检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：彭彬国防科技大学

学位级别：硕士

在现代通信系统中,速率自适应技术和信道编码技术是提高无线通信传输有效性与可靠性的重要手段。速率兼容调制（rate compatible modulation,RCM）是一种新颖的速率自适应技术。RCM可以不需要信道状态信息的反馈,就能主动匹配信道条件... 详细信息

在现代通信系统中,速率自适应技术和信道编码技术是提高无线通信传输有效性与可靠性的重要手段。速率兼容调制（rate compatible modulation,RCM）是一种新颖的速率自适应技术。RCM可以不需要信道状态信息的反馈,就能主动匹配信道条件的变化,实现平滑的速率逼近。Polar码是基于信道极化原理提出的一种新型信道编码,已被严格证明可逼近信道容量,且具有较低的编译码复杂度和固定的编译码结构等优点。为了对抗RCM传输过程中信道的干扰,确保通信的可靠性,本文在分析RCM、Polar码和系统Polar码的基础上,提出一种Polar码与RCM联合设计,对其联合译码算法和校验位权重优化进行深入研究,主要工作如下:1.由于RCM在低信噪比环境中的传输性能急剧下降,阻碍其在实际通信系统中的广泛使用。本文研究了Polar码与RCM级联设计,并对其性能进行仿真分析,发现Polar-RCM级联设计方法能有效地提升RCM在低信噪比环境下的传输性能。2.针对Polar-RCM级联设计的译码算法不能充分利用对数似然比信息的问题,本文提出了一种高效联合迭代译码算法。通过分析中间变量节点在译码时产生的对数似然比信息的有效性,设计了能循环利用有效对数似然比信息的联合迭代译码算法,降低了译码复杂度,大幅提高了译码效率。3.基于系统码能将信息位与校验位分离的性质,对系统Polar码与RCM的级联设计进行优化,通过分析校验位对应的映射矩阵权重集对级联设计的影响,提出基于系统Polar码的RCM校验权重调整方法。传统的Polar码级联设计只能提高RCM在低信噪比下的性能,而基于系统Polar码的RCM校验权重调整方法既能提高RCM在低信噪比下的性能,也使得中高信噪比下的性能得到增强。4.针对无线通信的特点,对其可能受到的干扰攻击行为进行了分析,根据本文提出的Polar-RCM校验权重调整方法,设计了一种自适应无速率通信机制,应用到抗干扰通信中。它不需要对干扰进行检测,能随着干扰概率和频率的变化,通过自适应调整映射矩阵对应权重集抵御干扰。仿真实验结果表明,自适应无速率通信机制可有效抵御干扰攻击,且获得了较高的传输性能。

关键词：速率兼容调制极化码对数似然比信息系统极化码映射矩阵

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低复杂度的速率兼容调制技术研究

低复杂度的速率兼容调制技术研究

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作者：饶文贵华中科技大学

学位级别：博士

为满足用户持续增长的无线通信速度和业务需求，如何提高频谱效率已成为无线通信中亟待解决的关键问题。速率自适应技术是解决这一问题的有效方法。由于难以获得准确的无线信道信息，传统的速率自适应技术一般只能够实现有限(台阶状)的... 详细信息

