基于GPU并行计算技术的大约束长度卷积码的恶码检验

卷积码生成多项式对通信系统中信道编译码的性能有决定性影响,通常我们利用计算机搜索大约束长度的卷积码生成多项式,在搜索得到的生成多项式中有相当数量是恶性的需剔除,因此必须对搜索到的生成多项式进行检验.判定一个编码器的生成多项式是否是恶性的方法可以是数学推导或Matlab计算.但只适合约束长度较短的卷积码,而当约束长度较大时,运用现有的计算手段很难对编码器生成多项式进行检验.本文提出了一种新的基于GPU的高性能并行运算技术验证卷积码生成多项式的方法,GPU在进行大约束长度卷积码的恶码检验上有明显的速度优势.     

高误码率下Turbo码分量编码器快速识别算法

针对目前Turbo码中,分量编码器递归系统卷积码识别算法计算量大,容错性不好两大缺点,该文提出了一种容错性能较好的快速识别算法。首先,在分析递归系统卷积码特殊结构的基础上,定义了更具普遍意义的广义码重概念;其次,建立出递归系统卷积码生成多项式数据库,按照数据库中多项式是否为实际编码多项式的情况,分析出多项式所对应的结果向量广义码重概率分布;然后,按照分析出的广义码重概率分布,基于极大极小准则,导出快速识别算法判决门限的计算公式;最后通过遍历多项式数据库,将遍历的多项式所对应的校验方程广义码重值与判决门限比较,从而实现参数的快速识别。仿真结果表明:理论分析出的广义码重概率分布与仿真结果相一致,同时算法容错性能较好,在误码率高达0.09的条件下,各种编码约束长度下的递归系统卷积码识别率在90%以上,并且计算复杂度较小。     

卷积码的通用编译码

介绍了实现各种不同码型卷积码的编、译码的通用算法.在考虑程序代码效率、执行效率和程序的可读性的情况下,给出它的程序实现,只需要给定不同的生成多项式,就可以实现各种不同码率和不同约束长度的卷积码编码和译码,能简化通信系统中的软件实现.     

卷积码编码原理的解释

现有的信息论与编码教材在介绍卷积码编码时通常是直接给出码的生成多项式或编码器的移位寄存器实现,没有将编码原理和卷积相联系.本文从离散时间系统引出卷积码编码器的移位寄存器实现,深入浅出地阐明了码生成多项式矩阵的由来及其重要性,同时采用计算离散时间序列卷积的方法求解编码输出序列,从而对卷积码编码的原理以及卷积二字的含义给予了更精准的解释和验证.     

大约束度卷积码快速译码方法的研究

针对Viterbi译码算法的计算复杂度随着卷积码约束长度的增加呈指数增加,译码延迟过大,只适用于约束长度较小的卷积码译码的缺陷,提出了适用于大约束度的卷积码译码方法.采用了改进粒子群优化算法,弥补传统粒子群优化算法在解决离散问题方面的缺陷--对卷积码快速译码.该方法通过设定种群规模M来确定译码路径数,极大地缩小了译码网格中的路径搜索范围,使译码延迟减小,更适用于约束长度较大的卷积码.还提出了译码宽度自适应的卷积码译码方法,对Viterbi译码算法进行了改进,把固定的译码路径宽度改进为随信道噪声的变化而变化,大大降低译码计算复杂度.仿真实验表明提出的2种译码方法的有效性.     

