文档介绍：联合编码调制理论及系统优化设计
联合编码调制是未来通信系统发展的关键技术之一。近年来,随着新的纠错
编码、空时调制以及迭代译码方式的出现,联合编码调制方案的设计正成
为普遍关注的热点。本文研究工作的重点在于:迭代译码对联合编码调制方案
设计的影响;新的纠错编码和比特交织编码调制的有机结合;高阶星座的最
优化问题。
论文首先把码和高阶星座相结合,给出一种低复杂度的置信传播联合
编码调制方案。该方案利用码校验矩阵作为系统迭代终止判决准则,可大
幅度降低译码算法的平均复杂度。通过对系统迭代译码过程中互信息转移状态图
的分析,为避免过多错误反馈导致译码失效,给出一种用内、外双重迭代译码算
法,提高了系统的收敛速度和误码率性能。
论文提出了一种新的多级码的概念、基本特性、构造准则和搜索算法,
给出一种融合的联合编码调制系统框架,与传统系统区别在于用
一个多级码取代多个分量码。利用非正则具有不同度的信息节点概率
密度演化的差异,对高阶星座中具有较高级别的子信道提供额外的保护,可使迭
代反馈判决时,星座子集拥有最大的无错反馈欧氏距离调和均值,从而改善系统
的迭代收敛特性。该方案不但能够逼近信道容量,而且具有和相同的
编译码复杂度。
在上述基础上,把多级码进一步应用于空间,并与空时分组码有
机结合,提出一种新的基于迭代译码的时空并行独立信道联合编码调制
。该方案把空时矩阵调制等效为多个并行独立的比特子信道,利用
多级码的特性,对空时矩阵中各等效独立比特信道提供不等保护分集。给
出了系统在准静态衰落信道下的误码率性能限。对满速率天线非正交空
时分组码,理论分析和仿真表明,利用空时调制矩阵内各符号的关联信息可以获
得更高的迭代增益。最后仿真比较了适合迭代译码的预编码、加权和多调制非正
交空时分组码的性能。针对空间下多级码的搜索问题,分析比较离散
概率密度演化算法和高斯均值近似法的性能差异,并给出二者适用范围。
为避免空间下的信道估计,论文研究把多级非正则码和比特交织
差分空时编码调制相结合。在传统调制基础上,给出一种基于高维星
座的联合差分译码算法,从而使差分调制空时调制方案可以拥有更高传输速率和
设计自由度。在两符号差分译码算法的研究基础上,提出一种基于软信息反馈的
多符号差分迭代译码算法,并分析了差分记忆长度对系统的性能影响。
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南京航空航天大学博士学位论文
论文研究了比特交织编码调制系统中高维星座的最优化设计问题。利用多项
式拟合技术,推导出信道容量的闭合表达式。以信道容量作为最优星座映
射设计准则,给出了对非均匀的最优星座映射及其适用范围。对迭代译码
的系统,研究了基于最小无错反馈欧氏距离调和均值的星座设计准则,
并把该准则推广到空间,提出一种结合欧氏距离准则和空时码设计准则的
广义欧氏空间设计准则。对非正交设计、具有更多发射天线的系统而言,该准则
有助于寻找适合迭代译码的空时分组编码结构和星座映射图样。最后,利用广义
欧氏距离准则作为搜索代价函数,采用比特置换算法搜索来最优星座映射图样,
给出了适合迭代译码的均匀非均匀最优星座映射图样。
关键词:联合编码调制,比特交织编码调制,时空并行独立信道,低密度校验码,
多级编码,空时编码调制
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联合编码调制理论及系统优化设计
Joint coded modulation is a key technology in munication systems. In
these years, many new technologies are developed and applied to joint coded
modulation systems, such as new error-correcting codes, space-time modulation on
MIMO channels and iterative decoding algorithm. This paper is mainly considered: 1)
How joint coded modulation transmitter is designed based on the iterative decoder. 2)
bination of LDPC code with Bit-interleaved coded modula