差分跳频系统编码器与频率转移函数的匹配设计

将编码的差分跳频系统等效为串行级联码,充分利用频率转移函数所产生的网格关联信息,采用软输入软输出算法,进行类Turbo串行迭代译码,能有效改善系统的误比特性能.因此,如何实现差分跳频系统串行级联结构的外编码器和频率转移函数(G函数)的匹配设计是值得深入研究的问题.基于互信息的外信息转移图(EXIT)能有效预测迭代译码的收敛特性,并根据EXIT选择适当的内、外码进行级联.采用基于互信息的EXIT图分析差分跳频串行级联结构中外编码器和G函数的外信息转移过程,提出了一种采用EXIT图选择G函数及外编码器的方法.通过对该方法的理论分析和性能仿真,结果表明,在一定的输入先验信息量条件下,信噪比越高,G函数输出互信息量越大;在给定信噪比条件下,不同G函数对应的输出互信息量随输入先验信息量增长速度不同,能有效实现对性能较好的G函数的选择;对于给定G函数,在不同外编码方式下,通过EXIT图能得到迭代译码收敛的门限值;能反应出不同编码方式下的收敛特性的好坏,从而实现外编码器和G函数的匹配设计.     

非二进制RS-Turbo级联码性能研究

介绍了非二进制Turbo码的编码器结构,详细分析了逐符号对数MAP译码算法.在此基础上,设计了一种RS-Turbo级联码方案,该方案包括一个RS(255,239,8)外码和一个非二进制Turbo内码.仿真结果表明,与单纯使用非二进制Turbo码相比,本文提出的级联方案可明显改善高信噪比情况下的BER性能,同时可降低迭代次数.另外,级联RS码可为Turbo迭代译码提供简单可行的停止准则.     

单次反馈的Raptor码的内码度分布设计

为了减少Raptor码的冗余编码包,进而减小译码开销,同时保持较小的译码复杂度。研究了当通信网络存在单次反馈时,反馈时间的选择以及Raptor码的内码度分布的调整方案。通过理论分析和仿真给出了最佳的反馈时间点α的值以及度分布的调整方案。仿真结果表明,采用反馈和度分布调整编码,可以明显减小译码开销,同时译码复杂度是线性的,从而改善Raptor码的译码效率。     

复杂无线信道环境下渐进图像的信源信道联合编码

恶劣无线信道上丢包和随机误码共存,使得渐进图像的鲁棒高效传输异常困难。不同于以往基于乘积码和Reed-Solomon(RS)码的编码保护方案,该文提出了基于Raptor码的信源信道联合编码方案。该方案采用Raptor码对脆弱的压缩码流提供不等重保护来抵抗信道的丢包和误码。为了最小化端对端传输失真,利用动态规划算法,求得信源压缩和信道不等重保护的最优码率分配方案。仿真表明:相比于以往的传输保护方案,该方案使得端对端的图像重建的峰值信噪比提高了约2～5dB;同时搜索最优码率分配方案的复杂度和信道编码复杂度有了明显降低;解码的端对端的延迟也大大减小。     

非二进制级联码的性能评估

提出了一种非二进制级联码结构,将非二进制LDPC码(码率R=0.9)和Turbo码(码率R=0.5)串行级联,利用非二进制LDPC码在高信噪比时性能较佳,Turbo码在低信噪比时性能较佳的优势,进一步提高级联码在低信噪比和高信噪比的性能.分析了新的级联码系统在白噪声信道的性能,并与RS码和卷积码级联的RS级联码系统、二进制LDPC码和Turbo码级联的二进制级联码系统在高斯白噪声信道的误码性能和复杂度作了比较,仿真结果显示:在纠错能力方面,二进制和非二进制级联码系统的纠错能力大大优于RS级联码系统,非二进制级联码系统优于二进制级联码系统,在复杂度方面,新的级联码系统的复杂度高于RS级联码系统,但与二进制级联码系统相比,复杂度降低了.     