为满足用户持续增长的无线通信速度和业务需求，如何提高频谱效率已成为无线通信中亟待解决的关键问题。速率自适应技术是解决这一问题的有效方法。由于难以获得准确的无线信道信息，传统的速率自适应技术一般只能够实现有限(台阶状)的速率调整。而且，由于受调制方式的饱和速率限制，传统速率自适应技术的频谱效率难以获得进一步提升。　　为解决以上问题，近年出现的一种基于速率兼容调制 (Rate Compatible Modulation RCM ) 的自适应传输技术，它能在较宽的信道范围内实现无缝速率自适应调整，同时具有较高的频谱效率，良好的抗噪性能和易于硬件实现的优点，因此， RCM的理论及其应用得到广泛研究。然而，目前RCM仍然存在如下主要问题:(1) RCM的频谱效率还缺乏深入的理论分析。频谱效率是RCM可达速率的基准，它在RCM的实际应用中具有重要作用。尤其是缺乏频谱效率与信道条件之间的关系，导致难以利用不同权重集进行低复杂度 RCM 设计;(2) 为在较宽的信道范围内获得较高的传输速率，传统RCM采用固定大权重集进行符号映射，从而导致较高的解调复杂度。特别地，由于受衰落和噪声的影响，实际无线信道往往处于中低信噪比范围。因此，在中低信噪比条件下，接收端需要更多的符号才能够成功解调，使得固定大权重集的RCM在低信噪比条件下的解调复杂度极高, 阻碍了RCM在实际无线通信系统中的应用。针对这些问题，本文展开如下研究：　　1）本文通过分析发送RCM信号与接收信号间的符号级互信息和块互信息，给出了RCM的频谱效率的理论表达式，分析了RCM的符号级互信息与SNR之间直接关系，并根据该关系得到了在低信噪比下，简单权重集RCM与大权重集RCM具有相同频谱效率的结论。　　2）基于上述结论，本文提出了一种低复杂度的可变权重集RCM方案，该方案根据信道条件动态改变RCM的映射权重集。具体地，在低信噪比下使用更简单的权重集，使得在不降低传输速率的条件下，可变权重集RCM方案还具有更低的解调复杂度和更好的误码性能。而且，仅在信道范围发生变化时才需要反馈表示信道范围的编码信息，因此，可变权重集RCM方案与原始固定权重集RCM方案相比，增加的反馈信息十分有限。此外，在反馈资源宝贵的场景，本文还提出了一种混合权重集的RCM方案，该方案不需要额外反馈信息，虽然与有反馈信息的可变权重集相比，其复杂度略有增加，但与传统固定权重集的RCM相比，在保持相同传输性能的同时，其解调复杂度仍然得到明显的降低。结果表明：与传统的固定权重集的RCM相比，可变权重集的RCM和混合权重集的RCM方案在低信噪比小于6dB时，其解调复杂度分别降低高达约97%和80%。　　3）最后,在对RCM的BP解调原理深入分析的基础上，本文得到一种低复杂度的概率域解调算法。该算法对RCM的BP迭代解调中噪声加权和卷积运算环节进行了优化，从而有效降低了这些环节的乘法运算量。更重要的是，为进一步降低乘法运算量，本文利用符号节点和信息节点间的似然比消息在前后迭代中的关系，通过消去符号节点似然比中的公共因子，得到一种易于计算的RCM对数似然比解调算法—Max2-LLR算法。相比其它近似的对数域算法，Max2-LLR算法在保持较低复杂度的同时具有更低的误码率。　　总之，本文研究的低复杂度RCM工作，包括频谱效率分析，可变权重集的RCM方案和低复杂度解调算法，将可以应用于未来基于RCM的无线通信系统的理论研究和工程实践中。

关键词：无线通信速率自适应速率兼容调制迭代解调置信传播

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非规则RCM及其映射矩阵优化设计

非规则RCM及其映射矩阵优化设计

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作者：徐健中南民族大学

学位级别：硕士

作为一种能在时变无线移动信道下获得连续且较高速率的无速率自适应传输技术,速率兼容调制技术(Rate Compatible Modulation,RCM)在空天通信,物联网传输和非正交多址接入等领域展现出广阔的应用前景。RCM的传输性能很大程度上取决于映... 详细信息

