一种基于低码率LDPC码的编码与导频联合辅助载波同步算法

针对深空通信系统中编码和导频辅助载波同步算法分别存在同步范围与精度受限的问题,该文提出一种基于编码与导频联合辅助的载波同步算法。首先按照最优导频放置方式设计了一种基于相关函数和的粗同步算法,其频率估计量的精度接近CRB界;然后分析了导频结构对算法估计精度与范围的影响机理;接着通过加入导频及频率积分器的方式对基于期望最大的细同步算法进行了改进;最后用码率为1/12的低码率LDPC-Hadamard码对算法进行了仿真验证。结果表明新算法可以大幅提高同步参数的估计范围与精度,在一定的导频长度下能达到理想同步。     

一种改进的快速IMP伪码捕获方法

针对迭代信息传递（IMP）伪码捕获算法中寄存器状态选取单元存在复杂度高且缺乏理论依据的问题,提出了一种改进的迭代伪码捕获算法。首先在分析译码得到的后验信息概率分布特性的基础上,定义基于后验信息的评价函数来衡量PN码的寄存器状态估计向量的可靠性。然后,按可靠度从高到低的顺序依次选取状态估计向量作为寄存器状态,进而生成本地PN码并进行相关验证。若相关值大于门限,则宣布捕获成功,操作停止;否则,选取下一个估计向量进行相同操作。若已用完所有的状态估计向量,则宣布捕获失败。最后利用长m序列为例进行理论分析及仿真,结果表明改进算法在一定程度上降低了运算复杂度,大大提高了收敛速度,同时捕获性能提高了大约1~3dB,特别适合于扩频通信系统中长PN序列的快速捕获。      

极低信噪比下的导频联合编码辅助载波同步算法

针对深空通信系统中编码辅助载波同步算法存在精度受限和同步范围小的问题,该文提出两种导频联合编码辅助载波同步算法。首先按照最大似然估计准则推导出编码辅助载波估计的对数似然函数;按麦克劳林级数将其展开并简化或将其导数展开并简化,得到两种具有解析表达式的编码辅助精同步算法。然后为扩大同步范围,设计了一种插入导频的帧结构,提出了基于导频的粗同步算法,推导出它的理论方差。最后将粗同步与精同步顺序地结合起来,同时利用导频来辅助精同步,得到两种大频偏大相偏情况下的载波同步算法,并采用码率为1/12的低码率LDPC-Hadamard码仿真验证。结果表明新算法能大幅提高同步参数的估计精度和范围,在一定的导频长度下可逼近理想同步。     

一种低复杂度编码辅助载波同步算法

该文针对低信噪比下编码辅助同步算法存在复杂度高的问题,在分析了后验信息概率分布特性的基础上,通过设定表征可靠性大小的门限值得到了只有3种状态的简化后验均值和新的后验似然比。将新的后验均值和似然比分别运用到基于软扫频的粗同步和基于期望最大的细同步算法中,得到一种新的同步算法。新算法使用了一种新的评价函数和简化的期望最大算法。通过码率为1/6的Turbo码验证了新算法可以大幅降低加法及乘法的运算次数,在信噪比大于-7.9 dB时能达到理想同步,最大性能损失仅为0.05 dB。