改进的低复杂度BP译码算法

基于对数似然比的BP译码算法与标准BP译码算法相比,降低了一定的运算量,但仍具有较高的计算复杂度,硬件实现时需要消耗较高的资源。针对此问题,提出了一种变量节点动态更新选择的对数似然比BP译码算法,根据每一次迭代后变量节点外信息的收敛情况及校验方程的满足情况,动态地选择置信度最低的部分节点参与更新,其他置信度较高的节点则不进行更新。仿真结果显示,该算法译码性能与对数似然比BP译码算法相比,在0.5码率,10-4误码率时,1 024码长有0.1dB的性能损失,2 048码长性能损失仅有0.07dB,但从第4次迭代开始归一化运算量至少降低了50%。     

基于量化修正的低复杂度LDPC译码算法

为进一步降低基于可靠度的(Low Density Parity Check,LDPC)译码算法复杂度,提出一种基于量化修正的低复杂度LDPC译码算法,该算法在对信道信息预处理时引入量化信息修正处理策略,从而避免在译码迭代过程中进行译码信息修正处理操作,在保持译码性能的同时,较大幅度地降低译码复杂度。针对均匀和非均匀量化方案,本文实现了基于修正系数的均匀量化和基于列重修正的非均匀量化两种译码方案。仿真实验结果表明,所提出的两种译码方案在算法复杂度明显较低的情况下,仍然与MRBI-MLGD译码算法具有相同的译码性能与收敛速度。特别地,在基于列重修正的非均匀量化方案中,只需3-4 bits的低比特量化即可达到均匀量化中高比特量化(8 bits)相同的迭代次数和误比特率性能。     

一种改进的LDPC码译码算法

指出了由于短LDPC（低密度奇偶校验）码的Tanner图中会出现环路,使得变量节点之间的信息不再相互独立,从而导致对数域BP译码算法的性能下降．从平衡迭代译码性能与硬件实现复杂度的角度出发,提出了一种改进的BP算法,通过变量消息的修正来补偿校验消息简化的损失．仿真结果表明：改进的算法加快了算法的收敛速度,降低了迭代译码...     

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.     

基于预测的多符号翻转多元LDPC译码算法

针对基于汉明距离和预测的符号翻转多元低密度奇偶校验码译码算法具有复杂度低、硬件实现简单等优势,但其性能有限且译码收敛速度较慢的问题,本文提出一种基于多符号翻转多元LDPC译码算法。首先,对用于翻转的度量值进行修改。在迭代过程中,计算基于目标函数得到的翻转度量值以及前一次相应的度量值进行累积处理后,得到新的翻转度量值,并用于对下一个符号的预测;其次,相比于单符号翻转的原算法,本算法引入多符号翻转策略,在迭代过程中翻转多个满足翻转阈值条件的变量节点。仿真和数值结果表明：与原算法相比,本文算法在性能上可获得约0.4 dB的增益。此外,该算法具有更少的平均迭代次数,因此译码收敛速度更快。     

基于校验节点的LDPC码的消息加权均值串行译码算法

 中短长度LDPC码在采用BP算法译码时,由于短环的存在会导致某些比特LLR值出现振荡现象,从而影响了译码性能。针对这一现象,提出了一种采用消息加权均值来修正校验节点到变量节点消息传递的改进译码算法。该译码算法将上次校验节点到变量节点的消息和本次计算所得的校验节点到变量节点的消息进行加权求和后作为当前最新的消息。通过对本次计算所得的校验节点到变量节点的消息赋予比上次校验节点到变量节点消息更高的权值,从而减弱消息加权均值对正常BP消息传递的影响,有效抑制比特LLR值的振荡。仿真结果表明,与传统的串行迭代译码算法相比,改进的译码算法在计算复杂度增加极少的情况下,有效提高了中高信噪比区的译码性能。     

基于闪存系统的多进制LDPC码译码研究

为了进一步提高闪存系统的可靠性,基于闪存系统的分级调制架构,提出了一种新的多进制LDPC(low density parity check)码译码算法?该译码算法引 入了预处理过程以纠正分级解调器输出的非法符号,通过变量节点和校验节点的迭代运算纠正由噪声干扰带来的错误符号?在迭代运算过程中,变量节点的更新条件设计为只有在不满足2个以上检验和的情况下,才更新该变量节点的符号;且在更新变量节点符号时,考虑到分级调制架构容易出现的相邻换位错误,以及噪声对各单元层次造成的不同影响,选择较有可能被发送的那个符号作为更新符号?仿真结果表明,提出的译码算法性能优于已有的译码算法;通过对比不同的变量节点更新条件得出,设计的更新条件具有更好的性能?     

