检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：张君生天津师范大学

学位级别：硕士

随着科技的不断进步,更高的可靠性、稳定性和数据传输速率成为了无线通信系统长期以来不变的改进目标。面对越来越复杂的通信环境和越来越稀缺的频谱资源,如何降低系统的误码率、提高信道容晕、减小信号衰落产生的影响成为亟待解决的问... 详细信息

随着科技的不断进步,更高的可靠性、稳定性和数据传输速率成为了无线通信系统长期以来不变的改进目标。面对越来越复杂的通信环境和越来越稀缺的频谱资源,如何降低系统的误码率、提高信道容晕、减小信号衰落产生的影响成为亟待解决的问题。针对现代无线通信领域的诸多问题,研究人员提出了利用多输入多输出(Multiple Input Multiple Output, MIMO)技术同时结合正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术的通信系统方案,建构了MIMO-OFDM无线通信系统。本文以此为背景,系统地研究了低密度奇偶校验(Low Density Parity Check, LDPC)码的编译码方法,在提高算法的译码性能基础上,将LDPC码和MIMO-OFDM系统相结合,进行实验仿真分析。首先,简述了LDPC码、MIMO和OFDM技术的研究背景和意义,总结了近年来国内外关于LDPC码和MIMO-OFDM系统相关研究的现状。其次,围绕LDPC码的基本定义、构造方法、编码方案进行了详细的阐述。并对性能较为优越、应用广泛的准循环LDPC码进行了研究。然后,将LDPC码的“硬”、“软”两种判决译码算法做了理论分析——主要针对比特翻转和置信传播译码及二者的改进算法进行了研究。通过仿真实验,从误码率性能上对多个软判决译码进行了分析,对数域BP (Belief Propagation)算法的误码率性能最优但复杂度也最大;基于对数域BP算法的最小和算法虽然降低了算法复杂度,但其误码率性能也随之变差。在此基础上,本文给出了基于变量节点优化和校验节点简化的改进对数域BP译码算法,在改进其译码性能的同时降低译码复杂度。最后,通过分析MIMO与OFDM技术,构建了MIMO-OFDM通信系统,对LDPC码在MIMO-OFDM系统中的应用进行了研究。利用软件仿真分析了不同参数对系统误码率性能的影响。

关键词：低密度奇偶校验码比特翻转译码算法置信传播译码算法多输入多输出正交频分复用

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BP算法和WBF算法相结合的LDPC码译码算法研究

BP算法和WBF算法相结合的LDPC码译码算法研究

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作者：刘向楠哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

深空通信信道中各信号间的传输距离非常远,能量衰减严重,所以必须努力提高系统的信道增益和接收机的灵敏度。作为深空测控通信中的一种重要技术,信道编码技术能够大幅度地提高深空测控通信系统性能。作为高增益信道编码,LDPC码具有逼近... 详细信息

深空通信信道中各信号间的传输距离非常远,能量衰减严重,所以必须努力提高系统的信道增益和接收机的灵敏度。作为深空测控通信中的一种重要技术,信道编码技术能够大幅度地提高深空测控通信系统性能。作为高增益信道编码,LDPC码具有逼近香农极限的性质,在深空通信领域中具有广阔的应用前景。本文首先介绍了LDPC码的历史、发展现状、定义、结构、校验矩阵构造方法、编译码算法,重点研究了BF译码算法、WBF译码算法、BP译码算法、对数似然比域BP译码算法、最小和译码算法及其改进算法,并对上述译码算法的复杂度和误码性能进行了分析和比较。其次,针对BP算法运算复杂度高,运行时间长的问题,将BP算法和WBF算法相结合,提出了一种LDPC码的改进译码算法。首先进行1次BP迭代,然后计算译码结果是否满足校验方程,若满足,则将已经前面BP迭代的结果作为译码结果输出,若不满足,则根据WBF算法,利用接收的码字序列的可靠性信息,对校验节点传递给变量节点的比特翻转判据进行加权,对译码结果中翻转判据最大的比特进行翻转,再次进行校验式检验,决定是否继续进行BP迭代译码。最后,应用MATLAB软件构建了加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise,AWGN)信道下的译码性能仿真系统,对已有译码算法和改进算法译码性能的进行仿真,同时仿真分析了不同最大迭代次数、不同码字长度、不同码率等条件下对改进译码算法性能的影响,并与已有译码算法进行了比较。这种BP算法和WBF算法相结合的改进译码算法可以有效降低译码算法的运行时间,并且能够保持和传统BP算法一样的优异译码性能。

