1.2.2 简化的LOG-MAP算法69-71
• 5.2 迭代分离译码原理71-75
• 5.2.1 盲分离模块72-74
• 5.2.2 SISO逆映射模块74
• 5.2.3 SISO映射模块74-75
• 5.3 基于Turbo迭代译码的PCMA信号盲分离算法75-76
• 5.4 性能仿真及分析76-85
• 5.4.1 Turbo码的译码器性能76-81
• 5.4.2 基于迭代的盲分离系统性能81-82
• 5.4.3 基于 Turbo 迭代的盲分离系统性能影响因素分析82-85
• 5.5 本章小结85-86
• 第六章 总结与展望86-88
• 6.1 总结86
• 6.2 展望86-88
• 致谢88-89
• 参考文献89-92
• 攻读硕士学位期间的研究成果92-93

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 杨勇;张冬玲;彭华;;基于迭代处理的PCMA混合信号解调/译码算法[J];电子与信息学报;2012年12期

2 张冬玲;张君;李静;葛临东;;一种基于Turbo迭代处理实现PCMA信号盲恢复算法[J];武汉大学学报(理学版);2011年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 唐谊;粒子滤波及其在通信信号处理中的应用研究[D];电子科技大学;2011年

2 杨勇;成对载波多址信号的解调技术研究[D];解放军信息工程大学;2013年

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本文编号：562286