王博远,张 涛,王 伟

(中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北 石家庄 050081)

0 引 言

对流层散射通信是利用对流层中的不均匀介质对电磁波产生的前向散射进行通信[1]。由于散射信道中，信号的衰落十分明显，需要采用高效的编码方式来抑制衰落。低密度奇偶校验码(Low Density Parity Code, LDPC)是一种线性分组码，由于其校验矩阵的稀疏性而得名。大容量传输是目前散射通信的发展方向[2]，而LDPC码可以实现高速并行低延迟译码，是一种很好的编码选择。目前在5G NR标准中采用的LDPC码(Fifth Generation New Radio LDPC，5G-NR LDPC)支持多种码率(1/5～8/9)以及多种码长(信息长度40 bit～8448 bit)，使其能够很好地支持速率自适应和大容量传输应用[3-5]。5G-NR LDPC是一种复杂度低、易于硬件实现、抗干扰能力强和编码增益较大的编码选择，这些特点使LDPC码适合作为散射通信中的编码方案。本文主要利用分集接收技术，提出一种改进的分层归一化最小和译码算法(Modified Layered-Normalized Minimum Sum Decoding Algorithm，ML-NMSA),使用分层译码的方式来减少迭代次数，降低复杂度。然后在译码算法中引入增益因子λ，矫正被缩放因子α抑制过度的节点，来提高整个算法的译码性能。最后找出不同码率下最佳缩放因子α，以适应散射信道。

1 散射信道模型

在散射信道中，一般的接收信号大部分属于“典型散射信号”，接收信号幅度以瑞利分布为主，偶有莱斯分布和大气波导，相位服从均匀分布[6-7]。假设发射信号表示为：

s(t)=Acos(2πf(t)+θ(t))

(1)

本文选择接收信号幅度服从瑞利衰落：

(2)

那么接收端的信号表示为：

r(t)=c(t,z)·Acos(2πf(t)+θ(t))+n(t)

(3)

其中，θ(t)服从0～2π均匀分布，n(t)表示噪声。

散射信号在小尺度衰落方面主要表现为快衰落特性，它具有空间选择性，相距几十个波长的不同接收点衰落特性不相关，同时具有频率选择性，相差几兆或十几兆赫兹的2个工作频率统计独立[8]。……