关键词：深空通信低密度奇偶校验码置信传播译码算法加权比特翻转译码算法

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极化码BP译码算法研究与可视化平台实现

极化码BP译码算法研究与可视化平台实现

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作者：张晨安徽大学

学位级别：硕士

极化码(polar code)是由Arikan提出的目前唯一具有构造性被证明能够在二进制离散无记忆信道(BDMCs)里达到香农极限的编码方案,并且极化码的译码复杂度较低。3GPP将极化码确认为第五代移动通信技术(5G)中增强移动宽带场景里控制信道的编... 详细信息

极化码(polar code)是由Arikan提出的目前唯一具有构造性被证明能够在二进制离散无记忆信道(BDMCs)里达到香农极限的编码方案,并且极化码的译码复杂度较低。3GPP将极化码确认为第五代移动通信技术(5G)中增强移动宽带场景里控制信道的编码方案。因此,对极化码的研究学习具有重要意义。论文介绍两种信道:加性高斯白噪声信道(AWGN)与衰落信道(Fading channel)。极化码的置信传播(Belief Propagation,BP)译码算法通过计算似然值做出判决,似然值是一个概率比值,在衰落信道中,BP译码的迭代过程会出现振荡的现象。在衰落信道中当最大迭代次数尚不满足BP译码算法的迭代计算达到收敛时,BP译码算法的解码性能将恶化劣于串行抵消(Successive Cancellation,SC)译码算法。为了提升极化码在衰落信道中BP译码算法的解码性能,论文提出了以下方法:(1)一定程度增加BP译码的最大迭代次数;(2)设置基于校验矩阵与CRC校验位同时使用的迭代终止准则。该方法不仅改善了BP译码算法的解码性能,也做到大大提高解码效率。论文说明原始极化码具有一定的局限性。为了使极化码更好的适用于实际应用中,对原始极化码,现有的工作已从编码构造、序列设计、删余进行研究。介绍已有的常用四种构造算法:部分排序(Partial Order)构造算法、高斯近似(GA)构造算法、极化重量(PW)构造算法以及二进制擦除信道(BEC)构造算法。因为原始极化码的码长总是固定在,于是采用删余操作对极化码进行改进,可以获取任意码长。综上,本论文针对极化码编解码性能设计一个可视化平台,方便非专业用户直接了解极化码性能信息。

关键词：极化码置信传播译码算法衰落信道删余

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重复累积码的编译码算法研究

重复累积码的编译码算法研究

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作者：涂广福西安电子科技大学

学位级别：硕士

重复累积(repeat accumulate，RA)码是一类接近Shannon限的纠错编码，它是Turbo码和LDPC(低密度奇偶校验)码共同的子集，同时具有Turbo码编码简单和LDPC码译码复杂度低的显著优点。RA码凭借其优异的性能和低编译码复杂度，吸引了许多研... 详细信息

重复累积(repeat accumulate，RA)码是一类接近Shannon限的纠错编码，它是Turbo码和LDPC(低密度奇偶校验)码共同的子集，同时具有Turbo码编码简单和LDPC码译码复杂度低的显著优点。RA码凭借其优异的性能和低编译码复杂度，吸引了许多研究人员的注意，已成为未来通信系统中纠错编码方案的重要候选。 RA码分为规则RA码与不规则RA码。它的译码算法可分别采用BCJR算法及BP译码算法。本文重点研究了RA码的BP译码算法。由于标准BP译码算法计算较为复杂，因此在标准BP算法的基础上又产生了一些改进的算法。这些算法包括最小和算法，归一化算法，偏移算法，分段折线算法等算法。此外，本文也对RA码的BCJR算法也进行了研究，在近现代译码理论的基础上对RA码的BP与BCJR算法进行了比较，通过比较发现RA码BP译码算法的性能也会受到码字自身存在的环路的影响。借鉴于LDPC码消除环路的经验，为使RA码BP译码算法的性能得到充分体现，有必要在RA码的编码过程加入一些改进措施。通过采用优化的而不是随机产生的交织器以及在多元域而不是在2元域，可以显著消除RA码码字中小环路，从而有效改善了BP算法的译码性能。

