基于因子图的联合载波频偏估计与信道译码算法-论文.pdf

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1、第2O卷第2期(总第77期)现代军事通信Vo1．2ONo．2(Sum77)2012年6月J．ofModernMilitaryCommunicationsJun．2012基于因子图的联合载波频偏估计与信道译码算法黄忠虎，王鹏宇。，尹庭辉，孟凡秋(1．解放军理工大学通信工程学院，南京210007；2．解放军92493部队，辽宁葫芦岛125000)摘要：在研究信道译码、载波频偏估计和因子图／和积算法的基础上，构建了基于MAP准则的联合载波频偏估计与信道译码系统的因子图，并根据该因子图提出了联合载波频偏估计与信道译码算法，采用载波频偏离散化和长帧数据分

2、为多个短子帧两个方法，推导了该算法的近似形式，大大降低该算法的运算复杂度，扩大了它的应用范围。计算机仿真结果表明：在低信噪比条件下，与载波频偏估计与信道译码独立进行的通信系统相比，基于因子图的联合载波频偏估计与信道译码算法能够大幅度提高通信系统的性能；同时该算法的近似形式能够逼近该算法的理想性能，这也证明了该近似形式的合理性。关键词：因子图；和积算法；载波频偏估计；BP算法AJointCarrierFrequencyOffsetEstimationandChannelDecodingBasedonFactorGraphHUANGZhong—hu

3、，WANGPeng—yu。，yⅣTing—hui，MENGFan-qiu(1．InstituteofCommunicationsEngineering，PLAUniv．ofSei．&Tech．，Nanjing210007，China；2．Unit92493ofPLA，Huludao125000，China)Abstract：Basedontheresearchofchanneldecoding，carrierfrequencyoffsetestimationandfactor—graph／sum—productalgorithm，thispap

4、erconstructsafactorgraphforthejointcarrierfrequencyoffsetestima—tionandchanneldecoding，andproposesanalgorithmofthejointcarrierfrequencyoffsetandchannelde—coding，inwhichthelongcodeisdecomposedtOmanyshortcodesandthecarrierfrequencyoffsetisquan—tized．Thispaperalsogivesapractica

5、lalgorithmwhichcandecreasethecomplexityofthejointcarrierfre—quencyoffsetestimationandchanneldecodingandexpanditsapplicationfields．Thesimulationresultsshowthatcomparedwiththecommunicationsystemsinwhichthecarrierfrequencyoffsetestimationandchanneldecodingareaccomplishedindepen

6、dently，thisproposedalgorithmhasbetterperformanceinlowSNR．Keywords：factorgraph；sum—productalgorithm；carrierfrequencyoffsetestimation；BPalgorithm的正确解码，频率估计和跟踪是至关重要的。0引目为了实现载波频率的同步，传统的接收机主要采用以经典的锁相环为基础的递归反馈式结构。锁无线通信的传输性能受到信号衰落、干扰和加相环捕获时间长，有挂起现象，有假锁、失锁、抖动等性噪声而削弱。如果存在载波频偏会进一步地严重问

7、题，而且锁相环的体积大，功耗高，大大制约了便削弱通信系统的性能。产生频偏的原因有两个：一是携式通信设备的研究与发展。由于存在这些问题，人发送端和接收端的载波频率不同步；二是由于高速们自然寻求数字载波频偏估计技术口]。移动所引起的多普勒频率偏移。为了确保发送信息1数字载波频偏估计技术收稿日期：2012—01—05；修回日期：2012—02—21作者简介：黄忠虎(1975一)，男，副教授，博士，主要研究方向为基于数字载波频偏估计技术的通信接收机框图卫星通信。总第77期黄忠虎，等：基于因子图的联合载波频偏估计与信道译码算法13如图1所示。输入信号经过

8、正交混频得到基带信号，乘1I载波频偏的接收机估计并消除接收信号中的载波频偏[z-a]。消除法1低通Q(0—因子图处理器]滤波器厂一载波频偏的信号被送到