多符号差分检测的低复杂度球形译码设计

在多符号差分检测系统中,深度优先的球形译码是一种典型的次优的检测算法。然而从复杂度角度来说,它仍有较高的计算复杂度,且存在流水线和并行操作困难等缺点。针对这些问题,目前主要从两个方面对该算法进行改进：一是通过选择合适的约束半径来降低复杂度;二是与K-Best（M）算法结合来解决并行操作问题。主要研究前者,并在现有的理论基础上,提出了两种半径选择方法,即线性半径和非线性半径。仿真结果表明,两种半径约束下的球形译码在复杂度上低于最大似然检测却同时能保证它们的性能损失小于0.5 dB。     

基于MIMO OFDM系统的一种低复杂度球型译码检测算法*

在已知的多输入多输出(MIMO)及正交频分复用(OFDM)系统的信号检测算法中,球型译码检测算法的译码性能十分接近于性能最优的最大似然检测算法,并且其译码复杂度有很大的降低,但其会受到译码半径的影响。普通的球型译码检测算法,信道噪声对算法的译码半径影响较大,为了降低信道噪声对译码半径的影响度,提出了一种新型的球型译码检测算法,该算法在译码初始半径分别根据两种不同的情况作出选择。仿真结果显示,其选择的译码半径受噪声的影响极小,达到了降低译码复杂度的目的。总体而言,新型的球型译码检测算法极大地降低了译码复杂度     

基于裁减自动球形算法的多符号差分空时译码

将裁减自动球形译码算法(PASD)应用于多符号差分酉空时译码。多符号差分酉空时译码可以克服快衰落信道中常规差分空时译码的误码平层问题,但其计算复杂度和多符号窗口的长度成指数增长关系。自动球形算法是最大似然性能球形译码算法中乘加次数最少的方案,裁减自动球形算法在性能恶化很小的前提下进一步减少了该方案的计算复杂度。将裁减自动球形算法应用于多符号差分酉空时译码,可以显著的减少计算量。通过仿真表明,方案在显著减少计算量的情况下,性能的恶化很小,达到了性能和复杂度的较好折衷。     

改进的MIMO系统球译码检测算法

针对球译码检测算法的搜索半径影响着其算法复杂度的问题,提出一种改进算法.改进算法对球译码检测算法的搜索半径乘上一个常量压缩因子,且在每层搜索中削减噪声因子的影响.通过缩减搜索球半径、缩小搜索范围实现算法复杂度的降低.仿真结果显示:在信噪比低于10 dB时,改进算法比传统球译码检测算法计算复杂度平均降低18％左右,同时误码性能损失较小.     

基于合作似然检测和球形译码的多用户多输入输出多跳中继系统

针对多输入输出(MIMO)系统在传输数据过程中的误码率(BER)和信道容量优化问题,提出一种基于合作似然检测和球形译码的多用户MIMO多跳中继系统。首先,该系统构建二阶协作的MIMO中继系统模型对信道数据的中继传输过程以及路径损耗、阴影衰落情况进行分析;接着,通过球形译码来推导出等效的最大似然规则进行对数正态阴影衰落检测;最后提出最大调和平均信道功率选择策略,基于相关性链路度量和最大信道功率阈值为用户选择误码率更小的接入链路,从而改善多用户MIMO系统的性能。实验仿真结果显示,与基于互信息最大化的多用户MIMO多跳中继系统以及基于解码转发和多入多出技术正交空时分组编码(STBC)的中继系统相比,该系统在数据传输过程中的平均比特误码率分别降低了27.4%和32.6%,平均信道容量分别提高了9.5%和12.7%,因此在减少误码率和提高信道容量上具有较好的效果。     

长期演进系统中一种低复杂度球形译码算法

在长期演进(LTE)系统中,球形译码算法拥有接近于最大似然(ML)的误码率(BER)性能。针对在16QAM和64QAM等高阶调制情况下球形译码算法计算复杂度和所需硬件资源的急剧增加,提出了一种调整符号搜索策略的改进型球形译码算法。该算法在不同的检测层采用特定的符号搜索方案,并结合一种基于信噪比的动态调整半径方法。在无线瑞利信道环境下,对各种球形译码算法进行了仿真。仿真结果表明,提出的改进型算法基本保持传统球形译码算法较低的BER性能,同时还有效地降低了计算复杂度和硬件实现复杂度。     