作为一种能在时变无线移动信道下获得连续且较高速率的无速率自适应传输技术,速率兼容调制技术(Rate Compatible Modulation,RCM)在空天通信,物联网传输和非正交多址接入等领域展现出广阔的应用前景。RCM的传输性能很大程度上取决于映射矩阵。映射矩阵构造的主要任务是确定映射矩阵中非零元素取值以及它们在矩阵中的位置。目前,RCM的研究主要集中在规则RCM理论与技术,其映射矩阵中的非零权重元素采用正负对称的规则设计,且每行中非零元素的个数相同。RCM的规则设计假设便于映射矩阵构造及其性能分析,然而规则RCM难以保证在较大信道变化范围内都能获得较高的传输速率和频谱效率。因此,如何摆脱映射矩阵设计的“规则”假设,构造性能良好的映射矩阵是RCM研究中亟待解决且具有挑战性的工作,具有重要的理论与应用价值。针对上述问题,本文提出一种非规则的速率兼容调制技术方案,并采用遗传算法进行非规则映射矩阵的优化构造,以在无线信道大动态变化范围内获得良好的传输性能。具体工作如下: (1)传统RCM权重元素采用正负对称的规则设计。然而,固定长度的规则权重集,将导致映射矩阵存在较多的短环,关键的短环极大地降低了BP解调中消息的有效传播,使得RCM存在明显的误码平台。不同于随机或准循环的规则映射矩阵构造,本文提出一种能够在较宽的信道范围内有效工作的非规则RCM传输方案,克服了传统RCM权重集的规则设计限制;此外,分析了非规则权重集的卷积运算特点,根据该特点设计了一种非规则RCM的解调算法,并给出了其符号节点处理的树形卷积实现结构。 (2)为进一步提高非规则RCM的传输性能,给出了一种基于遗传算法的非规则RCM映射矩阵的渐进构造框架。该框架利用遗传算法的择优进化优势,能构造低差错平台、性能良好的非规则映射矩阵,克服了基于传统构造方法难以保证渐进性能和存在性能验证困难的缺点。具体地,针对不同信道环境,设计了全部更新和部分更新两种遗传优化策略,利用遗传算法的交叉和变异操作渐进构造非规则RCM映射矩阵,确保构造的映射矩阵能始终朝着误码性能提升的方向进化。结果表明:相比传统规则的RCM,本文提出的非规则RCM及基于遗传算法的映射矩阵构造框架,能够在整个信道范围内获得更好的误码性能和更高的传输速率。

关键词：速率兼容调制信道状态大动态变化非规则映射矩阵设计稀疏矩阵遗传算法

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RCM-OFDM通信系统设计与实现

RCM-OFDM通信系统设计与实现

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作者：周阳忠中南民族大学

学位级别：硕士

如何提高无线时变信道的频带利用率是无线通信中亟待解决的关键问题之一。研究表明，基于速率兼容调制(RCM)的速率自适应技术在有效提高调制容量的同时能够获得平滑的速率调整。众所周知，由于具有较高频带利用率和较强的抗衰落能力，... 详细信息

如何提高无线时变信道的频带利用率是无线通信中亟待解决的关键问题之一。研究表明，基于速率兼容调制(RCM)的速率自适应技术在有效提高调制容量的同时能够获得平滑的速率调整。众所周知，由于具有较高频带利用率和较强的抗衰落能力，正交频分复用(OFDM)技术已成为当前和未来无线通信的关键技术。因此，基于RCM+OFDM的速率自适应技术能有效提高无线时变信道容量和频谱效率的同时获得无缝的速率调整。　　本文在对RCM和OFDM技术深入分析的基础上，分析了一种RCM+OFDM结构的速率自适应传输系统。本设计以Xilinx的ML605FPGA为核心进行RCM映射和译码以及OFDM的基带处理。具体工作内容包括：发送端的RCM映射、OFDM调制，接收端的OFDM解调、BP迭代译码。结合通用软件无线电平台(USRP)的宽带射频子板进行了系统验证的硬件平台搭建，同时我们还设计了一套高速的数模/模数转换子板，用于连接FPGA和射频单元，以完成整个实际无线通信链路。在驱动程序方面，设计了数模/模数控制器和射频模块的配置程序设计，以完成链路级调试。基于该平台，我们对RCM-OFDM的传输系统进行了验证，结果表明，本设计能够快速实现完成基于RCM-OFDM的无线通信系统。　　由于本设计采用高性能的FPGA平台和模块化的硬件设计，使得该系统具有较强的信号处理能力和快速灵活搭建无线通信系统的特点。同时，该硬件平台还可以为其他无线通信系统提供基于软件无线电方式的快速实现和验证。

关键词：通信系统速率兼容调制正交频分复用置信度传播

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LDPC-RCM-OFDM通信系统平台设计与实现

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电子技术与软件工程 2017年第4期 44-46页

作者：周阳忠荣宇航中南民族大学电子信息工程学院湖北省武汉市430074

随着无线通信技术发展,通信系统硬件平台不仅要求具有极强的处理能力以满足实时快速的算法实现要求,同时也需支持多种无线环境的应用。因此,如何快速而灵活的实现实际无线通信系统具有重要的意义。本文提出一种基于FPGA为核心的无线通... 详细信息

