比特交织编码调制迭代译码系统的调制解调技术研究

比特交织编码调制迭代译码系统的调制解调技术研究 摘要 比特交织编码调制迭代译码系统(,，,,(，,)由于复杂度低、灵活性强、频谱利用率高、性能优异等特点，作为下一代无线移动通信链路中的一种关键技术受到广泛关注，如,,、，,,,,,,(,,,等。目前，针对,，,,(，,系统以及结合多天线、空时编码技术的比特交织空时编码调制迭代译码(,，(,,,,,，,)等系统调制技术的研究主要集中在纠错码、交织器、标识映射的优化 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 等方面，相应的解调器设计主要针对联合均衡的迭代译码、解映射设计等方面。虽然这些方面已经取得了相当多的成果，但仍存在许多问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 需要解决，如最优标识映射、低复杂度解映射算法等。本论文正是基于这方面的考虑，针对,，,,(，,系统的各种调制解调技术进行优化设计( 论文首先研究,，,,(，,系统的分析方法。一方面分析了,，,,(，,系统以及,，(,,,,(，,系统的性能限问题，并讨论了性能限的进一步逼近(另一方面，提出了两种不同于外部信息交换图(,,,,)的信息图构造方法，称为,，,图和,,,，图。新信息图形状类似,,,图，可以 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 征整个信噪比区间上的陡降、错误平层等，而且实现复杂度 畚钠要远低于,,,曲线。作为一种有效的分析方法，,，,?己停危希停赏脊岽?渌 陆凇,硪桓鲋氐憔褪枪赜冢牛兀桑酝肌?模桑耐家约埃危希停 嫉睦?褂τ醚芯俊,畚奶岢隽艘恢指丛佣冉系偷牡 刂品椒ǎ 蒙杓频牡 仁噶浚 锏娇刂频 问 跣系统延迟的目的( 论文紧接研究,，,,(，,系统的调制端的优化问题，首先分析影响,，,,(，,系统性能的各种因素，如纠错码、交织器、标识映射方法等，并给出系统设计时各个模块的实用参考准则。例如:错误平层低的标识映射方法和纠错能力差、结构简单的纠错码结合，可能会取得好地迭代性能(调制端优化的重点为映射标识方法，包括通常二维星座标识、多维标识、多天线系统下的标识等优化问题(一方面通过对特征参数以及性能限的研究，从理论上说明各种映射的优势以及不足;另一方面利用计算机仿真结果以及外部信息交换图(或,，,,,,,，图)，进一步验证结论。论文指出最佳映射和系统设计指标，如信噪比区间、实现复杂度、性能等密切相关，并基于优化的成对错误概率的代价函数，利用不确定先验信息，提出了一种定义区间最佳(,,,)映射方法(考虑到整个信噪比区间的性能，基于信息交换图，论文提出了一种自适应标识映射方法以获得近全局最佳性能。利用设计的,，,图和,,,，图，有效解决了其中的两个难点问题:自适应标识映射集合的确定和切换信噪比点的确定。 除了针对通常二维映射的优化，论文另一个重点就是关于多维标识映射的研?究(采用多维标识，迭代性能有很大提高。代价就是增加接收检测算法复杂度(论文给出了,,,,以及,,,,,星座的最优或近最优多维映射构造方法，在此基础上，通过修正的分段,,,搜索算法，将多维映射首次扩展到更高阶的,,,,,调制并给出不同信道下的计算机仿真性能。 论文还重点研究迭代接收的算法优化问题。采用,，,,技术可以大大提高系统的吞吐量或者性能，但也加大了系统接收机的实现复杂度。特别是相关的检测或解映射技术，其性能对系统整体性能影响很大，而其实现复杂度也是决定接收机整体复杂度的关键。