MIMO信道下空时迭代均衡译码系统及算法

目的提出一种在M IMO衰落信道下的低复杂度的接收结构。方法通过交织器和解交织器将SISO的均衡器和译码器以及M IMO信道估计器级联起来,进行未知信道条件下迭代均衡译码。结果采用次优的基于最小均方误差均衡算法和Max-Log-MAP译码算法,使系统复杂度大大降低。结论不但可以消除M IMO信道中的码间干扰和多径干扰,而且大大降低系统的复杂度。     

低复杂度伪码迭代捕获方法

针对迭代消息传递的伪码捕获算法复杂度过高的问题,提出一种低复杂度伪码迭代捕获方法.将伪码迭代捕获方法分成迭代译码算法和向量选择算法2个步骤来讨论:首先,采用归一化简化方法对迭代译码算法进行改进,降低了算法的空间复杂度;其次,提出一种新的伪码向量选择算法,大大降低了算法的时间和空间复杂度.仿真结果显示:提出的伪码迭代捕获算法以低的复杂度,实现了较低信噪比下长伪码的快速捕获,且其捕获性能优于现有的伪码迭代捕获方法.     

基于 Raptor码的无线传感器网络数据分布存储

在无线传感器网络中,经常出现节点失效等意外情况。如何实现数据的分布式存储是无线传感器研究的重点。根据以包为中心编码的相关研究,提出了一种基于Raptor码的无线传感器分布式数据存储方案。 Raptor码是喷泉码的一种,是一种在删除信道上有效的低复杂度的编码。通过预编码形成虚拟节点,使校验包更多的参与LT编码（ Luby transform code）,提高了编码的随机性。实验证明在有噪声条件下,具有优于分布式LT码的性能。     

Turbo码在DS／CDMA系统中的应用

基于多用户检测原理,针对传统的Turbo码通过信道信息来获得信息住的信息,修正了带校验位的并行级联Turbo码的BCJR算法,通过多用户提供的先验信息来获得信息位和校验位的信息,使其能和低复杂度的多用户检测器匹配,从而进行信息迭代,达到了消除多用户干扰的目的。     

Turbo码在DS/CDMA系统中的应用

基于多用户检测原理,针对传统的Turbo码通过信道信息来获得信息位的信息,修正了带校验位的并行级联Turbo码的BCJR算法,通过多用户提供的先验信息来获得信息位和校验位的信息,使其能和低复杂度的多用户检测器匹配,从而进行信息迭代,达到了消除多用户干扰的目的.     

Feature selection based on mutual information and redundancy-synergy coefficient

Mutual information is an important information measure for feature subset. In this paper, a hashing mechanism is proposed to calculate the mutual information on the feature subset. Redundancy-synergy coefficient, a novel redundancy and synergy measure of features to express the class feature, is defined by mutual information. The information maximization rule was applied to derive the heuristic feature subset selection method based on mutual information and redundancy-synergy coefficient. Our experiment results showed the good performance of the new feature selection method.     

利用语音残留冗余的LDPC译码算法

为实现压缩语音在有多径衰落和多用户干扰的无线信道中的可靠传输,提出利用语音码流残留冗余的低密度奇偶校验码(LDPC)译码算法。因信源统计规律的时变性及信源编码复杂度和延时的限制,语音编码输出码流中还存在残留冗余,在信道译码时利用这些冗余可有效增强LDPC迭代译码的纠错能力。仿真结果表明:通过利用语音码流中的残留冗余,能有效提高LDPC码的纠错性能,减少平均迭代次数,明显降低译码运算量,改善合成语音质量。特别在信噪比较低时,效果更加显著,平均迭代译码次数下降30%~50%,合成语音平均谱失真下降0.3~0.8 dB。     

基于DTMB标准的新型LDPC译码器实现

针对中国数字电视地面广播标准(DTMB),提出一种新的半并行结构的LDPC译码器.该译码器采用分层消息传递机制,与传统的泛洪传递机制相比,减少了迭代次数,提高了译码器吞吐率;同时,通过切割子矩阵的方法,进一步提高译码器的串行度,降低了译码器硬件资源的占用.最后,译码器采用了一种基于桶形移位器的交叉网络来传递数据,不仅降低了连线复杂度,而且在不改变硬件结构的情况下,可以同时支持DTMB系统三种码率的LDPC译码.     

基于优化Raptor码的水下传感器网络可靠传输机制

针对水声通信带宽低、时延长、误码率高、多普勒效应显著等特征,分析了传统可靠传输机制在水下传感器网络应用的局限性,提出了基于数字喷泉码-优化Raptor码的水下传感器网络可靠传输机制.采用反馈控制对Raptor码内码的鲁棒孤子分布和多项式描述的Shokrollahi度分布进行优化设计,降低了编码包平均度.进一步对Raptor码的内码—弱化的LT码(Luby transform codes)的编解码进行优化,实现了快速的编解码.基于优化Raptor 码的可靠传输机制采用反馈控制,动态评估信道删除概率,从而提高编解码和通信效率.通过Aqua-Sim仿真工具对提出的可靠传输机制与基于编码的多跳协同可靠数据传输(coding based multi-hop coordinated reliable data transfer,CCRDT)机制进行仿真对比.结果表明,所提出的可靠传输机制明显降低了传输开销,提高了数据吞吐量.     