基于可靠性度量排序的λ-广义球形解码算法

针对欠定多输入多输出(MIMO)系统中信道矩阵非满秩的问题,提出基于可靠性度量排序的λ-广义球形解码(λ-GSD)算法。该算法将信道矩阵直接转换成满秩矩阵,然后采用基于可靠性度量的排序策略,将排序后由最小均方误差算法得到的次优解作为λ-广义球形解码算法的初始值,减小了初始搜索半径,同时对球形解码算法搜索半径的收缩进行了指数收敛加速处理。仿真结果表明,所提算法同最大似然检测算法和原λ-GSD算法相比较,能获得相同的误符号率性能,而平均运算时间比原λ-GSD算法有明显降低。     

IRA码预检测折线修正译码算法设计

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。     

多符号差分球形译码在无线传感器网络分布式检测中的应用研究

在无线传感器网络分布式检测中,信道条件复杂,难于估计.比较相关检测,差分检测的优势是不需要信道估计,但总是付出一定的性能损失.为了缩短这一差距,本文提出多符号差分检测,并结合低复杂度球形译码算法,对多符号差分球形检测的迭代搜索过程进行了详细分析.算法检测性能和复杂度的分析表明,该检测算法不仅能有效降低计算复杂度,而且能保证较好的检测性能.结果证明该算法可作为一种有效检测算法应用于无线传感器网络分布式检测中.     

TPC基于相关运算的迭代译码算法

Chase-Pyndiah算法（简称C-P算法）为Turbo乘积码（TPC）译码中常采用的算法之一。在C-P算法的基础上,引入一种基于相关运算的迭代译码算法,采用相关作为度量,可以避免复杂的欧氏距离计算;在选择候选码字时引入度量比较的方法,省去了对竞争码字的搜索;通过去除候选码字中相同元素对符号集合进行简化,降低了译码复杂度和译码延时。经算法分析与仿真表明,与已有的软判决算法相比,该算法的译码速度更快而译码性能没有降低,非常适合硬件实现。     

基于逐分量软干扰删除的迭代线性检测算法

提出了一种新型基于调制符号的分量进行干扰删除和线性最小均方误差滤波的软输入软输出检测算法,并采用软输入软输出的多入多出MIMO检测器和信道编码串行级联的迭代检测译码IDD结构。该算法充分利用正交调制符号同相分量和正交分量的独立衰落特性,达到检测中更加准确的软干扰删除。外信息转移EXIT图表明该算法比传统的逐符号软删除算法具有更低的临界信噪比。数值仿真也验证了提出的基于调制符号的分量删除的线性检测算法比采用调制符号级的删除具有更优的误码性能,并且仍然具有低复杂度的特性。     

符号序列相关性OFDM系统时间偏移估计

针对受到传播时延、多普勒效应等因素影响的正交频分复用（OFDM）无线系统时间偏移问题,提出了一种基于训练符号序列相关性的时间偏移估计算法CBT。该算法通过对训练符号序列的简单构造,利用其相关性通过时间尺度的最大值找到符号的起始点,实现时间偏移估计,进而有效地提高OFDM系统抗时间偏移的能力。详细的仿真实验以及与现有PML算法的性能比较表明,提出的时间偏移估计算法CBT在加性高斯白噪声（AWGN）与瑞利衰落信道下都明显地减小了时间偏移误差。     

基于注意力机制的多层次编码和解码的图像描述模型

图像描述任务是图像理解的一个重要分支,它不仅要求能够正确识别图像的内容,还要求能够生成在语法和语义上正确的句子.传统的基于编码器-解码器的模型不能充分利用图像特征并且解码方式单一.针对这些问题,提出一种基于注意力机制的多层次编码和解码的图像描述模型.首先使用Faster R-CNN(Faster Region-base...     

