无线通信领域中的MIMO与空时编码技术

提高频谱利用率是当前和今后无线通信的一个重要问题，多输入多输出(MIM0)和空时编码技术越来越引起人们的重视。介绍了MIMO系统及其D_BLAST和V_BLAST算法，并分别介绍了空时格码和空时分组码及其编码和解码方法。最后给出了MIMO与空时码的研究动态。     

应用于多媒体数据处理的快速浮点算法

文章提出一种非标准的快速浮点算法，使嵌入式音频视频应用在满足低成本、低功耗情况下，获得了更高的计算精度和更大的动态范围，使视频数据的编码、解码和转码在满足精度要求时，效率更高。     

基于二维阈值SL0范数算法的压缩感知ISAR成像

在对非合作目标的逆合成孔径雷达(ISAR)成像中,快速成像甚至实时成像具有非同寻常的意义。平滑l₀范数(SL0)算法是一种计算快速的压缩感知类参数重构算法,在ISAR成像中得到关注和应用。常规SL0算法在迭代过程中,无论参数重构的收敛效果如何,每轮内循环的迭代次数都是固定的预设次数,导致多次内循环无效进行。文中针对常规SL0算法迭代收敛机制僵化的问题,提出一种二维阈值平滑l₀范数(2D T-SL0)快速算法,用于ISAR成像中的强散射点提取。该算法引入迭代效率指标来评定内循环的有效性。在内循环的迭代过程中,若其迭代效率指标高于设定阈值,说明参数估计值能得到优化,该轮内循环继续进行;反之说明参数估计值已接近收敛,则终止该轮内循环,进入下一轮内循环。ISAR成像实验结果表明,相比常规SL0算法,2D T-SL0算法能减少很多无效迭代,明显降低运算量。在成像效果方面,2D T-SL0算法与常规SL0算法相当,明显好于传统的距离-多普勒(R-D)算法和旋转不变参数估计(ESPRIT)算法。     

一种采用Hilbert空间排列码的场景数据调度策略

针对大规模场景实时性浏览中的数据调度问题,提出了一种采用Hilbert空间排列码的大规模场景数据调度策略。该策略利用Hilbert空间排列码良好的空间聚集性能,同时采用了一种高效的Hilbert空间排列码生成方法,能够有效提高大规模场景数据调度时的效率。试验结果表明,与基于四叉树的调度策略相比,构建时间相当,随机读取效率显著提高。     

可快速迭代解码的非相干空时编码

提出了一种基于满分集准正交空时分组码构造非酉非相干空时码的方法,该编码能够最大限度地利用信道的相关时间来提高码率.根据代数分集的定义,证明了所构造的编码可获得满代数分集.为了能够充分利用编码的准正交结构简化解码,选用了基于期望最大化的迭代算法对所构造的编码进行解码,该算法能够极大地减小最优解码器的复杂度.仿真结果表明,迭代解码算法可快速收敛且其能够很好地对解码复杂度和误码性能进行折衷.     

基于FISTA 算法的编码孔径光谱图像压缩与复原系统

在研究现有光谱图像压缩与复原的基础上,提出了一种新型的光谱压缩与复原方法,即基于编码孔径的光谱压缩复原系统;在光谱仪的光学系统中加入由数字微镜阵列（DMD）实现的编码模板,该编码模板为一个随机矩阵,可对目标的图谱数据立方体实现瞬时编码,目标的反射光经过该编码模板后三维图谱数据立方体被压缩成一个隐含有光谱信息的二维矩阵。在解码算法方面,首次提出了利用快速迭代收缩阈值算法（FISTA）实现从少量观测值中重构三维图谱数据立方体。该算法在每次迭代中估计一次梯度的同时还计算了一个额外的点。实验结果表明,该算法无论是在收敛速度,还是在复原重构效果上均有明显提高。     

基于迭代结构的联合信源信道GSM语音解码

由于算法复杂度和延迟的限制,语音编码参数仍然保留了一定的冗余信息,这些冗余量表现为参数的非等概分布和时间相关性。该文在比特级上利用信源编码参数的冗余信息在软输入、软输出信道解码和信源参数估计之间进行迭代运算,并将此联合解码算法运用于GSM EFR系统。仿真结果表明此算法降低了编码参数的BER,提高了解码语音的信噪比,具有一定的可行性和有效性。     

余域中分形方块编码的一种快速解码结构

分形方块编码（ＦＢＣ）作为一种具有高压缩比潜力的图像编码方法，正受到越来越多的关注，余域中的分形方块编码（ＦＢＣＲＤ）是对基本ＦＢＣ的一种改进，它使得在编码效应及恢复图像质量基本不变的情况下，解码的迭代次数和计算时间大为减少，本文针对ＦＢＣＲＤ又提出一种快速解码迭代结构，使得解码迭代过程进一步优化，实验表明，总的解码计算时间比基本的ＦＢＣ和非快速解码结构的ＦＢＣＲＤ都大大地减少了，这为分形图像编码     