基于变量节点更新改进的自修正最小和算法

针对最小和(Min-Sum,MS)算法在奇偶校验码上的译码性能较差的问题,提出了一种改进的MS算法.如果新变量节点消息和先前变量节点消息的符号不同,通过对新变量节点消息和先前变量节点消息动态加权处理修改迭代过程中的变量节点消息,以降低MS过高估计的不利影响.利用深度学习方法实现的译码器不仅能够抑制MS近似的影响,同时能够抑制码结构中循环的不利影响.仿真结果表明,与MS算法相比,改进的算法在几乎不增加复杂度的条件下获得了译码性能的显著提高,并且在中短码上的译码性能优于经典的置信度传播(Belief Propagation,BP)算法.     

基于校验节点的LDPC码的消息加权均值串行译码算法

中短长度LDPC码在采用BP算法译码时,由于短环的存在会导致某些比特LLR值出现振荡现象,从而影响了译码性能.针对这一现象,提出了一种采用消息加权均值来修正校验节点到变量节点消息传递的改进译码算法.该译码算法将上次校验节点到变量节点的消息和本次计算所得的校验节点到变量节点的消息进行加权求和后作为当前最新的消息.通过对本次计算所得的校验节点到变量节点的消息赋予比上次校验节点到变量节点消息更高的权值,从而减弱消息加权均值对正常BP消息传递的影响,有效抑制比特LLR值的振荡.仿真结果表明,与传统的串行迭代译码算法相比,改进的译码算法在计算复杂度增加极少的情况下,有效提高了中高信噪比区的译码性能.     

一种基于整数操作的极化码最小和译码算法

通过信道极化,极化码理论上证明可渐进达到香农限。文中研究极化码在高斯信道下的串行抵消(successive cancellation,SC)译码算法,提出了一种基于整数操作的最小和译码算法。算法中信道输出值被均匀量化后再取整数,作为SC译码器的输入;节点更新使用最小和算法,更新过程不需要量化操作,直接使用信道输出值量化后的整数值。数值仿真结果表明,在信噪比小于4 d B时,译码性能与基于浮点运算的原始SC译码一致;当误比特率为10-5时,提出的算法与原始SC译码的信噪比相差0.2 d B。所提出的算法便于硬件实现,运算中变量的大小都用8比特整数表示。     

一种甚低码率声码器的设计

在混合激励线性预测 (mixed excitation linear prediction, MELP) 模型的基础上,以超帧为单位,采用多帧联合编码技术,分模式对子帧的语音特征参数进行联合量化,实现了一种码率为600 bit/s的声码器。为了进一步减小量化误差,设计出了一种基于高斯混合模型的预测分类分裂矢量量化器(predictive switched split vector quantization based on Gauss mixture model, GMM-PSSVQ),该量化器对超帧中某些子帧的线谱频率进行量化,并利用帧间预测和线性插值等方法提高编码效率。采用谱失真对设计的矢量量化器进行性能评估,并分别与多级矢量量化和预测分裂矢量量化算法进行性能比较;通过客观感知语音质量评估和主观判断韵字测试对实现的声码器进行性能测试。测试结果表明,设计的矢量量化器平均谱失真最低,实现的声码器合成语音具有较高的清晰度和可懂度。     

基于(17,9)平方剩余码的广义LDPC码构造及性能研究

低密度奇偶校验(low-density parity check, LDPC)码的校验节点通常采用单奇偶校验(single parity check, SPC)码,然而当采用一种具有更强纠错能力分量码替换LDPC码中的SPC码时可以构造出一种性能更好的广义LDPC(generalized LDPC, GLDPC)码。鉴于此,采用一个(17,9)平方剩余(quadratic residue, QR)码作为分量码来替换LDPC中的SPC码构造出了一种基于QR码的GLDPC码。通过研究GLDPC码和QR码的构造以及GLDPC码的译码算法,提出了一种基于(17,9) QR码的GLDPC码构造方法,研究了该GLDPC码的性能,并对该GLDPC码与传统的LDPC码、同码率不同码长的GLDPC码以及同码长不同码率的GLDPC码进行了性能仿真。仿真结果表明,基于(17,9)QR码的GLDPC码相比同码率下的LDPC码,在错误比特率和译码收敛速度上都取得了更优异的表现。     