关键词：重复累积码置信传播译码算法交织器

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基于软判决的极化码译码算法研究及FPGA实现

基于软判决的极化码译码算法研究及FPGA实现

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作者：高晨畅西南大学

学位级别：硕士

在无线通信系统中,由于信道中噪声干扰的存在,导致接收的信息中常出现差错。为实现信息的可靠传输,常采用信道编码技术以增强信息在传输过程中的抗干扰能力。极化码作为一种能够达到香农限的信道编码技术,一经提出便掀起了广大学者们的... 详细信息

在无线通信系统中,由于信道中噪声干扰的存在,导致接收的信息中常出现差错。为实现信息的可靠传输,常采用信道编码技术以增强信息在传输过程中的抗干扰能力。极化码作为一种能够达到香农限的信道编码技术,一经提出便掀起了广大学者们的研究热潮,并凭借其优秀的纠错性能被确立为5G增强移动宽带场景下控制信道的编码方案。但在实际应用场景下,信道在有限码长下的极化效应是有限的,总是存在着一些未完全极化的中间信道,当这些信道作为信息传输的载体时会导致算法的性能下降。为推动极化码的大规模应用,需提升现有译码算法在有限码长下的性能,并设计实现高效的译码器架构方案。基于上述需要,本文首先对极化码基础理论及译码算法进行了深入的研究。随后针对软判决译码算法性能较差的问题,本文提出了一类改进软判决级联译码算法。最后本文对所提出的改进译码算法进行了译码器的硬件实现。本文的主要研究内容及取得的研究成果如下:(1)在译码算法方面,本文首先对基于软判决的置信传播算法及盒匹配算法进行了详细的研究。随后,针对置信传播算法性能不佳的情况,通过对置信传播算法译码失败时的码字软输出信息进行分析,本文发现只有少数信息比特的码字软输出信息是错误的,绝大多数信息比特的码字软输出信息是可靠的。基于这个发现,本文考虑采用一些软输入软输出的译码算法对置信传播算法译码失败时的软输出码字进行级联译码处理。为了降低译码时延,本文将可并行译码的盒匹配译码算法同置信传播算法进行级联,提出了一种软判决级联译码算法。当置信传播算法译码失败时,该算法可通过级联的盒匹配算法对传递的软输出信息进行错误模式再处理操作以提升算法的整体性能。最后,本文进一步将上述的级联译码方法应用到置信传播列表算法当中,提出了一种基于列表的软判决级联译码算法。该算法通过对输入向量进行比特索引置换,使得所有因子图可以使用相同的标准因子图进行译码,降低硬件实现时的资源消耗。将该算法同其他算法进行模拟仿真及对比分析后,仿真结果表明该算法实现了较大的性能增益。(2)在译码器硬件实现方面,本文首先根据提出的软判决级联译码算法原理对译码器进行合理的功能划分后,提出了该改进型译码器的整体架构并对重要子模块的硬件实现方案进行了详细的阐述。随后通过硬件仿真工具对该译码器各模块进行了相应的功能实现及仿真验证,并通过仿真波形进一步验证了本文硬件实现方案的正确性。最后本文分析了改进型译码器的资源使用情况及功耗情况,并与其他的级联译码器进行对比分析。结果表明,本文所提出的译码器在逻辑资源及寄存器资源方面存在着优势,并实现了译码器总功耗的降低。

关键词：极化码信道极化置信传播译码算法盒匹配译码算法硬件实现

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LDPC码并行译码算法的研究与实现

LDPC码并行译码算法的研究与实现

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作者：王蕴培江苏科技大学

学位级别：硕士

随着移动互联应用的深入和普及,宽带移动数据通信迅速发展,LDPC码在高效性与稳定性上的突出表现,成为目前移动通信的首选方案。在信息传输过程中,译码工作量成为制约通信速度的瓶颈,如何提高译码速度成为重点。为提高译码速度,本文运用... 详细信息

随着移动互联应用的深入和普及,宽带移动数据通信迅速发展,LDPC码在高效性与稳定性上的突出表现,成为目前移动通信的首选方案。在信息传输过程中,译码工作量成为制约通信速度的瓶颈,如何提高译码速度成为重点。为提高译码速度,本文运用并行化方法,对LDPC码译码算法进行探索、研究及实现。本文主要研究内容如下:(1)介绍了LDPC码相关理论基础,研究并分析不同架构下GPU的计算能力,以及CUDA平台的多线程管理方式、存储器模型以及编程模型。(2)分析了LDPC码主流译码算法的基本原理及实现方法,在此基础上对各算法进行并行化可行性分析,选择可以并行化的置信传播译码算法进行深入研究。(3)针对置信传播译码算法进行优化,在原有译码算法的基础上,深入分析计算模型,采用对数似然比的改进方法,降低数据处理的离散度,提高译码效率。(4)针对LDPC码传输效率的高要求,设计并行化的译码方法,提出置信传播译码算法的并行模式。优化合并访问及共享存储器访问,基于CUDA平台实现置信传播译码算法的并行化及优化,进一步提高LDPC码的译码效率。实验表明,优化后的置信传播译码算法能够有效降低计算复杂度,提高译码效率和吞吐量,从而提升移动通信的能力。

