大围长可快速编码QC-LDPC码的构造

准循环低密度奇偶校验(quasi-cyclic low-density parity-check,QC-LDPC)码是一种应用广泛的编码技术,该技术主体包含校验部分和信息部分。现有的编码技术主要针对校验部分进行研究改进,而缺乏对信息矩阵的构造来提升编码性能,并且信息部分和校验部分相互独立从而降低了编码的性能。针对该问题,提出一种大围长可快速编码的QC-LDPC码构造方法,该方法将最大公约数(greatest common divisor, GCD)算法、行列加减值和掩饰技术引入到校验矩阵得到一种改进型下三角结构的校验矩阵,构造出的QC-LDPC码兼容了大围长和低编码复杂度的双重特性,从而提升编码灵活性。仿真结果显示与GCD算法构造的围长为8的QC LDPC码相比较,提出的快速编码方法在误码率(bit error rate, BER)为10-5时获得0.25 dB的编码增益;与基于渐进边长(progress edge growth,PEG)算法构造的随机码相比较,构造的非规则QC-LDPC码在误码率为10-5时码字性能提高了约0.1 dB。     

定码长多码率QC-LDPC码的构造

通信系统通常需要支持多种码率的信道编码以适应不同的信道条件。为了简化系统实现的复杂度,该文提出了一种码长固定、兼容多码率、准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的构造方法。该方法利用修正的渐进边增长(PEG)Reed-Solomon(RS)码算法生成母码的校验矩阵,结合校验矩阵的行合并得到具有相同结构的多码率QC-LDPC码的校验矩阵。在译码时多码率LDPC码可以共用同一个译码器,从而大大减少了译码的硬件资源。实验结果表明:该方法生成的多码率LDPC码的性能均优于第二代欧洲数字地面电视广播传输标准(DVB-T2)中对应码率的码,且译码器硬件资源与单码率的LDPC译码器相当。     

基于串行消息传递机制的LDPC码译码算法研究

在介绍LDPC码概念和基于洪水消息传递机制和积译码算法的基础上,引入基于串行消息传递机制的LDPC译码算法.该串行译码算法可基于校验节点或变量节点一定的顺序进行消息处理和传递,保证更新的消息能够快速进入迭代过程,从而改善消息传递的收敛特性;同时充分利用消息间相互关联的特点,融合消息传递步骤,可以降低所需的存储容量.分析了两种串行译码算法的算法复杂度,证明基于校验节点的串行译码算法能在很大程度上简化译码复杂度,并对比洪水译码算法,在AWGN信道下进行了性能仿真,仿真结果表明两种串行译码算法都使译码性能得到明显提高.     

滑动矩形窗式的QC-LDPC码设计

提出了一种滑动矩形窗式QC-LDPC码的构造方法,该方法无需计算机搜索便能消除4环,然后根据矩形窗在全矩阵中的滑动将其覆盖的元素取出作为基校验矩阵的原始部分,得到的矩阵具有不同的扩展系数及结构,并通过去对角线法改进矩阵的度分布.仿真结果表明:该方法在误码性能损失不多的情况下,可实现码率、码长的灵活变化,提高了可用QC-LDPC码的范围,更适合于自适应传输系统.同时,校验矩阵采用准双对角线结构,其编码算法具有线性复杂度,便于硬件实现.     

基于RA结构的多元LDPC码编译码的实现

多元低密度奇偶校验(low density parity check,LDPC)码因具有比二元LDPC码更好的纠错性能、更强的抗突发错误能力及能与高阶调制相结合等特点而引起广泛关注.然而,多元LDPC码的诸多优点却被其高复杂度的编译码算法所限制.基于RA结构,构造出了具有快速编码算法的校验矩阵,采用双向递归流水线算法进行编码,并利用改进的EMS算法进行译码,降低了算法的复杂度和运算量,有利于硬件的实现.在加性高斯白噪声信道下,对GF(2)和GF(4)的LDPC码进行了性能比较,同时对GF(4)LDPC码在BPSK和4QAM调制下进行了对比.仿真结果证明了设计的正确性和可行性.     

准循环LDPC码低存储量译码器设计与实现

研究了准循环低密度奇偶校验(quasi-cyclic low density parity check,QC-LDPC)码及最小和译码算法,设计了合理的非均匀量化译码方案。充分利用准循环LDPC码校验矩阵的准循环结构特点,设计了一种低存储量准循环LDPC码的译码结构,详细描述各部分组成及功能。基于最小和译码算法及非均匀量化方案,给出了纠错性能的模拟测试结果。按照该译码结构在Xilinx公司的XC3S2000器件上实现了码长为9216、码率为1/2的准循环LDPC码译码器。FPGA(field programmable gate array)实现结果表明,与传统译码结构相比,该译码结构可节省约30%的存储空间,在性能与实现复杂度间取得了较好的平衡。     

