采用LDPC码的低复杂度跳频通信系统设计与仿真

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跳频通信是现代军事无线通信抗干扰的主要手段,对于在恶劣的电磁环境中保障畅通的通信指挥,具有重大的军事意义。同时跳频通信技术不仅具有优良的抗干扰性能,而且拥有多址组网性能,在民用移动通信中也得到了广泛的应用。目前,跳频通信正在向更高的跳频速率、更强的抗干扰能力和更低的实现复杂度发展。跳频通信系统中的信道编码技术是提高系统性能的关键技术,同时也是跳频通信系统中复杂度较高的模块之一。为了在保证性能的前提下,降低跳频通信系统复杂度,本文提出了两套方案。第一套方案是从降低编码技术本身复杂度的角度出发,采用低实现复杂度的EG-LDPC码来代替随机构造的LDPC码。仿真结果显示:无论在部分频带干扰信道还是在瑞利平衰落信道下,对于FH系统,采用EG-LDPC码编码相对于随机构造的LDPC码,性能差距能够保持在0.4dB~0.6dB(BER=10-6)。因此,这种方案更适合于要求具有较低复杂度的跳频通信系统。另一套方案则是从降低系统总体复杂度的角度出发,用GLDPCH编码的FH系统(GLDPCH-FH系统)代替随机构造的LDPC码编码的混合扩频跳频系统(LDPC-FH/DS系统)。这种方案由于采用了极低码率的GLDPCH码,使得FH系统不需要如扩频和一些复杂的接收技术,从而降低系统复杂度。仿真结果表明:在部分频带干扰信道下,系统总码率为0.05时,GLDPCH-FH系统优于LDPC-FH/DS系统0.1dB,而在总码率为0.02时,这个性能优势扩大为0.3dB;而在平坦衰落信道下,由于采用非相干的检测方式,性能不如相同系统码率情况下的LDPC-FH/DS系统。但是通过适当选择GLDPCH-FH系统的码率,可以得到与LDPC-FH/DS系统相当的性能。因此在部分频带干扰信道,方案二可以作为性能和复杂度要求都比较高的系统的一个方案,而在平衰落信道下,方案二适用于要求具有较低复杂度的系统中。上述两套方案对于推动LDPC码在跳频通信系统中的应用有一定的理论参考价值。
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