多径衰落信道中分组空时编码OFDM传输方案

提出了一种分组空时编码OFDM传输方案。发射端对发射天线进行分组,对于每个分组进行独立的空时编码,而利用不同用户的子载波选择矩阵相互正交进行分组干扰抑制,接收端对每一分组的空时码进行空时分组码的传统解码。在发射天线数较大时,该方案不但可以获得高于传统空时编码的频谱利用率和码速率,而且相对于其他文献中的分组干扰抑制方法,该方案只需用一个接收天线,降低了系统接收机设计的复杂度。仿真结果验证了这一方案的有效性。     

逼近信道容量的非等概幅度相移键控星座映射

为解决格雷编码的幅度相移键控( APSK: Amplitude Phase Shift Keying) 映射方式在非迭代的独立解映射情况下互信息与信道容量仍存在差距的问题,提出一种非等概的APSK 映射方式,通过减少内环对应的星座点数,变换为低价的Gray-PSK,从而提高其限制下的互信息。仿真结果表明,针对2 /3 码率设计的64NE-APSK 较64Gray-QAM 星座映射有0． 6 dB 的性能优势,比64Gray-APSK 的系统有约0． 1 dB 的优势。从而,在接收端独立解映射的情况下,该设计能比格雷编码的APSK 映射更逼近信道容量,且无需增加系统实现的复杂度。     

多步迭代MUD技术在TD-SCDMA系统中的应用

联合检测(JD)技术是TD-SCDMA系统中的关键技术,但是满码道工作时,信噪比恶化将导致系统性能降低.多步联合检测(MSJD)技术和迭代多用户检测(MUD)技术可以解决这个问题.采用迭代MUD技术时,经过3次迭代后,将接近单用户的性能,但运算量与码道数呈指数关系.采用MSJD时,当码道数较大时,运算量相对于迭代MUD少得多,但是K个码道的系统性能最好只能接近采用JD算法时K/2个码道的性能.同时考虑运算量和系统性能,将迭代MUD和MSJD技术结合起来,提出了多步迭代MUD技术.根据仿真得出:相对于单纯的迭代MUD,运算量将大大减少;相对于单纯的MSJD,系统性能将大大提高.     

基于动态因子图缩减的SCMA低复杂度检测算法

针对现有稀疏码分多址接入(sparse code multiple access, SCMA)上行链路系统的接收端采用基于遍历的消息传递算法(message passing algorithm, MPA)进行多用户检测,存在复杂度过高的问题,通过在原始MPA算法基础上提出一种基于动态因子图缩减的消息传递算法(dynamic factor graph reduction based MPA, DFGR-MPA)。该算法根据码字概率的收敛情况对变量节点进行分类,并将码字概率未达到目标收敛的变量节点以及与其相关的功能节点重构成新的因子图用于后续迭代。DFGR-MPA算法不仅能够减少参与消息迭代的节点个数还能降低消息迭代的平均迭代次数,从而降低迭代检测的复杂度。仿真结果表明,该算法在误比特率(bit error ratio, BER)性能与检测复杂度之间可以达到较好地平衡。     

一种盲信号分离的信息理论方法

给出了一种新的基于信息理论的盲信号分离的判据,该判据基于统计独立的假设,同时利用了最大信息传输和输出互信息最小化．将该判据用于独立分量分析,得到源信号的盲分离．仿真实验结果表明,同ｉｎｆｏｍａｘ方法相比,该方法可分离范围更广的信号．     

基于旋转矩阵的差分酉空时编码调制

针对传统的差分酉空时编码调制在高信噪比(大于10dB)时,性能仍不理想的问题,引入旋转矩阵思想,提出了一种新的差分酉空时调制星座图的设计方法.该方法设计的非群星座图,比传统的循环群码有更大的分集乘积,因而理论上有更好的性能.同时可以通过对该方法进行简化来降低计算复杂度:当星座图的大小为偶数时,该算法可以简化为3个参数.仿真结果表明,在BER(Bit Error Rate)为10-4的情况下,用新提出的方法设计的差分酉空时码的性能比循环酉空时码的性能要好近1dB.