(n，1，m)递归系统卷积码的盲识别

递归系统卷积码(RSC码)是Turbo码子编码器常采用的编码形式。针对(n,1,m)递归系统卷积码的盲识别问题,给出了完整的编码参数和生成多项式识别方法。首先,采用矩阵分析法先求得卷积码参数,避免后续识别生成多项式时因参数循环估计带来的额外计算量。然后,根据RSC码的特性推导出生成多项式识别模型,给出了模型的具体求解步骤,并对所采用的Walsh-Hadamard变换算法进行了介绍。最后,运用Matlab平台进行仿真验证。仿真结果表明,该方法容错性能明显优于常规方法,在误码率为10-2条件下成功识别概率能达到90%,对于Turbo码的进一步研究具有重要意义。     

一种改进的堆栈译码算法

深太空通信对编译码的性能有十分高的要求,卷积码的性能和约束长度密切相关,约束长度越大卷积码的编码增益越大,则其性能越好。维特比译码算法由于受译码开销的限制,并且其译码开销随约束长度增加呈指数增长,维特比译码算法仅适用于短约束长度的卷积码。目前仅有序列译码算法适用于大约束长度卷积码译码。由于堆栈译码算法中堆栈的大小是有限的,在信道受扰较为严重的情况下,潜在的正确路径有可能被删除,这将影响到译码的性能。多堆栈译码算法不存在潜在删除的问题,多堆栈译码算法完成译码所需计算量远小于堆栈译码算法。     

基于最大似然检测的（n,1,m）卷积码盲识别方法

该文针对非合作信号处理中的(n,1,m)卷积码的盲识别问题,提出一种基于最大似然检测的识别方法。该方法将接收码序列按不同长度进行分段,构建卷积码校验多项式系数的线性方程组,利用最大似然检测方法估计线性方程组的解,并利用解向量与卷积码生成多项式的校验关系,构建生成多项式系数的线性方程组,最终求解得到卷积码的生成多项式。仿真实验验证了算法的有效性,并对算法的误码适应能力进行了理论和仿真分析,仿真结果表明该方法能够在较高误码率条件下实现(n,1,m)卷积码的检测与识别。     

扩展卷积码生成矩阵的统一表述

针对在删除卷积码识别过程中缺乏对扩展卷积码先验认知的问题,提出了一种求解母码与扩展卷积码生成矩阵的统一表述方法。通过分析编码器输入输出关系的基本物理意义,先后以( n,1,m)、(n,k,m)作为母码,构建了其与扩展后编码器多项式系数的对应关系模型,归纳和证明了扩展卷积码生成矩阵的统一表述定理。验证结果表明：该定理能够对扩展卷积码生成矩阵实现快速计算,为遍历和重建删除卷积码的删除图样和母码生成矩阵提供方便。     

一种约束卷积码的研究与仿真

通信系统中广泛使用的卷积码,其译码通常采用维特比译码的方法。为了获得更好的译码性能,在原有的卷积码的基础上提出一种约束卷积码算法。该约束卷积码是在发送系列中固定的位置加入确定的比特位,以在维特比译码时尽量获得发送序列的先验概率的基础上提高译码性能。通过对这种约束卷积码数学分析,提出其对应的编解码算法,并用蒙特卡罗仿真方法,验证该算法的正确性。     

一种码长变化灵活的重复累加码构造方法

在一类非规则重复累加码优越的次数分布对基础上,利用准循环码原理设计了基校验矩阵,并进行了去四环优化,利用算法构建优化的低密度奇偶校验码,码长变化灵活,性能比优化前有明显提高,十分接近IEEE 802.16e标准规定的LDPC码性能,非常适合电视信号的传输。     

基于正交空时分组码的酉空时码设计

提出了一种基于正交空时分组码构造酉空时码的方案,证明了所设计的酉空时码可以获得满分集.同原有方案相比,所提方案的优点是其码率较高,缺点是解码复杂度较原方案高.针对该缺点,提出了一种次优解码算法,该算法的复杂度同原方案几乎相同.Monte-Carlo仿真实验表明,在相同的频谱效率下,对同一误码率本文方案所需信噪比比原方案低5dB;同时,对同一误码率本文的次优解码算法同最优解码算法相比信噪比损失约1dB.     

