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《基于EM算法的符號(hào)定時(shí)同步》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、第4A期2007年8月信號(hào)處理SIGNALPROCESSING基于EM算法的符號(hào)定時(shí)同步潘小飛，劉愛(ài)軍，張邦寧，王杭先，方華（解放軍理工大學(xué)通信工程學(xué)院，南京210007）摘要：為了充分利用LDPC的編碼增益，接收機(jī)必須進(jìn)行精確的符號(hào)同步，如何在低信噪比下，提奇LDPC的編碼系統(tǒng)的定時(shí)同步精度是本文的孩心問(wèn)題。EM算法被廣泛應(yīng)用于參數(shù)估計(jì)領(lǐng)域，而基于EM的迭代符號(hào)同步算法較難直接實(shí)現(xiàn),為此，本文研究了四種近似或者逼近方案來(lái)實(shí)現(xiàn)EM迭代定時(shí)估計(jì)，其中有三種均為首次提出。文章分析和對(duì)比四種方案的特點(diǎn)、性能以及適用范圍，得到
2、了一些有益的結(jié)論。關(guān)鍵詞：低密度校驗(yàn)碼，符號(hào)同步，EM算法TheIterativeTimingRecoverySchemeBasedonEMAlgorithmPanXiao-fei,LiuAi-jun,ZhangBang-ning,WangHang-xian,FangHua(InstituteofCommunicationsEngineering,PLAUST,Nanjing210007,China)Abstract:TomakeuseofLDPC'shighcodinggainadequately,thereceiv
3、ermustkeepaccuratesymbolsynchronization.Howtoincreasethetimingestimationaccuracyisthemainissueofthispaper.BecauseoftheinconvenienceofEM-basedtimingrecovery,fourapproximatealgorithmshaveberesearched,threeofthemareproposedforthefirsttime.Theircharacteristics,perfo
4、rmanceandapplicationsituationsarediscussed?Bytheanalysisandcomparisonofthesemethods,somesignificativeresultshavebeengiven.Keywords：LDPC,symboltiming,expectation-maximizationalgorithm1引言'LDPC碼⑴和Turbo碼⑵雖然理論性能優(yōu)異，但在實(shí)際應(yīng)用中，往往性能存在較大差距，這主要是由于在信噪比很低時(shí)，傳統(tǒng)的同步算法已經(jīng)不能正常工作，無(wú)法為香
5、農(nóng)極限碼提供基礎(chǔ)的同步支持，使譯碼過(guò)程無(wú)法正常開(kāi)始。然而，如果能在同步過(guò)程中靈活利用迭代譯碼器輸出的軟信息來(lái)輔助同步過(guò)程的進(jìn)行，運(yùn)用香農(nóng)極限碼強(qiáng)大的編碼增益提奇同步精度，將有效的解決這一問(wèn)題.文獻(xiàn)［3］針對(duì)Turbo編碼系統(tǒng)中符號(hào)同步誤差的校正問(wèn)題，提出了自己的一套算法，其采用4倍過(guò)采樣技術(shù)，并獲得兩組靠近最佳采樣點(diǎn)的信號(hào)，分別對(duì)這兩組信號(hào)進(jìn)行譯碼后，對(duì)兩組譯碼輸出軟信息進(jìn)行加權(quán)合并，這一方法有效地克服了接收端符號(hào)同步誤差引起的系統(tǒng)性能惡化。文獻(xiàn)［4］將文獻(xiàn)卩］的算法運(yùn)用到基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（60403
6、043）;國(guó)防預(yù)研基金項(xiàng)目<51421010504^3801）LDPC編碼系統(tǒng)中，與文獻(xiàn)［3］不同的是，其采用信號(hào)插值方式來(lái)估計(jì)最佳釆樣點(diǎn)的樣值，并將得到的樣值作為譯碼器的輸入，其譯碼輸出作為最終的譯碼判決依據(jù)。文獻(xiàn)［5］給出了一種先驗(yàn)概率輔助（APPA）的迭代定時(shí)同步算法，通過(guò)一個(gè)反饋控制回路，不斷的計(jì)算當(dāng)前的定時(shí)誤差，并對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整以實(shí)現(xiàn)定時(shí)估計(jì)。EM算法被廣泛運(yùn)用到參數(shù)估計(jì)領(lǐng)域，基于EM算法的迭代定時(shí)估計(jì)也在部分文獻(xiàn)中進(jìn)行了研究，文獻(xiàn)【6］中，NeleNoels給出了軟信息輔助的迭代同步理論框架，基于EM算法
7、給出了一種通用的迭代同步分析方法。文獻(xiàn)［7］基于EM算法給出了一種EM迭代與譯碼迭代相結(jié)合的定時(shí)同步算法，通過(guò)有限差分實(shí)現(xiàn)近似，得到了擁有很接近MCRB的估計(jì)性能.由于基于EM的迭代符號(hào)同步算法較難直接實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)有文獻(xiàn)中，只有文獻(xiàn)［7］提及具體的實(shí)現(xiàn)方案，但同樣沒(méi)有給出實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)?在本文中，提出了三種近似或者逼近方案來(lái)實(shí)現(xiàn)EM迭代定時(shí)估計(jì)，連同文獻(xiàn)［7］中的近似算法，通過(guò)對(duì)比四種算法的優(yōu)缺點(diǎn)以及適用場(chǎng)合，得到了一些有益的結(jié)論。本文的結(jié)構(gòu)如下，第2節(jié)描述了本文研究的系統(tǒng)模型，并分析和仿真了符號(hào)同步誤差對(duì)LDPC譯碼算法性能的
8、影響，在第3節(jié)提出了本文所重點(diǎn)研究的四種基于EM算法的迭代定時(shí)同步方案，并在第4節(jié)給出了算法對(duì)比.笫5節(jié)足全文總結(jié).2系統(tǒng)模型本節(jié)算法及仿真星于LDPC編碼系統(tǒng)（碼長(zhǎng)/：=1200,碼率1/4,譯碼器迭代次數(shù)上限為20）,調(diào)制方式為BPSK,信號(hào)模型如圖1所示.周期為卩的編碼符號(hào)0”經(jīng)過(guò)成形濾波送入加性高斯白噪聲（AWGN）信道.
