论文部分内容阅读
随着5G标准的逐步制定,对其关键技术的研究也在全球范围内如火如荼的进行中。LDPC码作为5G增强式移动宽带场景的数据信道编码方案也是目前研究的热门方向之一。LDPC码在信噪比较低的情况下具有较好的译码性能,这对接收机的同步提出了更严格的要求,即系统要求在较低的信噪比下成功获取同步信息,因此研究LDPC码辅助同步技术具有重要的意义和价值。本文的研究内容主要分为三个方面。LDPC码辅助载波同步方面:首先研究了LDPC码辅助载波粗同步算法,对影响该算法复杂度的因素作具体的分析与讨论,并根据5G LDPC码奇偶校验矩阵的列重特点修正了该算法中MSSO函数表达式,降低了其复杂度;然后基于5G LDPC编码系统,研究并优化LDPC码辅助载波相位细同步算法,针对LDPC码长较短时相位估计不准确的问题,提出联合多帧LDPC码辅助载波相位估计的方法,提高了相位估计精度,对于LDPC码长较长时该算法复杂度较高的问题,对相位估计表达式进行简化,降低了原算法的复杂度;最后针对现有基于Costas环的LDPC码辅助载波同步算法在存在残余频偏时估计性能较差的问题,提出了一种基于Costas环的LDPC码辅助载波频率同步算法,并与现有的主流的基于EM算法的LDPC码辅助载波频率同步算法在不同条件下进行仿真对比,仿真结果表明本文提出算法具有更宽的同步范围和更低的误码率。LDPC码辅助帧同步方面:研究了三种LDPC码辅助帧同步算法。针对基于校验软信息的LDPC码辅助帧同步算法复杂度较高的问题,利用5G LDPC码奇偶校验矩阵的行重特点,通过在译码迭代时不迭代行重较高的校验节点,降低了其复杂度;针对现有的基于M值的LDPC码辅助帧同步算法需要多次译码迭代和复杂度高的问题,利用PN序列的强自相关性对其进行优化,使得该算法在较低的译码迭代次数下也具有较好的同步性能。5G LDPC编码器设计实现方面:本文设计了一种5G LDPC编码器,它采用真双口RAM代替传统的桶形移位寄存器来实现循环移位,并且根据5G LDPC码奇偶校验矩阵的结构特点采用四路并行计算校验向量的方案,它具有更小的时延、更低的复杂度以及更高的吞吐率。