论文针对接收机中关键的软输入软输,，(,,,,)解映射器进行优化设计，针对多天线系统下近,,,性能的列表球形译码(,,,)算法，提出了一种改进的自适应半径，,,,算法。研究表明，，,,,算法的计算复杂度有,大幅度 降低，和半径参数几乎无关，且随着天线数的增加，复杂度低的优势越明显。因为半径可以设置很大，其性能也得到相对提高。 论文研 究了多维映射,,,,,，,系统下的软输入软输出解映射算法(在通常,，,,最大后验概率检测算法的基础上，推导了采用多维映射时基本的,,,,,,,,,,(,,,算法公式，并首次结合多天线系统下的经典检测方法提出两种简化算法:一种利用树搜索算法选择发送符号矢量空间，称为,,,,,算法;另 一种利用列表球形译码算法选择可能发送符号矢量空间，称为,,,,,,算法。简化算法降低复杂度和选择的列表长度成比例，仿真结果表明，列表长度满足一定范围时，性能损失可以忽略。 ,，(,,,,,，,系统不适合频选信道，可以通过结合正交频分复用技术(,,,,)克服。针对高数据率比特交织空频编码调制系统(,，—,,,,，本文也称为,，,,,，,,,,,,,)，论文最后提出了一种简化的联合信道估计、迭代检测和译码实现 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。该方案中信道估计利用信道频域相关性降低,,,阶数并提供给解映射算法信道状态信息。解映射算法采用，,,,算法，其计算复杂度可以利用信道估计特性进一步得到大幅度降低。通过对不同 说明本文,，,, ,，,,,,,,,系统适合?时变多径信道模型进行性能仿真， 德恃?裥运ヂ湫诺溃 也捎眉蚧 惴ù 吹男阅芩鹗Э梢酝ü 黾拥 问 钩ァ?关键词:比特交织编码调制迭代译码软输入软输出外部信息交换图多输入多 输出标识映射空时解映射正交频分复用 ，? ,,,,,,;, ,,,,,,,,, ,, ,,, ,,, ;,,,,,,,,,，,,,,,, ,,,,,,,，,,,, ,,,;,,,, ,,,,;,,,;,，,,, ,,;,,,,,, ,,,,,,,,,;,，,,,,,,,,,,,,,,, ;,,,, ,,,,,,,,,, ,,,, ,,,,,,,,, ,,;,,,,,(,，,,,,,),,, ,,,, , ,,, ,,;,,,？,, ,, ,,,, ,,,,,,,,,, ,, ,,,,,,,, ;,,,,,,;,,,,,，,,,;, ,,;,,,,, ,, ,,,,,, ,,, ，,,, ,,,(, ,,(,,,, ,,,,,,;, ,, ,,, ,,,,,,,,, ,,,，,,?,，, ,,, ,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,;,,,,,, ;,,,, ,,,,,,,,,, ,,,, ,,,,,,,,, ,,;,,,,,?，,,,,,,，,)，,,,;, ;,,,,,,, ,，,,,，, ,,,, ,,,,,,,,,,,,,, ,,, ,,,;,,,,,, ;,,,,，,,,,,, ,,;,,,, ,, ,,,，,,, ,,,,,,,,,,,，,,, ,,,,,,,, ,,,, ,,;。,,, ,,, ,,,,,, ,, ,,,;,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,, ,,;,,,,, ,,,,, ,,,,,,,, ,？