基于Polar码改进的抗量子密码方案

为了促进抗量子密码方案的实用化,在Mostafa Esmaeili方案的基础上,利用Polar码的极化性质改进抗量子密码方案,把信息比特作为原方案中的明文,把冻结比特作为原方案中的随机比特串。改进后的方案没有改变原方案的结构,可以抵御目前已知的信息集译码攻击,达到了IND-CPA(indistinguishability chosen ciphertext attacks)安全。选择合理的参数,使得改进方案的整体密钥尺寸比McEliece的整体密钥尺寸减少了70%,提高了方案的实用性,为即将来临的5G时代提供了一种新型抗量子密码方案。     

隐蔽通信中的Turbo码并行译码

针对隐蔽通信的低信噪比应用背景,引入高效信道编码Turbo码提高系统可靠性,并提出一种基于尾比特插入的并行译码算法以减小译码时延并提高码字的保密性.该算法在编码过程中周期插入归零比特使编码器回归到确知状态,译码器根据尾比特的位置划分子块并确定各并行子译码块的初始化值.所插入尾比特可看作“伪信息”,具有随机性,增强了通信的保密性.仿真结果表明,相对于传统并行译码,所提译码方案在提高Turbo码译码速率减小译码延时的同时,不会因为边界条件模糊而产生性能损失,适用于极低信噪比的隐蔽通信环境.     

一种低复杂度LDPC译码器的FPGA设计与实现

利用切比雪夫多项式良好的逼近性,提出了基于切比雪夫多项式拟合的BP译码算法,并将该算法在FPGA上进行了实现.该算法利用切比雪夫多项式拟合算法对传统BP算法中的复杂函数进行拟合,用少量的乘法和加法运算代替传统BP算法中的复杂函数.此外,调整得到的多项式系数,使其便于硬件实现.同时,提出一种基于移位运算的切比雪夫结构,减小因乘法器的实现带来的复杂度;并提出基于流水线设计的半并行结构,设计并实现了低复杂度的BP译码器.实验结果表明,相比于相关工作,这种结构能有效减少硬件资源.     

基于Turbo BICM-ID的信道编码方案

传统的带内同频(IBOC)系统传输容量达到了带宽的极限,在瑞利衰落信道上,由于比特交织编码调制(BICM)能够改善误码率性能且又不受带宽限制,同时基于迭代译码的BICM-ID可以得到更高的编码增益.提出一种基于Turbo BICM-ID的改进信道编码方案可代替传统的IBOC-AM系统,仿真结果表明,当误码率低于10-3时,改进后的信道编码方案可以获得超过1dB的编码增益,所以这种方案的可靠性更高.     

氢气及重烃组分对瓦斯爆炸下限影响的实验研究

为研究矿井瓦斯中含有的氢气及重烃组分对瓦斯爆炸下限的影响,建立了多组分瓦斯混合气体爆炸实验系统.运用该实验系统对分别混有氢气、异丁烷和正己烷的甲烷气体的爆炸下限进行了测定.实验结果表明:强点火源条件下,当混有氢气的体积分数达到1.5%时,甲烷的爆炸下限可以降到1%;当异丁烷和正己烷的体积分数约为0.25%时,甲烷的爆炸下限可降到2%左右.图8,表5,参10.     

基于LDPC码校验节点度的分类修正最小和算法

为了减小低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码的译码算法复杂度,提高译码性能,该文针对致信传播(belief propagation,BP)译码算法及其简化算法的分析,提出了一种基于校验节点度的分类修正最小和译码算法。该算法将最小和译码算法中校验节点输入外信息绝对值的最小值和次小值分类,并根据该节点的度计算与BP算法的偏移量,分别选择不同的阈值和修正因子对外信息进行补偿。仿真结果表明,该算法在高信噪比区域的译码性能高于BP算法,并且计算复杂度大大低于BP算法,是一种适用于各种校验节点度分布,而且是能较好兼顾性能与实现复杂度的译码算法。     

基于信噪比的变门限大数逻辑译码

日本数字电视ISDB标准中采用的是(273,191)差集循环码,采用改进的变门限大数逻辑译码,但这种方法在信噪比较低时具有较高的译码误指示率。为改善译码性能,该文基于(273,191)差集循环码分析了产生这种缺陷的原因,提出了一种基于信噪比的变门限大数逻辑译码方法,并对其进行了仿真比较。结果表明,改进后的算法在中低信噪比时以少量的性能损失大幅降低了更为重要的误指示率。     

一类低密度校验码的构造

利用有限域构造了一类新的部分平衡不完全区组没计,并利用它们构造一类低密度校验(low density parity check,LDPC)码,其最小环长至少为6,码率的选取具有很大的灵活性,且可具有拟循环结构.计算机仿真结果表明,这种方法构造的LDPC码在加性高斯白噪声信道中BPSK调制下用和积迭代译码性能很好.     

一种基于信道软译码的差错隐藏算法

为满足恶劣无线环境下低速率语音通信需要,针对混合激励线性预测(MELP)提出了一种基于信道软译码的差错隐藏算法.利用软译码所得对数似然概率比估计比特错误概率,提出了利用比特错误概率和信源残留冗余,基于最大后验概率(MAP)估计合成端语音清浊音模式.对不同的清浊音模式,选择不同的参数重构方案,浊音帧时,利用对数似然概率比基于最小均方误差(MMSE)准则进行参数重构;清音帧时,硬判决对数似然概率比,由硬判决结果通过映射直接重构参数,在信道编码为递归系统卷积码和并行级联卷积码情况下,采用PESQ测试了提出的差错隐藏算法误码条件下合成语音质量.测试结果表明,与近年来提出的针对MELP的差错隐藏算法相比,该算法具有更好的性能.     

基于网络编码的协同多用户接入协议

研究了半双工系统协同多用户接入协议中的用户节点协同工作方式以及基站的多用户信号检测和处理方式.提出了基于网络编码的协同多用户接入协议,由中继节点对各用户节点发送的信号进行网络编码传输,基站端对接收到的所有用户节点和中继节点传输的信号进行联合迭代网络译码,进而恢复出所有用户的信息.理论分析和仿真结果表明,通过网络编码系统的处理不仅能获得分集增益,同时还能获得编码增益.显著地提高了系统的性能,另外,编码的码长可变使得用户数目的扩展方便.且对于不同的用户数可保持相同的编码码率.