一种改进的QC-LDPC码及其编码器FPGA实现

为了提高低密度准循环奇偶校验码（quasi-cyclic low density parity check codes,QC-LDPC）的编码码率灵活性和降低该码的实现复杂度,提出了一种改进的 QC-LDPC 码构造方法,并通过构造校验矩阵设计出了几种高码率码型,仿真结果表明该码在中、长帧长时性能优于相近参数的传统 QC-LDPC 码;针对该码型设计了一种基于随机存取存储器（random-access memory,RAM）的编码器硬件架构,通过存储地址指针实现对校验矩阵的存储,使得编码器能灵活地实现变码率和变帧长编码。采用 verilog 硬件描述语言在 Spartan-3 XC3S1500芯片上实现了编码器。综合结果显示：新的硬件编码架构较基于移位寄存器的传统 QC-LDPC 码的编码器硬件架构,在编码延时保持相同而硬件资源大幅降低的情况下,编码器系统的最高频率达到了225．174 MHz,能满足高速编码需求。     

利用斐波那契数列构造QC-LDPC码的方法

利用斐波那契数列的特点,提出了一种准循环低密度奇偶校验码(QC-LDPC)码的编码器设计方法.该编码器设计利用了斐波那契数列的一种顺序排列方法,构造的校验矩阵H不含四线循环,具有准循环结构,节省了校验矩阵存储空间,对码长和码率参数的设计具有较好的灵活性.该编码器算法复杂度与码长成线性关系,易于编码.仿真结果表明,在加性高斯白噪声信道条件下,该编码方案具有优于阵列LDPC码的性能.     

扩展原模图LDPC短码的优化构造

为设计高纠错性能且低复杂度的准循环-低密度奇偶校验(QC-LDPC)短码,提出了扩展原模图的码优化构造方法.在优化的原模图基础上,通过优化删除节点及扩展该模板校验节点为复合线性分组码扩展节点,并提升子矩阵维度来构造高效短码长QC-LDPC码.采用针对准循环基矩阵渐进边增长(PEG)扩展和准循环-改进的渐进环外消息度(QC-IACE)算法,优化搜索循环置换子矩阵偏移量,联合优化与改善码字停止集、陷阱集及围长与环分布等关系,综合提高码性能.仿真表明:所构造的QC-LDPC短码具有较好的误比特率性能,接近现有高性能随机码字,但码长较短,复杂度和编译码延迟相对较低.     

基于等差数列的QC-LDPC码构造方法

提出了一种可进行快速编码的准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码构造方法.首先利用等差数列(AP)得出基矩阵,然后使用循环置换矩阵(CPM)行列循环移位和修饰技术对其进行改进,最后得到校验矩阵,且该矩阵具有大围长和新型准双对角线结构的特点.仿真结果表明:在相同条件下,当误码率(BER)为1×10~(-6)时,相比基于局部优化搜索(LOS)算法构造出的LOS-QC-LDPC(3112,1556)码、大列重(LCW)低复杂度的LCW-QC-LDPC(3110,1555)码、基于Mackay算法构造的Mackay(3110, 1555)码和基于最大公约数(GCD)算法构造的GCD-QCLDPC(3110,1555)码,所构造的码率为0.5的AP-QC-LDPC(3110,1555)码的净编码增益(NCG)分别提高了约0.29,0.37,0.54,0.65 dB,其纠错性能较好,且具有编码复杂度低和可快速编码的优点.     

中深孔爆破振动加速度峰值的遗传BP网络预测

为准确预测爆破振动加速度峰值,保证爆破安全,相对于考虑因素少的经验公式法以及存在收敛性差、易陷入局部极小和计算复杂等缺陷的BP算法,提出了遗传BP神经网络算法,该算法具有更高的预测精度。以田湾核电站船山二期工程的试验数据为背景,比较分析并选择最大段药量、水平距离、总药量、高程差、爆破台阶高度和段别规模等6个参数作为输入层因子,建立了相应的爆破振动加速度峰值预测模型。结果表明,预测精度达到96.97%,验证了方法的可行性和有效性。     

基于时延抖动的网络拓扑推断技术

为了克服基于端到端单向时延的拓扑推断算法中需要时钟同步的缺点,根据端到端时延抖动的定义和特点提出了拓扑推断中端到端时延抖动的四元分组列车测量方法和基于端到端时延抖动的拓扑推断算法,其中端到端时延抖动的测量不需要节点间的时钟同步,并且实现简单.分析了基于端到端时延抖动推断网络拓扑的可行性和正确性,通过NS2进行了仿真.仿真结果表明,基于时延抖动推断拓扑结构的效果比基于端到端单向时延推断拓扑结构的效果好.     