VBLAST系统译码算法的新方案

VBLAST(垂直分层空时编码)系统具有很高的频谱效率，但是误码性能一般。提出了一种迭代信号处理算法(ISP算法)，利用最大的可用分集来改善通过迫零算法得到的初始数据的估计，从而提高系统的误码性能。并结合一种减小迫零算法计算量的改进算法进一步得到一种新的算法——改进ISP算法，仿真结果表明改进ISP算法大大减小了计算复杂度，而且只有很小的性能损失，因而更加适用在实际的系统之中。     

一种频选衰落信道下的Turbo多用户检测算法

联合MAP多用户检测与信道解码的迭代多用户检测(MUD)技术可显著提高宽带移动CDMA系统的容量和性能.在多径时变衰落的编码信道下,提出一种迭代实现干扰抑制、符号估计、信道解码的Turbo多用户检测算法.在每次迭代中,MUD自适应地实现干扰抑制并输出符号估计的软信息,软输入软输出的信道解码器使用LOG MAP方法实现信道解码并反馈符号估计的软信息作为下一次TurboMUD迭代的先验信息.仿真结果证实了该算法在频选衰落信道下经两次迭代就能逼近单用户编码CDMA系统的接收性能.     

DSC的超光谱图像无损压缩算法

有效的星载超光谱图像压缩技术对于解决超光谱图像实时传输极为重要。针对超光谱图像传统的联合编解码算法的不足,提出了一种基于分布式信源编码(Distributed Source Coding,DSC)的超光谱图像无损压缩算法。为利用超光谱图像的局部空间相关性,将超光谱图像进行分块处理;引入多元线性回归模型构建编码块的边信息,并为每个编码块选取最优的预测阶数,以有效利用超光谱图像的局部谱间相关性。根据(n,k)线性分组码的原理,通过多元陪集码实现超光谱图像的分布式无损压缩。实验结果表明:该算法能够取得较好的无损压缩性能,同时具有较低的编码复杂度,适合星载超光谱图像的压缩实现。     

单容错网络存储编码并行算法研究

在海量存储系统中,利用冗余数据编码技术是提高存储系统可靠性的较好方法。文中对网络存储编码的相关算法进行了研究,针对单容错网络磁盘阵列的编码操作,重点研究了RAID5编码的并行算法。针对集中式奇偶校验编码算法在运行时间上的缺陷,提出了将编码计算过程与组通信操作相融合的思想,设计了更为高效的基于多对一归约操作的并行编码算法。实验结果表明,基于组通信的算法相对于集中式算法性能优势明显。     

Bit-level soft-decision decoding of Reed-Solomon codes

A Reed-Solomon decoder that makes use of bit-level soft-decision information is presented. A Reed-Solomon generator matrix that possesses a certain inherent structure in GF(2) is derived. This structure allows the code to be represented as a union of cosets, each coset being an interleaver of several binary BCH codes. Such partition into cosets provides a clue for efficient bit-level soft-decision decoding. Two decoding algorithms are derived. In the development of the first algorithm a memoryless channel is assumed, making the value of this algorithm more conceptual than practical. The second algorithm, which is obtained as a modification of the first, does account for channel memory and thus accommodates a bursty channel. Both decoding algorithms are, in many cases, orders of magnitude more efficient than conventional techniques     

An efficient decoding algorithm for block turbo codes

An efficient soft-input soft-output iterative decoding algorithm for block turbo codes (BTCs) is proposed. The proposed algorithm utilizes Kaneko's (1994) decoding algorithm for soft-input hard-output decoding. These hard outputs are converted to soft-decisions using reliability calculations. Three different schemes for reliability calculations incorporating different levels of approximation are suggested. The algorithm proposed here presents a major advantage over existing decoding algorithms for BTCs by providing ample flexibility in terms of performance-complexity tradeoff. This makes the algorithm well suited for wireless multimedia applications. The algorithm can be used for optimal as well as suboptimal decoding. The suboptimal versions of the algorithm can be developed by changing a single parameter (the number of error patterns to be generated). For any performance, the computational complexity of the proposed algorithm is less than the computational complexity of similar existing algorithms. Simulation results for the decoding algorithm for different two-dimensional BTCs over an additive white Gaussian noise channel are shown. A performance comparison of the proposed algorithm with similar existing algorithms is also presented     

两种降低复杂度的符号翻转多元LDPC译码算法

该文提出两种低复杂度的基于符号翻转的多元低密度奇偶校验码(LDPC)译码算法:改进型多元加权译码算法(Iwtd-AlgB)和基于截断型预测机制的符号翻转(TD-SFDP)算法。Iwtd-AlgB算法利用外信息频率和距离系数的简单求和取代了迭代过程中的乘性运算操作;TD-SFDP算法结合外信息频率和翻转函数特性,对译码节点和有限域符号进行截断与划分,使得只有满足条件的节点和符号参与运算与翻转预测。仿真和数值结果显示,该文提出的两种算法在性能损失可控的前提下,可减少每次迭代的运算操作数,实现性能和复杂度之间的折中。     