,,,,,,,,,, ,,, ,,;,,,,,，,,,, ,,,,,, ,,,(,，,,),,,,,,,, ,,;(,,,,, ,,, ,,,,, ,,,, ,,,,,,,, ,, ,, ,,,,,,,,，,,;, ,,,,,,,,,,, ,,,,,,,, ,,,,,,，,,,,;,,,,,,,,, ,，,, ,;,,,,;, ,,;(,,,,, ,,,,,;,,,,,,,,,,,,,(,,,, ,,,,,;,, ,,,,, ,,,,,,,,,, ,,,，,,—，, ,,,,,,, ,,, ,,,,,,,, ,,,,,, ,,,,,( ,,,,,,,，,,, ,,,,,,,, ,,,,,,, ,, ,，,,—，, ,,,,,, ,,; 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?增加发送功率; ?增加信号的星座点数(或提高带宽效率):调制阶数增加; ?使用,，,, 空时编码，空间复用技术: 一强有力的纠错编码技术:,,,,,码、低密度校验码(,,,,)等; ?其它如协作通信技术等( 采用先进的,，,,技术、空时编码技术、自适应编码调制技术和高效信道编码技术，在获得高数据率、高谱效率等的同时，势必也使得系统的实现复杂度和功耗大幅度增加。因此，对可以降低系统实现复杂度的物理层通信方案的要求也显得格外突出。高效编码调制方案、高效联合解调迭代译码技术在谱效率、实现复杂度、抗信道衰落等诸多方面显得优势明显(一方面，采用编码调制方案，其基本思想是通过引入连续信号点的相关性增加发送信号序列的距离。?灾 攀凭褪遣槐匾 黾系统带宽就可以获得很高的编码增益，从而改善,,,性能，非常适合带宽受限信道。高效编码调制方案可以结合高效纠错码和高谱效率的高阶星座调制，并可以获得更高的分集度。另一方面，接收端采用,,,,,接收机结构实现是一种逼近,，,,信道容量的有效途径。采用软输入软输出(,，,,)实现的高效联合解调迭代译码，正是利用迭代机制实现数据检测和译码，可以大幅度提高系统的可靠性。进,步可以联合迭代信道估计算法、迭代定时算法等，获得更为精确的信道脉冲响应和定时信息，提高实际系统性能。 编码调制方案中的比特交织编码调制(,，,,)方案易于结合,，,,技术、高效信道编码技术、空时编码技术、预编码技术、自适应编码调制技术等，适合采用高效联合迭代检测译码技术实现信号接收。,，,,在诸多通信标准如，,,, ,,,(,,,、,,,,,,,,,,都已经采用〔,，,，,,，其迭代译码实现逐渐作为下一代无线移动通信链路中的一种关键技术受到广大关注，如,(,、，,,,,,,(,,,等。本论文正是基于上述考虑，研究其中的高效编码调制方案、高效联合解调迭代译码技术，重点针对可以提高编码增益、实现复杂度较低、适合衰落信道的比特交织编码调制迭代译码系统,,，,,?，,)开展研究，给出系统的多种调制解调优化算法(同时，研究,，,,(，,如何进一步结合多天线、空时编码技术以及,,,,技术，以满足复杂衰落信道下高速率传输与日益增长的业务需求。 ,(,编码调制技术的进展 信道编码本质上是在发送信息上引入一些可控的冗余，接收机利用冗余以检测恢复噪声信道产生的传输误差(引入冗余会引起有效传输速率的下降，通常，有两种补偿速率损失的方法:如果信道允许带宽扩展，则可以增加调制速率;如 第一章绪论果信道是带宽受限，则可以扩大调制信号集，本文考虑的正是这种带宽受限的情况。后者即为非二进制调制，代价就是降低了抗噪声能力，因为在恒定的平均功率下，其信号点间距更小(如果调制和信道编码独立，可以利用纠错能力更强的编码以补偿信号集扩大带来的性能损失。