STC相关矢量量化图像编码算法的VLSI结构

STC(Switch—Tree Coding)相关矢量量化图像编码系统是在传统的矢量量化的基础上，根据相邻图像块空间相关性的继承性，运用STC编码算法对矢量量化后输出的码字地址进行空间相关继承编码，在不引入任何额外的编码失真的情况下，图像平均比特率可达到0．32bit／pixel。将STC编码算法用VLSI实现后嵌入到已有的矢量量化VLSI结构中，在不降低硬件速度的前提下，提高了图像的压缩率和信道的利用率。模拟与验证结果表明，该结构可以获得约66MPixel／s的数据处理速度，能够满足图像实时传输的需要。     

交织多址接入系统定点Logistic交织序列生成算法

交织多址接入(interleave division multiple access, IDMA)技术作为典型的非正交多址接入技术,受到学术界和产业界的广泛关注。为降低IDMA系统多用户检测过程存储空间和计算复杂度,采用双极性化的定点Logistic序列与待(解)交织序列对应相乘方式完成(解)交织;同时,为降低任意量化比特长度的定点Logistic序列生成过程时延,采用现场可编程逻辑门阵列进行生成。利用Logistic系统李雅普诺夫指数,确定处于混沌状态的定点Logistic序列量化比特长度;基于平衡度和互相关门限,确定定点Logistic序列开始位置和初值;采用查表法构建非对称基本乘法器,并采用移位相加法计算总乘法器。仿真结果表明,所提算法可以充分利用Logistic序列混沌、平衡度、相关等特性,具有较好的误码率性能。     

基于重建图像压缩率的量化方法

为了适应传输通道不同的带宽限制,目前各种图像编码算法通过调整量化参数QP的值来控制量化粒度,但是压缩算法的输出码率与量化参数QP值并没有显式的关系,造成QP值的选取很难与带宽约束相匹配。本文提出一种依据输出码率来控制量化粒度的方法QCR,可使压缩算法的输出码率尽可能贴近带宽约束。因为量化参数QP要映射成量化阶距Qstep,本文首先确定压缩算法的量化阶距Qstep与输出码率的关系,然后通过逆向插值确定64个给定的输出码率所对应的量化阶距Qstep,并根据这64个给定的输出码率修改相应的量化表和反量化表,从而建立了利用输出码率控制量化粒度的方法。实验部分采用AVS压缩算法,同样也适用于AVS2。由于AVS的量化表中含有整数DCT变换的小数部分,因此QCR方法用于调整H.264/H.265的量化表和反量化表时,必须与AVS的整数DCT变换有所不同。实验表明本文通过重建图像压缩率控制量化粒度的QCR解决方案是有效可行的。     

模糊超椭球分类算法及其在无约束手写体数字识别中的应用

为获得具有强推广能力、高效的识别算法 ,提出了基于模糊超椭球聚类的模糊超椭球分类算法 ,并且用于无约束手写体数字的识别。模糊超椭球聚类能充分利用训练样本集的分布信息 ,运用较少的类别个数来表征复杂的样本分布 ,获得良好的识别效果和推广能力。在此基础上 ,模糊超椭球分类算法加入了有监督的控制 ,使算法在聚类过程中可以确定合适的类别数 ,使学习结果能更好地反映训练集的概率分布。然后 ,采用学习矢量量化等算法对其进行进一步有监督训练 ,从而取得更好的训练效果。在国际通用的 NIST字库和实际采集的手写体数字集进行的实验中 ,模糊超椭球分裂算法获得了令人满意的结果 ,而且具有进一步发展的潜力。     

HDTV中的解映射与量化

在认真分析欧洲数字视频地面广播(DVB-T)系统的COFDM(编码的正交频分复用)调制方案基础上，深入研究了HDTV(高清晰度数字电视)技术中解映射与量化的基本原理，通过Matlab和Quartus仿真，提出一种新的、适合于COFDM传输系统的、基于FPGA(现场可编程门阵列)的解映射与量化电路设计方案，利用Altera公司生产的APEX^TM20系列芯片完成了相应的硬件电路，经国家高清电视总体组HDTV样机调试证明，这种方案简单易行、节省资源且性能优良。     

基于CMMB标准的LDPC译码仿真

在对LDPC码现有理论研究基础上,阐述了LLR—SPA译码算法的推导,并通过仿真实验,得到了CMMB标准下LLR—SPA译码算法的误码率曲线图。     

基于无标度网络的LDPC码的构造

基于无标度网络的幂律分布特性来优化不规则低密度奇偶校验(LDPC)码的变量节点和校验节点度的分布,使其具有最短的迭代译码长度。根据节点度的分布,采用渐进添边算法和短环删除算法设计出无四环的新LDPC校验矩阵。利用Matlab对所构造的SF-LDPC码进行仿真分析。结果表明,在保证误码率性能的前提下,SF-LDPC码的平均译码长度和运算复杂度得以降低。