本文關(guān)鍵詞：基于學(xué)習(xí)的自適應(yīng)無速率碼傳輸機(jī)制及VOFDM調(diào)制系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：現(xiàn)代無線通信環(huán)境普遍存在著噪聲、干擾等問題,使得無線信號(hào)在傳輸過程中不僅經(jīng)歷信道衰落等大尺度衰落,還會(huì)經(jīng)歷多徑傳播、多普勒頻移以及頻率擴(kuò)展等引起的小尺度衰落。這些問題不但嚴(yán)重影響傳輸?shù)目煽啃院蛡鬏斮|(zhì)量,更有可能造成通信中斷。為保證信息的可靠傳輸,許多差錯(cuò)控制技術(shù)投入使用,其中最為廣泛的是采用具有極強(qiáng)糾錯(cuò)能力的級(jí)聯(lián)碼或者Turbo碼作為信道編碼技術(shù)。但是,當(dāng)面臨動(dòng)態(tài)變化的信道時(shí),這類傳統(tǒng)的固定碼率的編碼無法很好地適應(yīng)信道變化,造成了很大的信令開銷。為解決上述問題,學(xué)者們紛紛將目光轉(zhuǎn)向無速率碼——一種可以自適應(yīng)信道動(dòng)態(tài)變化從而調(diào)節(jié)碼率的前向遞增冗余碼。本文從工程角度出發(fā),主要研究基于無速率編碼的傳輸系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)問題,包括發(fā)送策略、與調(diào)制方式的結(jié)合等。相關(guān)研究?jī)?nèi)容如下：提出了一種適用于基于Q學(xué)習(xí)的無速率碼傳輸系統(tǒng)的發(fā)送端主動(dòng)自適應(yīng)調(diào)節(jié)碼率的算法。在理論上,一個(gè)基于無速率碼的傳輸系統(tǒng)的發(fā)送端只需源源不斷地將符號(hào)發(fā)送出去,而接收端在收到第一個(gè)符號(hào)就開始啟動(dòng)譯碼,如果譯碼成功就繼續(xù)下一輪新的信息發(fā)送；反之,則需要發(fā)送端繼續(xù)發(fā)送冗余符號(hào),接收端將新收到的符號(hào)加入譯碼。這個(gè)過程一直持續(xù)到譯碼成功為止。而從工程的角度考慮,為了控制開銷,發(fā)送端首先將編碼所生成的編碼組成一個(gè)數(shù)據(jù)包,并將這個(gè)數(shù)據(jù)包拆分成若干個(gè)子幀,當(dāng)接收端收到一定數(shù)量子幀時(shí)開始譯碼,當(dāng)這個(gè)譯碼一次性成功的概率超過一定的門限,相對(duì)應(yīng)的譯碼和傳輸開銷也會(huì)相應(yīng)減小。因此,我們需要一種發(fā)送端適用的主動(dòng)學(xué)習(xí)算法,當(dāng)信道動(dòng)態(tài)變化時(shí),發(fā)送端通過學(xué)習(xí)反饋和歷史發(fā)送情況來判斷在當(dāng)前信道下應(yīng)該連續(xù)發(fā)出子幀的數(shù)目,以此來保證譯碼成功率和開銷。本算法的基本思想是借鑒機(jī)器學(xué)習(xí)中的Q學(xué)習(xí)算法,通過定義代價(jià)函數(shù)、回報(bào)函數(shù)等對(duì)當(dāng)前信道進(jìn)行學(xué)習(xí),并通過一個(gè)簡(jiǎn)單的策略自適應(yīng)調(diào)節(jié)碼率。仿真結(jié)果證明使用這種算法能夠有效提高傳輸?shù)耐掏铝?降低重傳率,降低譯碼延時(shí)等引起的延時(shí)。提出了一種適用于無速率碼傳輸系統(tǒng)的無速率碼與向量正交頻分復(fù)用(VOFDM)調(diào)制方式相結(jié)合的聯(lián)合解碼解調(diào)的迭代接收機(jī),并提出了一種適用于該接收機(jī)的迭代均衡算法。向量正交頻分復(fù)用是一種建立在正交頻分復(fù)用(OFDM)基礎(chǔ)上的改進(jìn)調(diào)制方式。這種調(diào)制方式不僅成為連接傳統(tǒng)正交頻分復(fù)用和單載波頻域均衡(SC-FDE)的橋梁,使得在此框架下傳統(tǒng)正交頻分復(fù)用成為向量正交頻分復(fù)用的向量長(zhǎng)度為1的一種特例,還證明針對(duì)由多徑引起的時(shí)變信道,向量正交頻分復(fù)用能夠通過改變向量長(zhǎng)度以增大分集增益,從而具有更優(yōu)的抗衰落性能。因此我們希望將這種抗衰落的性質(zhì)用于無速率碼傳輸系統(tǒng)。在實(shí)現(xiàn)時(shí)考慮到向量正交頻分復(fù)用可以利用無速率譯碼的每一輪迭代過程中產(chǎn)生的軟信息,并將其與收到的信道符號(hào)所提供的信息進(jìn)行一輪新的解調(diào),并將解調(diào)后得到的更新過的符號(hào)信息再次傳遞給譯碼器以完成一輪新的譯碼過程。這樣的過程周而復(fù)始直到達(dá)到所有的校驗(yàn)條件或者最大迭代次數(shù)。通過使用不同的解調(diào)方式,對(duì)使用這些方法的迭代接收機(jī)作誤碼性能和計(jì)算復(fù)雜度上的考慮,得出使用軟線性消除算法的迭代接收機(jī)能夠達(dá)到最佳綜合性能。提出了一種將同樣建立在正交頻分復(fù)用基礎(chǔ)上的兩種調(diào)制方法結(jié)合起來的方法,即向量正交頻分復(fù)用和子載波標(biāo)號(hào)調(diào)制(OFDM-IM)方式。子載波標(biāo)號(hào)調(diào)制方式是近年來提出的一種基于正交頻分復(fù)用的調(diào)制方式,其基本思想是借鑒了空間調(diào)制的思想,并不使用所有的子載波來承載星座點(diǎn),而是選擇其中的一部分用以傳輸星座點(diǎn)信息,這部分被選中的子載波叫做活躍子載波,相對(duì)應(yīng)地,剩下地未被選中的子載波就叫做非活躍子載波。除了星座點(diǎn)信息,子載波是否被選擇具有的不確定性也可以用來傳輸信息。因此相對(duì)于傳統(tǒng)的向量正交頻分復(fù)用,經(jīng)過合適設(shè)計(jì)的子載波標(biāo)號(hào)調(diào)制方法具有更高的吞吐量。而新的相關(guān)研究也進(jìn)一步證明在較高信噪比下子載波標(biāo)號(hào)調(diào)制相對(duì)于傳統(tǒng)正交頻分復(fù)用有更高的分集增益。然而在較低信噪比下的性能大大限制了子載波標(biāo)號(hào)調(diào)制方式的實(shí)用性。為解決這一問題,同時(shí)利用向量正交頻分復(fù)用方式的抗衰落性能和子載波標(biāo)號(hào)調(diào)制方式的增大吞吐量的優(yōu)勢(shì),提出了將二者結(jié)合的方法,控制計(jì)算復(fù)雜度的同時(shí)使得這種向量子載波標(biāo)號(hào)調(diào)制(VIM-OFDM)在較低信噪比下的性能大為提高。仿真結(jié)果證明這種方法兼具二者優(yōu)勢(shì),使整個(gè)調(diào)制系統(tǒng)的誤碼性能和吞吐量的綜合性能有大幅度提升。
【關(guān)鍵詞】：無速率碼 Q學(xué)習(xí) 自適應(yīng) 向量正交頻分復(fù)用 子載波標(biāo)號(hào)調(diào)制
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN92
【目錄】：

