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《杭州电子科技大学》 2010年
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PCM/FM再入遥测系统中信道编码技术的应用

季艳中  
【摘要】: 我国再入遥测技术主要采用脉冲编码调制/调频(PCM/FM)体制,当码速率较低时(500Kbps以下),信号受到平坦衰落,增大系统功率可以降低系统误码率。目前,我国PCM/FM再入遥测体制的数据传输速率可以达到2 Mbps。由于传输速率的提高,信号受到严重的频率选择性衰落,码间干扰严重,增大系统功率也不能降低系统误码率。因此,在无线通信系统中常使用信道编码来提高系统的抗干扰能力,降低系统误码率。近年来,能有效抵抗信道衰落并逼近香农限的信道编码技术Turbo码、LDPC码受到广泛关注,已应用到各个通信领域。Turbo码通过卷积码和伪随机交织器相结合来构造具有伪随机特性的码,并在两个软输入/软输出(SISO)译码器之间进行多次迭代实现译码,从而使其获得了接近香农限的译码性能。LDPC码是另一类能够达到Shannon极限性能的线性分组码。与Turbo码相比,基于稀疏校验矩阵的LDPC码采用并行迭代译码算法,译码算法复杂度低,运算量小,且具有更低的错误平层,这些特点使得LDPC码成为可以挑战Turbo码的另一种信道编码方案。 本文主要研究非规则LDPC码在莱斯信道下的度优化方法以及基于Turbo码和LDPC码的PCM/FM再入遥测系统的性能分析。获得的主要结论如下: 首先,在高斯信道下对Turbo码以及LDPC码的译码算法的性能进行分析对比。对非规则LDPC码与规则LDPC码的译码性能作了比较,在相同的码率下优化结构设计的非规则LDPC码在码长小于规则码码长时其性能仍然优于规则码,比最优规则码有0.6 dB-1.5dB左右的编码增益。 其次,根据PCM/FM再入遥测系统的特点,构建基于Turbo码和LDPC码的编码PCM/FM再入遥测系统架构模型。根据再入遥测信道的特点,建立了一种适用于编码的PCM/FM再入遥测系统的信道仿真模型,并将Turbo码和LDPC码应用于PCM/FM再入遥测系统,且进行了仿真实验。仿真结果表明,在再入遥测信道中,有编码的PCM/FM再入遥测系统在抗误码性能上有了很大的提高,与未编码的PCM/FM再入遥测系统相比有7dB以上的编码增益。 最后,研究了非规则LDPC码的度优化问题,提出了一种在莱斯信道下基于EXIT图的非规则LDPC码度优化方法。该方法修正了RICE信道中未知信道状态信息条件下比特节点译码器曲线计算公式,并给出了RICE信道下的度优化结果。仿真结果表明,这种方法易于实现,而且经过优化的LDPC码在衰落信道中具有良好的性能。
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