关键词： LDPC码 CUDA 并行计算置信传播译码算法

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基于深度神经网络的极化码译码算法研究

基于深度神经网络的极化码译码算法研究

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作者：汤澈西安电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,第五代移动通信技术飞速发展,其在第四代通信技术的基础上,对移动通信技术提出了更高的要求。自从极化码被确定为5G增强移动宽带场景的控制信道的短码编码方案后,极化码又重新进入了研究学者们的视线里。作为首个被证明理论上可... 详细信息

近年来,第五代移动通信技术飞速发展,其在第四代通信技术的基础上,对移动通信技术提出了更高的要求。自从极化码被确定为5G增强移动宽带场景的控制信道的短码编码方案后,极化码又重新进入了研究学者们的视线里。作为首个被证明理论上可以达到香农限的编码方案,极化码的译码算法研究价值是毋庸置疑的。极化码在码长较长的情况下目前使用的译码算法译码复杂度和时延较高,使得极化码在低时延的通信系统中（例如5G URLLC场景）使用需要进一步改进。随着最近几十年来硬件设施水平的不断提升,深度神经网络的应用逐渐变得越来越广泛。由于神经网络与译码网络结构的相似性,对比现有各种传统译码方法,尝试将深度神经网络应用到极化码译码中,通过与传统译码算法相结合,降低译码复杂度和译码时延或者提升译码性能。理论上使用神经网络可以有效降低译码时延,可以让极化码在5G其他场景下具有竞争力。本文从将深度神经网络作为译码器或者与传统的译码算法相结合的两方面进行实验研究。主要研究成果如下:（1）将常见的深度神经网络:多层感知机（Multilayer Perceptrons,MLP）,卷积神经网络（Convolutional Neural Networks,CNN）,残差网络（ResNet）,长短期记忆网络（Long Short-Term Memory,LSTM）作为译码器直接进行译码,实验的目的是探究各种网络的适用性和可行性以及各种网络的具体参数配置为后续实验打下基础。神经网络译码器探究实验中均采（16,8）极化码。仿真结果表明几种网络均有一定的译码能力,其中LSTM神经网络在全信噪比下的综合性能表现最好,在5dB时误码率达到10-3以下,相比于传统串行抵消译码算法（Serial cancellation,SC）和置信传播译码算法（Belief Propagation,BP）有约0.2dB的性能增益。（2）提出三种LSTM神经网络与传统极化码译码相结合的算法,第一种LSTM-SC译码,LSTM网络与SC译码相结合的可以将长码分块译码的方式,成功将神经网络译码器应用到了更长码字的译码中。实验表明,码字变为（32,16）后LSTM译码器性能会下降不如SC译码性能（这也与理论上网络受信息位维度变大影响学习能力,使译码性能下降相一致）,而LSTM-SC译码器性能会相比于SC译码在误码率为10-2时有0.5dB的性能增益,在5dB时性能达到3×10-4接近于CRC辅助的SCL（4）(CRC-aided SCL,CA-SCL)译码性能。对于（2024,512）极化码,与SC译码算法相比,误码率（Bit Error Rate,BER）在0.09时有约0.2dB的性能增益。第二种LSTM-BP译码模型,将神经网络块代替BP网络的一部分,同时设定了一种初始化右信息的方法,采用（64,32）码进行实验,实验结果显示,相同迭代次数下LSTM-BP译码器在译码时延降低的同时性能略优于BP译码,在误码率为0.05时约有0.7dB性能增益。第三种针对相干噪声下BP-LSTM-BP译码模型,此模型下神经网络块学习相干噪声特性而不再是码字特性,实验结果显示传统译码模型在噪声相干系数越大时译码性能越差,新译码模型相反,在噪声相干系数为0.9,误码率为0.05时约有1.9dB的增益。通过增加神经网络块数,三种模型理论上都可以应用到长码译码中。