• 致謝4-6
• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 第1章 緒論14-26
• 1.1 課題研究背景及意義14-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-23
• 1.2.1 無速率編碼介紹15-20
• 1.2.2 傳輸機(jī)制與碼調(diào)系統(tǒng)20-23
• 1.3 論文主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排23-26
• 第2章 無速率碼的傳輸碼率主動(dòng)自適應(yīng)碼率調(diào)整算法設(shè)計(jì)26-40
• 2.1 引言26-28
• 2.2 基于無速率編碼傳輸系統(tǒng)的模型以及算法評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)28-32
• 2.2.1 基于無速率編碼半雙工傳輸系統(tǒng)模型28-29
• 2.2.2 基于無速率編碼傳輸系統(tǒng)碼率調(diào)整算法評(píng)化標(biāo)準(zhǔn)化29-32
• 2.3 適用于無速率編碼傳輸系統(tǒng)的基于強(qiáng)化Q學(xué)習(xí)的主動(dòng)自適應(yīng)碼率調(diào)整算法的設(shè)計(jì)32-35
• 2.3.1 強(qiáng)化Q學(xué)習(xí)算法通式及相關(guān)函數(shù)設(shè)計(jì)33-35
• 2.3.2 基于Q學(xué)習(xí)發(fā)送端主動(dòng)自適應(yīng)碼率調(diào)整算法35
• 2.4 仿真結(jié)果分析35-38
• 2.5 本章小結(jié)38-40
• 第3章 無速率編碼VOFDM系統(tǒng)聯(lián)合均衡與譯碼40-59
• 3.1 引言40-41
• 3.2 無速率碼迭代譯碼和向量正交頻分復(fù)用介紹41-45
• 3.2.1 無速率碼的迭代譯碼算法—_BP譯碼42-43
• 3.2.2 向量正交頻分復(fù)用(VOFDM)系統(tǒng)43-45
• 3.3 無速率編碼VOFDM傳輸系統(tǒng)迭代接收機(jī)框架與算法45-54
• 3.3.1 無速率編碼VOFDM傳輸系統(tǒng)迭代接收機(jī)框架45-46
• 3.3.2 適用于無速率編碼VOFDM傳輸系統(tǒng)迭代接收機(jī)的聯(lián)合均衡與譯碼算法46-52
• 3.3.3 迭代信道估計(jì)、均衡與譯碼算法52-54
• 3.4 仿真結(jié)果與分析54-56
• 3.5 本章小結(jié)56-59
• 第4章 基于正交頻分復(fù)用的向量子載波標(biāo)號(hào)調(diào)制系統(tǒng)研究59-73
• 4.1 引言59-60
• 4.2 基于正交頻分復(fù)用的子載波標(biāo)號(hào)調(diào)制方法60-64
• 4.2.1 基本子載波標(biāo)號(hào)調(diào)制方法60-63
• 4.2.2 推廣子載波標(biāo)號(hào)調(diào)制方法63-64
• 4.3 基于正交頻分復(fù)用的向量子載波標(biāo)號(hào)調(diào)制方法64-68
• 4.3.1 系統(tǒng)模型64-66
• 4.3.2 向量子載波標(biāo)號(hào)調(diào)制解調(diào)方法66-68
• 4.4 測(cè)試結(jié)果分析68-71
• 4.5 本章小結(jié)71-73
• 第5章 總結(jié)與展望73-76
• 5.1 工作總結(jié)73-74
• 5.2 研究展望74-76
• 參考文獻(xiàn)76-81
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的論文81-82

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6 胡e，

本文編號(hào)：267654