多层叠加LDPC码编码调制技术

 本文提出了一种多层叠加LDPC码编码调制系统.与传统的基于速率分配的多层编码调制技术相比,多层叠加编码调制系统具有很好的对称性和可扩展性.通过分析比较Turbo码译码算法与LDPC码的译码算法的复杂度,本文指出了多层叠加LDPC码编码调制系统具有译码简单,易于实现的优点.实验结果表明,多层叠加LDPC码编码调制系统可以在不牺牲带宽的同时获得较好的性能.     

一种光通信系统中基于16-QAM的LDPC编码调制方案

设计了一种适用于16-QAM( quadrature amplitude modulation)系统的LDPC(low density parity check)级联编码调制方案。方案采 用了 本文所设计的一种低复杂度的软解调与二进制LDPC结合的算法,降低译码复杂度并增加方 案的实用性;同时方案 兼容当前OUT-4帧的级联码结构,这样可以利用级联码巧妙有效地解决LDPC码的错误平层问 题。仿真结果表明,本文 提出的LDPC级联编码调制方案,在误码率(BER)为10－8时,较G.709标准中的RS(255,9)的NCG(net code gain) 提高了2.8dB;同时,较ITU-T G.975.1标准 中两种码率相近的RS(255,9)+CSOC(n/k=7/6,J=8) 级联码和正交级联BCH码,在BER为10 －8时, 本文方案的NCG分别提高了1.3dB和0.2dB,且冗余度较两种方 案都低。此外,本文方案实现了3.28bits/symbol的SE (spectra l efficiency)。在BER为10－8时 ,本文方案较频谱效率低 于它的4-QAM、8-QAM以及8-QAM-RS(255,9)分别有着3.5、6.4和2dB的增益 。比较标准中建议的FEC(forward error correction)方案,本文提出的方案在NCG和SE两方面性能上都有所提升。     

高频谱效率LDPC编码调制系统

低密度校验(low-density parity-check,LDPC)码近年来成为纠错码领域的研究热点。基于LDPC码以及比特交织编码调制(bit-interleaved coded modulation,BICM)的概念,针对无线带宽受限信道,提出了一种具有较高编码增益和频谱效率的联合编码调制方案。高斯信道和瑞利衰落信道下的仿真均显示了该方案的良好性能。     

专题：新型调制编码技术

现代通信系统的发展总是伴随着信道编码技术的突破与变革,例如在地面移动通信中,从2G使用卷积码、3G与4G使用Turbo码和多天线MIMO编码,发展到5G使用LDPC码和Polar码。面向下一代移动通信系统,包括高效抗干扰数据链、无人机通信、与6G融合的卫星通信等,研究新型编码调制方法是当前国际信息编码领域关注的重点,也是我国实现无线通信技术从跟跑、并跑到领跑的重大需求。我国已经正式启动6G技术研发,IMT-2020新技术工作组也已组织开展了新一代移动通信技术研究,新型编码调制仍然是其中一项关键技术。     

非二进制LDPC码编码调制在光纤通信中的应用

为满足100Gb/s光纤通信的需求,提出了非二进制LDPC码编码调制(NB-LDPC-CM)方案.该方案通过使用频谱效率调制以及非二进制前向纠错LDPC码,提供了一种在高总比特率下实现可靠通信的前向纠错机制.与现有的BI-LDPC-CM方案相比,该方案在误比特率(BER)为10-7的情况下,采用16点、32点、和64点四维星座图时,额外提供的净编码增益分别为0.26dB、1.14dB和2.14dB.     

改进型编码调制的CO-OFDM系统性能分析

将改进型LDPC编码技术与多进制相位调制技术相结合应用于C0-0FDM系统中,并通过采用光纤信道的简化模型,基于Matlab仿真软件对其进行了实验仿真分析.结果表明,对于C0-0FDM系统,不同的编码调制方式组合对系统的传输容量、误码率、光信噪比和抗色散能力等影响较大.     