关键词：极化码长短期记忆网络神经网络译码器置信传播译码算法

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低码率的QC-LDPC码编译码算法与FPGA实现

低码率的QC-LDPC码编译码算法与FPGA实现

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作者：焦双清西安电子科技大学

学位级别：硕士

QC-LDPC(Quasi-Cyclic Low-Density Parity-Check，准循环LDPC)码具有译码复杂度低、错误平层低等诸多优点，使其在信息可靠传输中具有良好的应用前景。结合现有的理论成果和实践经验，设计性能优良且编译码复杂度低的QC-LDPC码是近年... 详细信息

QC-LDPC(Quasi-Cyclic Low-Density Parity-Check，准循环LDPC)码具有译码复杂度低、错误平层低等诸多优点，使其在信息可靠传输中具有良好的应用前景。结合现有的理论成果和实践经验，设计性能优良且编译码复杂度低的QC-LDPC码是近年来人们研究的热点问题。\n 本文结合工程实践项目，对QC-LDPC码的编译码算法和硬件实现中的几个关键问题进行了深入的研究，主要完成了以下几方面的工作：\n 1.系统的总结了LDPC码的发展历程及基本概念和编译码原理，重点介绍了BP(BeliefPropagation，置信传播)译码算法和最小和译码算法，并对两种译码算法的性能进行了比较，简要介绍了QC-LDPC码的特性。\n 2.针对QC-LDPC码给出了无四环的构造方法，提出了对矩阵进一步修饰时要遵循的原则。\n 3.基于编码原理设计了适合低码率QC-LDPC码的编码器，加快了编码过程和减小了编码复杂度。\n 4.基于归一化最小和算法的泛洪迭代机制，给出了适合于硬件实现且结构简单的低码率QC-LDPC的译码算法。并提出了进一步减小译码时延的方法。

关键词：准循环低密度校验码置信传播译码算法泛洪译码算法机制现场可编程门阵列

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IRA码预检测折线修正译码算法设计

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计算机应用 2015年第6期35卷 1541-1545页

作者：包志祥吕娜陈柯帆空军工程大学信息与导航学院西安710077

不规则重复累积码(IRA)的译码通常采用置信传播(BP)译码算法,然而BP译码算法需进行双曲正切函数计算,复杂度高,不利于硬件实现。为此,提出一种基于分段函数修正和预检测机制结合的译码算法,通过对折线近似译码算法进行非均匀误差补偿,... 详细信息

不规则重复累积码(IRA)的译码通常采用置信传播(BP)译码算法,然而BP译码算法需进行双曲正切函数计算,复杂度高,不利于硬件实现。为此,提出一种基于分段函数修正和预检测机制结合的译码算法,通过对折线近似译码算法进行非均匀误差补偿,使其性能接近BP算法;同时引入预检测机制对校验节点信息传递进行预检测,判断出对后续迭代影响微小的对数似然信息,并将其移出迭代循环,从而减少计算量。仿真结果表明,该算法通过分段函数修正近似双曲正切函数、引入预检测机制能大大降低运算复杂度,并且具有接近BP算法的译码性能。

关键词：重复累计码置信传播译码算法折线近似译码算法误差补偿预检测机制

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基于最小均方误差的改进型IRA译码算法研究

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长春工业大学学报 2010年第1期31卷 42-47页

作者：张天瑜无锡市广播电视大学机电工程系江苏无锡214011

IRA码的译码通常是利用BP译码算法来实现的,但是BP译码算法的硬件电路复杂。虽然最小和译码算法能够简化BP译码算法,但它是以牺牲性能为代价的。为了让译码算法在复杂度和译码性能之间取得较好的折衷,根据最小均方误差准则,提出一种改进... 详细信息

IRA码的译码通常是利用BP译码算法来实现的,但是BP译码算法的硬件电路复杂。虽然最小和译码算法能够简化BP译码算法,但它是以牺牲性能为代价的。为了让译码算法在复杂度和译码性能之间取得较好的折衷,根据最小均方误差准则,提出一种改进型IRA译码算法。仿真结果表明,与BP译码算法相比,改进型IRA译码算法能够在降低算法复杂度的同时保持良好的译码性能,与最小和译码算法相比,改进型IRA译码算法的复杂度几乎不变,但译码性能得到了明显地提高。

关键词：不规则重复累积码置信传播译码算法最小和译码算法最小均方误差准则

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