基于支持向量机的非对称区间回归分析

针对区间回归中上、下2个端点的误差范围不相同的非对称问题,建立了Fitness、Possibility 和Necessity 3个回归模型,对区间样本的中心趋势和最大、最小可能边界进行综合分析,并引入支持向量机,区分线性和非线性两种情况,提出了非对称区间回归支持向量机AIR-SVM(asymmetrical interval regression SVM)算法,对非对称区间数据集回归估计进行了分析.通过3个数据仿真实验,检验了提出算法的良好性能,有效地解决了非对称情况下精确数输入-区间数输出的区间数据回归问题.     

基于可信度的节点选择算法

为了解决提高检测概率与减少网络开销间的矛盾,基于数据优化融合理论,提出了基于可信度的能量融合协同感知算法（EFCS算法）及节点选择算法。通过自适应迭代算法估计出各认知用户的感知可信度,并推导出了算法检测性能与协同用户数及感知可信度间的确定关系。算法能够在达到检测性能指标的前提下,尽可能多地删除冗余协同感知用户。仿真证明,节点选择算法在保证较高的检测概率的同时极大的节省了网络开销。     

一种新的基于DFP算法的认知无线电信号检测算法

鉴于信号检测在认知无线电信号中的重要作用,研究了恒模盲信号检测算法（CMA）在认知无线电中的应用。针对于原有典型恒模盲信号检测算法的性能上的劣势,结合最优化理论,提出了一种线性受限拟牛顿恒模算法,称之为LC-DPFCMA,并将它与传统的线性受限恒模算法（LC-CMA）及最小二乘恒模算法（LSCMA）进行了仿真比较。仿真结果表明,提出的LC-DPFCMA算法比LC-CMA算法收敛效果较好;与LSCMA算法相比,算法复杂度有明显降低,且在低信噪比下表现优秀。     

差分进化算法应用于图像恢复

针对传统的图像恢复方法存在的缺陷和不足,提出了一种基于差分进化算法的图像恢复方法。该方法的思路是,利用差分进化算法简单、通用和鲁棒性强等优点提高求解效率,优化图像恢复效果。通过将差分进化算法应用于图像恢复,并把恢复后的图像与使用遗传算法恢复的图像进行对比分析,实验表明了差分进化算法的稳定性、图像的清晰性明显优于遗传算法,基于差分进化的图像恢复具有良好的性能和显著的效果,因此差分进化算法比遗传算法更适用于图像恢复问题。     

基于流量与拓扑信息联合反馈的无线自组网路由算法

移动自组织网络(MANET)路由协议中,反应式路由协议如DSR具有开销小,拓扑变化敏感,寻由效率高的优点,但寻由信息在网络中以洪泛的方式传播,限制了协议的可扩展性.利用DSR协议的路由应答消息,所有收到消息的节点根据反馈信息设置信息素标识.当由于拓扑变化而重新寻由时,转发节点能够根据先前提供的转发信息决定是否转发路由请求信息,其他节点则由于没有反馈信息不在网络中转发请求消息,从而节约带宽,提高寻由效率.针对算法的基本设计思想,根据数据流量特征,对算法的有效性进行了分析.利用GlomoSim仿真平台对不同环境下的协议性能进行了比较.仿真结果表明,基于反馈机制的DSR算法能够有效减小网络开销,同时增强协议的可扩展性.     

认知OFDM系统中抗窄带干扰的递推式干扰检测和译码

针对授权窄带系统可能对认知OFDM系统造成的窄带干扰,提出了一种抗窄带干扰的递推式干扰检测和译码算法。该算法构造了一种新颖的递推式干扰检测和译码的结构,能够由一个被干扰符号递推出其他被干扰符号,同时对软判决译码所需的干扰功率和噪声功率进行估算。仿真结果表明：该算法无需已知关于干扰和噪声的任何统计信息,就可在很大的干扰功率范围内达到接近最大似然译码的性能。     

全光网中基于信号损伤限制的动态RWA算法

在全光网中,信号传输损伤会恶化动态光路连接的阻塞率性能,有必要在研究动态路由与波长分配RWA(routing and wavelength assignment)算法时考虑信号传输损伤的影响.介绍和阐述了全光网中的信号传输损伤及其对动态RWA算法性能的影响;结合已有的信号传输损伤模型提出了一种基于信号损伤限制的动态RWA算法,并对其性能进行了计算机仿真分析.仿真结果表明:该算法能有效地减小信号传输损伤对光网动态连接的阻塞率性能的影响,同时还具有较快的运算速度.     

一种基于语义的组合服务模板推荐算法

为了实现组合服务的查找功能,提出了一种基于语义的组合服务模板推荐算法。用Web服务本体OWL-S和领域本体描述Web服务,将2个服务之间的语义相似度计算转化为加权二部图的最优匹配问题,利用改进的Kuhn-Munkres算法计算服务间的语义相似度;在此语义相似度的基础上提出一种基于语义的组合服务模板推荐算法。实验结果表明,提出的组合服务模板推荐算法可以快速地搜索出满足用户请求的组合服务模板。