多元速率兼容LDPC码的自适应编码调制系统研究

本文设计了一种基于有限域GF(q)上的多元速率兼容LDPC (RC-LDPC) 码结合高阶调制的自适应编码调制(Adaptive Coded Modulation, ACM) 系统。并提出了多元RC-LDPC码在独立和相关衰落信道下的增量冗余型自适应编码调制方案。本方案中多元LDPC码码率从1/3到5/6灵活变化,以较低的系统复杂度,有效提高了系统的频带利用率。仿真结果表明:随着系统吞吐率提高,多元ACM系统相对于二元ACM系统具有越来越明显的编码增益,最高可达约9 dB。      

空间光通信中调制与编码技术研究

调制和编码是提升空间光通信性能的重要技术之一,对它们的研究具有重要意义。本文主要研究与介绍了目前空间光通信中主要用到的调制和编码技术,并对它们的性能进行了比较,所得出的结论对于以后如何在实际中提高光通信系统的抗干扰能力,实现更好的无线传输性能给出了理论指导。     

基于副载波复用的LDPC编码调制技术

为满足在光学通道上达到400 Gbit/s的单频道传输速率的需求,提出了一种副载波复用的4维(four dimensional,4D)LDPC编码调制方案。通过仿真结果可以发现,该方案与相应的偏振复用方法相比,在误码率为10-6的情况下,可以额外提供4.2 dB的光信噪声比。     

具有不等错误保护特性的LDPC 编码调制方案

针对LDPC（low-density parity-check）编码调制系统，提出了一种新的具有不等错误保护特性的调制方案，在一个码字内，利用不同的调制方式对于重要的比特给予较强的保护，对于次要的比特给予较弱的保护，该方案既适用于非规则LDPC码，也适用于规则LDPC码。计算机仿真结果表明，新方案的性能是传统16QAM及4QAM的折衷，当采用1／2码率时，其频带利用率与8PSK相同，但是误码率性能优于8PSK。新方案的性能优于现有文献中基于比特可靠性的调制映射方案，并采用EXIT（extrinsic information transfer）图对新方案的优异性能给出了解释。     

Novel Trellis‐Coded Spatial Modulation over Generalized Rician Fading Channels

In this paper, a novel trellis‐coded spatial modulation (TCSM) design method is presented and analyzed. Inspired by the key idea of trellis‐coded modulation (TCM), the detailed analysis is firstly provided on the unequal error protection performance of spatial modulation constellation. Subsequently, the Ungerboeck set partitioning rule is proposed and applied to develop a general method to design the novel TCSM schemes. Different from the conventional TCSM approaches, the novel one based on the Ungerboeck set partitioning rule has similar properties as the classic TCM, which has simple but effective code design criteria. Moreover, the novel designed schemes are robust and adaptive to the generalized Rician fading channels, which outperform the traditional TCSM ones. For examples, the novel 4‐, 8‐, and 16‐state TCSM schemes are constructed by employing different transmit antennas and different modulation schemes in different channel conditions. Simulation results clearly demonstrate the advantages of the novel TCSM schemes over the conventional ones.     

宽带无线网络中的自适应编码调制技术研究

由于自适应编码调制技术在宽带无线网络中对于改善频谱利用率和增加数据速率来说是一项能力很强的技术,因此本文针对刚提出的CT-TCM技术,将其与RCPT和ARQ技术结合起来,讨论了一种新的自适应编码调制方案.并对实现该方案的一些具体细节进行了详细的阐述.     

无线信道中网格编码调制技术研究

网格编码调制技术（TCM）是一种将编码与调制有机结合起来的技术,可使系统的频带利用率和功率资源同时得到有效利用。在对TCM原理和结构分析的基础上,研究了网格编码调制技术中的几个关键技术,主要包括集分割原理和无线信道下TCM误码率的分析,最后对无编码的QPSK与8PSK—TCM进行了仿真比较。仿真结果表明,在无线信道相同的误码率下,采用网格编码调制技术比未编码QPSK获得2dB的编码增益。     

Antenna Selection Schemes in Quadrature Spatial Modulation Systems

This paper presents antenna selection schemes for recently proposed quadrature spatial modulation (QSM) systems. The antenna selection strategy is based on Euclidean distance optimized antenna selection (EDAS). The symbol error rate (SER) performance of these schemes is compared with that of the corresponding algorithm associated with spatial modulation (SM) systems. It is shown through simulations that QSM systems using EDAS offer significant improvement in terms of SER performance over SM systems with EDAS. Their SER performance gains are seen to be about 2 dB–4 dB in E_s/N₀ values.     