新型LT码编译码方法及其在认知无线电中的应用

Luby变换(LT)码作为一种抗干扰编码技术,应用于认知无线电系统,可提高次用户数据传输的可靠性。编译码是影响LT码抗干扰性能的关键因素。为提高数据传输的可靠性和速度,该文提出一种适用于认知无线电系统的LT码联合泊松鲁棒孤子分布-叠层(CPRSD-H)编译码算法。编码过程中,编码器首先采用CPRSD进行编码产生编码分组和编码矩阵,随后通过编码矩阵中度数为1和度数为2对应的列向量携带双层信息:度数为1和度数为2的编码分组和与其相连接的输入分组的连接关系;部分原始数据信息。译码过程中,译码器首先通过第1层存储信息采用置信传播(BP)算法译码完成,随后一些未被成功译出的信息再通过第2层存储信息进行填补。仿真结果表明,将CPRSD-H编译码算法应用于认知无线电系统中,能够显著降低LT码的误比特率(BER),提高次用户有效吞吐量以及加快LT码编译码速度。     

基于FPGA的SFBC码译码算法实现

在分析空频分组码（SFBC）编译码算法的基础上,重点研究了译码算法的工程实现方法。为解决SFBC码译码器现场可编程门阵列（FPGA）实现时的复杂性高、占用资源多的问题,提出了一种基于FPGA的优化译码器结构和实现方案,有效减少了资源占有量,提高了处理速度,并在Xilinx的xc4vlx80芯片上实现了SFBC码译码器,通过时序仿真结果验证了译码结构的有效性和实用性。     

Distributed dynamic fault-tolerant channel allocation for cellularnetworks

Efficient allocation of communication channels is critical for the performance of cellular systems. The centralized channel allocation algorithms proposed in literature are neither robust nor scalable. Several of these algorithms are unable to dynamically adjust to spatial and temporal fluctuations in channel demand (load). We present a distributed dynamic channel allocation (DCA) algorithm in which heavily loaded regions acquire a large number of communication channels, while their lightly loaded neighbors get assigned fewer channels. As the spatial distribution of channel demand changes with time, the spatial distribution of allocated channels adjusts accordingly. The algorithm described in this paper requires minimal involvement of the mobile nodes, thus conserving their limited energy supply. The algorithm is proved to be deadlock free, starvation free, and fair. It prevents cochannel interference and can tolerate the failure of mobile as well as static nodes without any significant degradation in service. Simulation experiments demonstrate that the performance of the proposed distributed dynamic algorithm is comparable to, and for some metrics, better than that of efficient centralized dynamic algorithms where the central switch has complete and latest information about channel availability. The major advantages of the proposed algorithm over its dynamic centralized counterparts are its scalability, flexibility, and low computation and communication overheads     

LDPC编码调制系统中基于反馈LLR均值的迭代解调/译码算法

该文针对LDPC码编码的BICM系统,提出一种对LDPC码译码器输出外附信息的计算方法进行改进的迭代解调/译码算法。与传统的解调/译码算法不同在于,该算法对每次BP迭代中译码器输出的各编码比特的外附LLR分别求均值后,再将其作为先验信息反馈给软解调器开始下次的迭代解调/译码。采用该方法可有效地减轻LDPC码在BP迭代过程中某些比特LLR值的振荡现象,从而使得传递给软解调器的外附信息更准确。仿真结果表明,和传统的两种迭代解调/译码算法相比,该算法能进一步提高LDPC编码BICM迭代系统的译码性能,而复杂度并无明显增加。     

On algebraic soft-decision decoding algorithms for BCH codes

Three algebraic soft-decision decoding algorithms are presented for binary Bose-Chaudhuri-Hocquengham (BCH) codes. Two of these algorithms are based on the bounded distance (BD)+1 generalized minimum-distance (GMD) decoding presented by Berlekamp (1984), and the other is based on Chase (1972) decoding. A simple algebraic algorithm is first introduced, and it forms a common basis for the decoding algorithms presented. Next, efficient BD+1 GMD and BD+2 GMD decoding algorithms are presented. It is shown that, for binary BCH codes with odd designed-minimum-distance d and length n, both the BD+1 GMD and the BD+2 GMD decoding algorithms can be performed with complexity O(nd). The error performance of these decoding algorithms is shown to be significantly superior to that of conventional GMD decoding by computer simulation. Finally, an efficient algorithm is presented for Chase decoding of binary BCH codes. Like a one-pass GMD decoding algorithm, this algorithm produces all necessary error-locator polynomials for Chase decoding in one run