基于GPU的低密度奇偶校验码译码加速技术

随着通信技术的发展,通信终端逐渐采用软件的方式来兼容多种通信制式和协议。针对以计算机中央处理器（CPU）作为运算单元的传统软件无线电架构,无法满足高速无线通信系统如多进多出（MIMO）等宽带数据的吞吐率要求问题,提出了一种基于图形处理器（GPU）的低密度奇偶校验（LDPC）码译码器的加速方法。首先,根据GPU并行加速异构计算在GNU Radio 4G/5G物理层信号处理模块中的加速表现的理论分析,采用了并行效率更高的分层归一化最小和（LNMS）算法;其次,通过使用全局同步策略、合理分配GPU内存空间以及流并行机制等方法减少了译码器的译码时延,同时配合GPU多线程并行技术对LDPC码的译码流程进行了并行优化;最后,在软件无线电平台上对提出的GPU加速译码器进行了实现与验证,并分析了该并行译码器的误码率性能和加速性能的瓶颈。实验结果表明,与传统的CPU串行码处理方式相比,CPU+GPU异构平台对LDPC码的译码速率可提升至原来的200倍左右,译码器的吞吐量可以达到1 Gb/s以上,特别是在大规模数据的情况下对传统译码器的译码性有着较大的提升。     

基于相关检测的低复杂度窄带物理下行控制信道盲检测算法

在窄带物联网系统（NB-IoT）中,物联网（IoT）终端应当快速获取下行控制信息（DCI）,以便正确接收数据信道的资源分配和调度信息。为此,针对窄带物理下行控制信道（NPDCCH）搜索空间大小大于等于32时,提出一种利用相关检测的低复杂度的NPDCCH盲检测算法。首先,通过对一个NPDCCH可能最小重复传输单元进行两次相关判决,剔除搜索空间中其他无效的数据,以降低计算复杂度;然后,对判决为有效数据所在的重复周期进行合并译码,以提高盲检性能;最后,对两个相关阈值设定进行了理论与仿真分析。仿真结果表明,相比穷举盲检测算法,所提算法在计算复杂度上至少降低了75%,检测性能提高了增益2.5~3.5 dB,更加利于工程实践。     

基于RobustICA的数字调制混合信号盲源分离算法

针对含噪环境下数字调制混合信号盲源分离(BSS)误码率(BER)过高的问题,提出了一种基于RobustICA的二阶段盲源分离算法R-TSBS。该算法采用RobustICA算法对阵列响应向量构成的混合矩阵进行估计,然后利用数字调制信号的有限符号集特征,在第二阶段用最大似然估计(MLE)方法估计各个数字调制源信号发送的符号序列,达到盲源分离的目的。实验仿真表明,传统的独立成分分析(ICA)算法如RobustICA算法和FastICA算法误码率很高,在信噪比(SNR)为10 dB时,其误码率达到了3.5×10^-2左右,而基于FastICA的二阶段盲源分离算法F-TSBS和基于RobustICA的二阶段盲源分离算法R-TSBS的误码率则下降到了10^-3,分离性能得到了明显改善;在较低的信噪比(0~4 dB)下,R-TSBS算法较F-TSBS算法约有2 dB性能提升。     

基于投影寻踪的无线传感器网络入侵检测模型

提出基于投影寻踪(PP)算法解决无线传感器网络入侵检测问题,利用PP算法将高维数据投影到低维数据空间,使得多特征属性的节点数据准确聚集.通过节点属性投影值的浮动来检测节点是否受到攻击.实验结果表明:基于PP的无线传感器网络入侵检测的方法在减少计算量,降低检测能耗的情况下,可以得到比传统的误差反向传播(BP)模型检测方法得到更好的检测效果.     

基于混沌的调频调相的多输入多输出雷达正交波形设计

针对混沌序列单一调频或调相波形存在波形复杂度低,限制了混沌信号可预测的概率、雷达的截获概率和抗干扰性能的问题,提出了基于混沌序列将频率和相位联合调制用于波形设计的方法。首先,对雷达信号进行混沌频率编码,即将一个脉冲分成一系列子脉冲,对不同子脉冲进行不同的频率调制。同时,在每个频率编码子脉冲内对波形的每个周期使用随机产生的初始相位。仿真结果表明,联合调频调相混沌雷达信号的自相关旁瓣峰值最大值达到-24.71 dB,相比调频混沌信号或调相混沌信号,其相关性性能有所提高。实验结果表明,联合调频调相混沌雷达波形结合调相和调频的优点,既具有调相信号的功率谱平坦的特性,又具有调频信号抗噪声干扰特性,为非常理想的探测信号。