空时码

提高频率利用率一直是移动通信系统中的研究热点,而近年来提出的空时码又是其关键技术之一.从当前的研究情况来看,空时码技术主要分为以下两大类:一是分层空时码(LST);二是基于发射分集的空时分组码和空时格码.由于空时码具有良好的频带利用率及性能,3GPP已将空时分组码作为一可选方案列在所提规范之中.相信在不远的将来,空时码必将广泛应用于未来的移动通信系统.     

一种新型的空时编码-酉空时编码

详细地介绍了一种新型的、不需要任何信道信息的空时编码———酉空时编码;并给出了一种简单的、可产生大量的、系统化的酉空时编码的方法。     

短长度分布式喷泉码的性能分析

LT码是喷泉码的一种,由于深空通信不能实现反馈,距离远,变时延的传输特性,LT码适合用于深空通信中,由于传统的单信源通信已经不能满足当前的通信需求,多信源多中继通信系统成为了研究的重点。介绍了短长度分布式二、四信源的通信模型,以及各自的度分布,并选取了码长较短、删除概率较小这几种情形通过仿真验证了各自的性能。仿真结果表明,二、四信源分布式LT码比LT码有更好的性能。     

乘积码迭代译码算法研究

介绍了在分组码的软输入软输出译码基础上以扩展BCH码为子码的乘积码的迭代译码算法,提出了在高带宽利用率调制方式下的算法应用方式,并给出了仿真结果。最后与传统的并联卷级码代译码方案比较,发现在高编码效率时,乘积码迭代译码方案有着较好的应用性。     

环Fp+uFp上的Kerdock码和Preparata码

 Kerdock码和Preparata码是两类著名的二元非线性码,它们比相同条件下的线性码含有更多的码字.Hammons等人在1994年发表的文献中证明了这两类码可视为环Z₄上循环码在Gray映射下的像,从而使得这两类码的编码和译码变得非常简单.环F₂+uF₂是介于环Z₄与域F₄之间的一种四元素环,因此分享了环Z₄与域F₄的一些好的性质,此环上的编码理论研究成为一个新的热点.本文首次将Kerdock码和Preparata码的概念引入到环F_p+uF_p上,证明了它们是一对对偶码;并给出Kerdock码的迹表示;当p=2时,建立了环F₂+uF₂上这两类码与域F₂上的Reed-Muller码之间的联系;并证明了二元一阶Reed-Muller码是环F₂+uF₂上Kerdock码的线性子码的Gray像.     

手机二维码业务研究

手机二维码是指将相关信息用二维码进行编码,使二维码信息以各类业务的形式在手机里存储、阅读、传播.本文首先对手机二维码的技术特性进行了研究,总结分析了手机二维码业务在其他各国的应用现状,并对典型的业务应用进行了分析,最后提出了手机二维码业务在中国开展需要探讨的问题.     

迭代译码的级联Reed-Solomon乘积码与卷积码

该文提出用Reed Solomon(RS)乘积码作为外码,卷积码作为内码的级联码方案并且内外码间用Congruential向量生成的交织图案对RS码符号进行重排列。对此级联码采用的迭代译码基于成员码的软译码算法。当迭代次数达到最大后,通过计算RS码的校正子,提出一种纠正残余错误的方法,进一步提高了系统的误比特性能。仿真结果表明,在AWGN信道中与迭代译码的级联RS/卷积码相比,当误比特率为1e-5时,新系统的编码增益大约有0.4 dB。     

一种基于汉明码和湿纸码的隐写算法

该文通过将载体图像分割成矩阵块,重复利用载体矩阵块像素,结合汉明码和湿纸码构造了一种新的双层结构隐写算法。该算法首先利用汉明码在载体矩阵的行向量中嵌入信息,然后在列向量上根据是否影响前面嵌入结果以及是否需要3个修改引入dry和wet的概念,并通过构造伪随机二值矩阵,采用湿纸码在列向量上实现二次嵌入,从而获得较好的隐写性能。实验结果表明:该隐写算法在嵌入率为0.1至0.8 bpp范围内,性能优于PPC和F5算法。