非理想非高斯信道下檢測譯碼技術(shù)研究.pdf

1、傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)、信道編解碼技術(shù)研究大多基于加性高斯白噪聲信道(AWGN)模型的假設(shè)，然而在大量實際通信系統(tǒng)中，這一假設(shè)并不都成立，主要體現(xiàn)在三個方面:非高斯、非加性和非線性。本文主要研究非理想高斯信道下的檢測和譯碼算法。
　　在對本文的研究背景和非理想高斯信道概念進(jìn)行了綜合闡述后，正文部分第二章作為全文的理論基礎(chǔ)，介紹了Turbo碼和LDPC碼這兩種近香農(nóng)限的糾錯碼的編解碼算法，對Turbo碼MAP譯碼算法和簡化的Max

2、-Log-MAP譯碼算法，LDPC碼標(biāo)準(zhǔn)BP譯碼算法和簡化的Min-Sum算法進(jìn)行譯碼性能仿真。仿真結(jié)果表明Turbo碼Max-Log-MAP算法與Log-MAP算法相比譯碼復(fù)雜度低，且選擇好合適的修正系數(shù)后性能損失很小。LDPC碼歸一化MS算法相比BP算法雖然譯碼性能有很少損失，但譯碼復(fù)雜度較低，適合硬件實現(xiàn)。
　　第三章以脈沖干擾SαS信道為例考慮非高斯信道。針對SαS噪聲概率密度函數(shù)無閉式解析式這一特點，建立相應(yīng)的信道模型，

3、并先后提出了最優(yōu)的似然比計算方案、削頂法折線擬合及改進(jìn)的PWL2n+1折線擬合這三種信道輸出似然比計算方案。最后對這三種檢測方案有效性在Turbo碼和LDPC碼作為糾錯碼的系統(tǒng)中進(jìn)行仿真驗證。仿真結(jié)果表明本文提出的兩種折線擬合似然比計算方案都比傳統(tǒng)的基于高斯分布的解調(diào)方案性能有了明顯的提升，在采用信道編解碼的系統(tǒng)中能有效抵抗非高斯脈沖噪聲的干擾。
　　第四章以大氣湍流信道為例考慮非加性信道。先建立通用Gamma-Gamma分布信道

4、衰落模型,給出平均值估計的方法對信道光強(qiáng)I進(jìn)行參數(shù)估計。然后，為了抵抗非加性噪聲對系統(tǒng)造成的性能損失，我們對傳統(tǒng)Turbo碼迭代譯碼算法進(jìn)行改進(jìn)，給出了一種OSD輔助的Turbo碼迭代譯碼方案，并進(jìn)一步對這種Turbo-OSD方案進(jìn)行了算法改進(jìn)，分別提出了基于累加似然比的Turbo-OSD譯碼方案和CRC輔助的Turbo-OSD譯碼方案。最后，我們對不同參數(shù)Gamma-Gamma分布衰落信道下的各類迭代譯碼方案誤碼率性能進(jìn)行了仿真，仿真

5、結(jié)果表明，對于信道變化較慢的Gamma-Gamma分布衰落信道，可以采用簡單且易實現(xiàn)的平均值估計方法對信號光強(qiáng)度I進(jìn)行估計，結(jié)合Turbo碼較強(qiáng)的糾錯能力可有效提升大氣湍流信道下的譯碼性能。
　　第五章以可見光傳輸信道為例考慮非線性信道。針對LED非線性特性和DCO-OFDM系統(tǒng)高PAPR的特點，我們首先詳細(xì)分析了LED非線性產(chǎn)生的原因并建立了非線性對稱削頂模型。然后，為了降低OFDM符號的PAPR，采用一種基于凸優(yōu)化的音調(diào)注入算

6、法，將原星座圖進(jìn)行擴(kuò)展，并通過優(yōu)化算法選擇合適的星座點，從而使得系統(tǒng)PAPR最低。接著，為在采用糾錯編碼系統(tǒng)中有效抵抗信道非線性，我們針對音調(diào)注入算法后的擴(kuò)展星座圖，提出了一種改進(jìn)的軟檢測方案，輸出軟量給Turbo碼或LDPC碼譯碼器進(jìn)行譯碼。最后，我們對LED非線性對稱削頂模型下的Turbo碼和LDPC碼譯碼性能進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果證明了音調(diào)注入算法能有效降低DCO-OFDM系統(tǒng)的PAPR，且在接收端改進(jìn)檢測方案后，Turbo碼和LDP