联合编码和调制的思想最早由,,,,;,，,在,,,,年提出，上世纪,,年代早期，,,,;,,,,;,和,,,,〔,,的研究表明，调制和编码可以作为一个整体联合优化，利用简单的编码就可以获得大的编码增益，其核心就是在欧几里德空间优化码字，从而正式开始了编码调制领域的研究( 目前，主要的编码调制方案有:,,,,,,,,;,在,,,,年提出的格形编码调制(,,,)，主要为了有效的联合卷积编码和多相,多级调制:,,,,,,,”,在,,,,年提出的,,,,，,,,,,,,,,, ,,,,, ,,,,,,,,,,(,，,,)，非常适合衰落信道;以及，,,, ,(在,,,,年提出的,,,,,,,,,, ,,,,,(,,;,“,等等。 ,,,方案的主要特点就是信号集扩展、子集划分标识(,,)、以及联合编码和调制的设计。通过信号分集扩展，,,,可以取 得大的编码增益而不降低带宽效率(结合四状态、,,,码率纠错码以及,,,,调制的,,,方案比未编码,,,,优,,,(对,,,,信道而言，,,,的设计准则就是最大化编码信号问的自由欧式距离。但,,,有两个缺点:一是,,,在衰落信道下的性能较差(二是为了维持传输的给定可靠度，许多应用需要在信道条件改变时可以调整系统谱效率。不幸的是，在这样一个可变速率环境下要获得最佳,,,码，需要不同格形结构的编码器和译码器。为了克服这个问题，,,,,,,以及,,,,等曾提出一种实用,,,【,,，即利用一个固定“状态的最大自由距离的标准卷积码。通过对卷积码进行穿孔获得速率自适应，一定程度上提高了通用性。 与,,,不同，,,,,,,提出的,，,,方法作为一种带宽有效的编码技术，是通过把传统的二进?凭来砺牒鸵蛔槎懒?比特交织器连接起来以增加分集阶数，包括二进制纠错编码、比特交织以及高阶调制的串联，其低复杂度上的优势是显而易见的。通常衰落信道下的交织是基于符号进行的，因此任意两个可能的编码序列闻不同信道符号的最小数就是分集阶数。应用比特交织器后，分集阶数可以增加到码字的二迸制汉明距离【,,,。这种分集度的增加使得,,,曲线变得陡峭，瑞利衰落信道下大大优于,,,方案(此外，从实际实现的角度，和联合编码和调制的,,,相比，,，,,使得在设计和实现上有更大的自由度。,，,,的一个已知的缺陷是减小了自由欧式距离，这是由于比特交织固有的随机调制引起的，这使得,，,,方案在,,,,信道下性能劣于通常的,,,。不过，李晓东(,, ,,,,,,,,)，“嘲研究指出,，,,的性能可以通过迭代译码改进，,，,,—，,将,,进制的信号信道转化为册个并行子信道。通过合适的比特标识，编码比特问的大的二进制汉明距离可以间接转换为大的欧式距离(研究表明”纠？，,，,,(，,可以适用于瑞利信道及, 西安电子科技大学博士学位论文:比特交织编码谓制迭代译码系统的调制解调技术研究高斯信道，性能优于,，,,及格形编码调制(,,,)方案，并接近,,,,, ,;,(,,,,)? 比特交织空时编码调制迭代译码系统(,，(,,,,(，,)【擤船,在,，,,,,,系统的基础上增加了空时编码，可以通过空间复用码(,,,,,,，,〔,,,提高系统数据率;或者通过空时块码(,,,,)、空时格码(,,,,)等获得时间及空间分集，使之适合快衰落信道(而,，,,,，,系统进一步和,,,,系统的结合,捧捌，适合频率选择性衰落信道，也是下一代高速移动通信一种非常有竞争力的通信方案。 ,(,论文主要研究内容及创新点 ,，,,(，,系统可以提高编码增益、实现复杂度较低、适合衰落信道、可以将编码和调制分开设计、接收机适合迭代实现、易于结合其它先进技术等等，这些突出优点使得其成为新一代无线通信系统中一种非常有竞争力的关键技术(针对它的理论研究和应用研究虽然已经取得了长足的进展，但无论是分析方法还是算法实现性能及复杂度，仍然存在许多技术挑战及优化空间(通过研究和总结，目前针对,，,,的联合迭代检测和译码方面的研究至少还存在的不足有: ,(几乎所有研究,，,,(，,以及扩展比特交织空时编.