随着无线通信技术发展,通信系统硬件平台不仅要求具有极强的处理能力以满足实时快速的算法实现要求,同时也需支持多种无线环境的应用。因此,如何快速而灵活的实现实际无线通信系统具有重要的意义。本文提出一种基于FPGA为核心的无线通信硬件平台,该平台能够方便完成数字基带信号处理、通信信号处理算法的硬件实现以及DA/AD控制和射频模块配置等工作。我们还设计了高速的DA/AD子板,用以连接FPGA和宽带射频子板,从而实现快速无线通信系统的搭建。最后,通过软硬件模块化设计和调试,完成了基于LDPC-RCM-OFDM通信系统验证。结果表明该硬件平台具有较强的信号处理能力和快速而灵活的通信系统实现能力。

关键词：速率兼容调制正交频分复用技术硬件平台

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一种无速率编码调制方法的实现及应用

一种无速率编码调制方法的实现及应用

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作者：罗骥电子科技大学

学位级别：硕士

为了满足日益增长的高速率数据传输业务需求,提高信道利用率,本文建议了一种能够迫近信道容量的速率兼容调制方式(RCM),该种方法不需要信道信息反馈,就可以实现平滑的速率自适应和无缝的信道匹配。RCM还具有无速率的特点,这和传统的数... 详细信息

为了满足日益增长的高速率数据传输业务需求,提高信道利用率,本文建议了一种能够迫近信道容量的速率兼容调制方式(RCM),该种方法不需要信道信息反馈,就可以实现平滑的速率自适应和无缝的信道匹配。RCM还具有无速率的特点,这和传统的数字喷泉码类似,只要接收端接收到足够多的符号或者数据包就能够成功译码。为了改进传统RCM在低信噪比下的性能,本文建议了两种生成矩阵的构造方法,改进后的方案可以适用于更高动态范围的信噪比通信,产生更高的吞吐率。本文还提出了一种RCM的低复杂度的译码算法,使得在速率损失不大的情况下,可以大幅度降低译码的复杂度。最后对RCM的应用进行了简单的研究。本文首先详细分析了RCM的基本原理,以及RCM进行自适应编码调制的方法。其次,根据RCM的原理和特点,研究了设计RCM生成矩阵的一些基本准则。针对目前RCM生成矩阵设计的不足,通过优化其生成矩阵的权重分布和度分布,给出了两种RCM生成矩阵的设计方法,并加入了一种译码迭代停止方法,从理论分析与实验仿真上证明了新的方法可以获得比原方法更好的性能。实验结果显示,无论在高信噪比还是低信噪比下,LDPC码结合RCM的新型编码调制方案获得的吞吐率均优于LDPC码、Turbo码或Raptor码结合QAM调制的自适应系统。最后,利用RCM生成矩阵G中非零元素是实数的特点,本文还提出了一种RCM的低复杂度的译码方法,能够使译码时水平迭代的复杂度降低大约一半,大大的降低了译码的复杂度。由于RCM具有不需要信道信息反馈和速率自适应的特性,又可以利用LDPC码等纠错码进行预编码,RCM有很大的潜力。未来可能成为卫星通信的一种备选方案。本文提出了一种基于RCM编码调制系统的安全编码方案,并对RCM应用于广播通信进行了简单介绍。

关键词：速率兼容调制速率自适应联合编码调制无速率码

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卫星通信中新型自适应编码调制方法

卫星通信中新型自适应编码调制方法

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第十一届卫星通信学术年会

作者：罗骥史治平张忠培电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室

为了满足日益增长的高速率数据传输业务需求，提高信道利用率，本文针对卫星信道的时变特性，建议了一种逼近信道容量的速率兼容调制(RCM)方式，该方法不需要信道信息反馈，可以实现平滑的速率自适应和无缝的信道匹配。为了改进传统RCM... 详细信息

为了满足日益增长的高速率数据传输业务需求，提高信道利用率，本文针对卫星信道的时变特性，建议了一种逼近信道容量的速率兼容调制(RCM)方式，该方法不需要信道信息反馈，可以实现平滑的速率自适应和无缝的信道匹配。为了改进传统RCM在低信噪比下的性能，本文建议了一种生成矩阵的构造方法，改进后的方案可以适用于更高动态范围的信噪比通信，产生更高的吞吐率。最后，本文还提出了一种低复杂度的译码算法，速率几乎没有损失的情况下，可以大幅度降低译码复杂度。

关键词：速率兼容调制速率自适应联合编码调制

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