一种低复杂度空间调制球形译码检测算法

现有的空间调制系统球形译码（Sphere-Decoding,SD）检测算法虽然能够较大地降低最大似然（Maximum-Likelihood,ML）检测算法的计算复杂度,但由于其更新半径比较松散、收敛较慢,计算复杂度降低的水平仍十分有限,尤其是在高阶调制系统下.针对上述问题,采用统计分布的思想对现有算法更新半径中的冗余项进行估计,提出了两种改进的球形译码检测算法.理论分析与仿真结果表明,改进算法在达到最优检测性能的同时,极大地降低了传统球形译码的计算复杂度,具有较好的理论和实际应用意义.     

采用预判决信息的LDPC码编码调制方案性能研究

低密度奇偶校验(LDPC)码是Turbo码以外另一种性能接近香农限的好码.本文将LDPC码与比特交织编码调制(BICM)相结合,首先给出了在不使用传统解调器与译码器之间迭代的情况下8PSK调制方案在AWGN信道和Rayleigh衰落信道中的性能(简称为无迭代方案).然后提出了一种新的接收端解决方案:首先对接收符号进行预判决,判决信息被用来调整解调器,从而在一定程度上弥补了不使用解调器与译码器之间迭代所造成的性能损失,并且相对于无迭代方案接收端复杂度几乎没有变化,但性能却有所提高.这说明原有比特度量产生方法并不是最佳的,该文使用预判决信息的方案给出了一个改善的思路.通过仿真结果可以得到结论:使用本文所提出的方案在AWGN信道和Rayleigh衰落信道中都可以在不增加复杂度的情况下提高性能.     

能量效率优化的广义空域调制系统

为了提高能源使用效率,能量效率（EE）是绿色无线通信研究的主要内容。为了有效提高多天线传输系统的能源使用效率,提出了一种基于能量效率优化的广义空域调制（GSM）系统（EE-GSM）。该系统基于最大化能量效率准则,考虑发射天线数较多的情况,首先利用天线选择算法（AS）确定最佳发射天线子集,然后计算适合广义空域调制系统的有效射频通道(RFC)数,从而实现全局能量效率优化设计。仿真结果和分析表明,与传统的AS-MIMO、GSM及SM系统相比,新系统能有效地提高能量效率,并且改善了系统的误码率和容量性能,同时系统最终所需的有效射频通道数一般为2,3或4个,符合绿色通信系统设计原则。      

基于低密度校验码编码的MIMO系统方案

该文采用数值仿真的方法探讨了MIMO系统中采用低密度校验(LDPC)码作为信道编码后的系统性能,针对LDPC码的置信度传播译码算法,提出了基于因子图(Factor graph)的联合迭代检测译码最大后验概率(MAP)算法,分析比较了发射端分别采用独立编码和联合编码对系统性能的影响,仿真结果表明,LDPC码可以充分利用MIMO系统中空间分集和时间分集性能提高系统的有效分集增益,并且联合迭代检测译码算法对这两种发射端编码结构的系统性能增益有较大差别。     

Complex Quadrature Spatial Modulation

In this paper, we propose a spatial modulation (SM) scheme referred to as complex quadrature SM (CQSM). In contrast to quadrature SM (QSM), CQSM transmits two complex signal constellation symbols on the real and quadrature spatial dimensions at each channel use, increasing the spectral efficiency. To achieve that, signal symbols transmitted at any given time instant are drawn from two different modulation sets. The first modulation set is any of the conventional QAM/PSK alphabets, while the second is a rotated version of it. The optimal rotation angle is obtained through simulations for several modulation schemes and analytically proven for the case of QPSK, where both results coincide. Simulation results showed that CQSM outperformed QSM and generalized SM by approximately 5 dB and 4.5 dB, respectively, for the same transmission rate. Its performance was similar to that of QSM; however, it achieved higher transmission rates. It was additionally shown numerically and analytically that CQSM outperformed QSM for a relatively large number of transmit antennas.