软入软出联合迭代GPDA多用户检测方法

从近最优检测的多天线多电平正交调幅条件下的广义概率数据关联(GPDA)算法出发,把多入多出(MIMO)系统的GPDA算法与码分多址（CDMA）中的多用户联合检测相结合,得到了软入软出(SISO)的GPDA加前向信道解码（FEC）的迭代多用户检测方法. 该方法利用外部信息的传递进行干扰抵销并进行联合解码和判决. 计算机仿真验证了此算法可以以较低的复杂度获得近似最大似然单用户接收机的误比特率性能.     

联合多天线选择映射的广义空间调制方案

为了解决广义空间调制(GSM)系统中存在的信道间干扰和天线组合间的高相关性问题，提出了一种名为联合多天线选择进行映射的广义空间调制(JAS-GSM)方案。基于最小汉明距离最大化准则，设计了一种低复杂度的发射天线组合(TAC)优化算法，旨在降低天线间的相关性和计算复杂度。同时，利用优化后TAC的冗余特性，使所有TAC均参与码本映射，并基于最小欧式距离最大化准则设计了高效的联合映射码本筛选算法，以进一步提高系统的误码率性能。通过推导JAS-GSM方案的平均误码率理论边界公式，验证了仿真实验结果的准确性，并完成了辅助联合映射码本筛选算法的设计。仿真实验结果表明，与现有的天线选择方案和GSM变体调制方案相比，所提JAS-GSM方案具有更低的计算复杂度和更高的传输可靠性。     

可见光通信中低复杂度自适应广义空间调制算法

针对可见光信道相关性较大的问题,以成对错误概率为依据提出了一种自适应广义空间调制(Adaptive GSM,AGSM)算法,发送端能够根据信道状态信息(Channel state information,CSI)对GSM系统中的天线组和各天线组的调制阶数进行联合优化以提高GSM算法的误码率性能。但由于该优化算法的运算复杂度较大,又提出了一种简便的自适应空间调制(Simplified AGSM,S-AGSM)算法,利用QR分解限制穷举搜索的空间,降低了优化算法的复杂度。仿真结果表明:在同样频带利用率的情况下,S-AGSM算法的误码率性能要优于GSM算法和只带有天线组选择的GSM系统,且复杂度远小于AGSM算法。     

LDPC编码MIMO系统的高性能低复杂度接收机

针对低密度校验(LDPC)码编码多输入多输出(MIMO)系统提出了一种高效的迭代接收机。一方面,通过添加一位互补矢量的方法对无偏最小均方误差迭代树搜索(MMSEITS)检测器作了改进,与原算法相比,改进算法提高了检测器的稳健性,并能以相对较低的处理复杂度获得更好的检测性能。另一方面,给出了一种高效率的LDPC码解码算法,该解码算法不但计算复杂度低,而且能以很少的迭代次数(大约5次)达到收敛。仿真结果表明,整个接收机在保证系统性能的同时降低了处理复杂度。     

多小区干扰对齐的低复杂度发射天线选择算法

针对多小区干扰对齐系统的下行链路,在研究基于穷搜索和分布式干扰对齐的最优发射天线选择算法的基础上,提出了一种低复杂度的发射天线选择算法．该算法采用贪心搜索策略,利用部分迭代的分布式干扰对齐方法,在保持其他基站的发射天线选择方案不变的情况下,沿着系统和容量增加的搜索方向依次优化各基站的发射天线选择方案,从而达到降低计算复杂度的目的．复杂度分析及仿真结果表明,在获得接近于最优发射天线选择算法的系统和容量性能的同时,该算法能有效降低计算复杂度,并且通过调整部分迭代次数,可以达到系统和容量性能与计算复杂度的折中．     

TD-HSUPA MU-MIMO室内调度及用户配对

为了解决在室内多用户多输入多输出(MU-MIMO)场景下,时分双工上行高速分组接入(TD-HSUPA)系统的多用户调度问题,提出了一种新的调度和用户配对算法.该算法综合考虑了接收天线间的流间干扰和同一接收天线内的码间干扰.通过将用户动态接入不同基站天线服务列表,所提算法能在保持用户公平性的前提下明显提升基站平均吞吐量.该算法运算复杂度低,无需增加信令开销,适用于实际室内系统中.     

低复杂度大规模MIMO系统联合天线选择与用户调度波束成形

针对大规模多输入多输出(MIMO)系统硬件复杂度较高以及基站所能支持的最大用户数受基站天线数影响的问题,提出一种计算复杂度较低的适应于大规模MIMO系统下行链路的联合天线选择与递减用户调度算法,通过移除“差”的天线和用户来最大化系统总速率,降低基站所需配置的射频链路数.仿真结果证明,该方案能够在保证系统性能的前提下大幅度降低系统硬件复杂度.     

空频分组编码OFDM系统迭代解码算法

根据OFDM系统子信道的相关性,为空频分组编码(SFBC)OFDM系统提出了一种简单的解码算法。该算法只需要少量的导频就可以估计信道并解码,当传输模式是QPSK时甚至无需信道估计。仿真结果表明:该算法与差分解码相似,虽然与相干解码比较有3 dB的性能损失,但是仍然能够得到分集增益,并且计算复杂度大大降低。     

GSM-MBM系统中基于松弛迭代的低复杂度检测算法

针对基于媒介调制的广义空间调制（GSM-MBM）系统接收端最大似然（ML）检测算法计算复杂度高且随激活天线数呈指数递增的问题,提出一种基于能量排序下的松弛迭代思想的低复杂度检测算法（EO-RIM）.该算法对所有可能的发射天线组合及相应镜像激活模式组合下的信号能量总值进行排序,再通过松弛迭代算法依次检测相应的调制信号,并通过预设阈值来协调误码率（BER）性能和计算复杂度之间的关系.仿真结果表明,在GSM-MBM系统中,EO-RIM算法的BER性能逼近ML检测算法,与基于有序块的最小均方误差（OB-MMSE）检测算法几乎一致,而EO-RIM的计算复杂度随激活天线数呈平方递增而非指数递增,相比OB-MMSE算法降低了一个数量级.     

V-BLAST OFDM 系统中一种新的检测算法

提出了频率选择性衰落信道下V-BLAST (Vertical Bell Labs Layered Space-Time) OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)系统中一种新的检测算法．在发射端对每个发射天线分配不同的子载波,在接收端利用子载波之间的正交性进行干扰相消．该算法只需要一根接收天线,克服了传统算法要求接收天线个数至少等于发射天线个数的缺点,降低了系统接收机设计的复杂度,而且该算法性能优于传统的ZF(Zero-Forcing)和SIC(Serial Interference Cancellation)算法．     

MIMO系统中低功耗性能最优的球译码

针对球译码中性能与复杂度无法兼顾的问题，提出了消除固定复杂度球译码算法复杂度冗余的方法. 该方法以满分集度为性能基准，经过合理的半径构造，使发送向量落在超球体外的概率足够小且避免分集度的损失，在平均意义上显著降低了复杂度，从而减少了算法在执行时的功耗. 仿真结果表明，在满足性能最优和最大时延条件下，算法的功耗大幅度降低.     

基于微处理器核的AAC解码软硬件协同优化

为了降低硬件成本和在较低频率下实现基于精简指令集计算机（reduced instruction set computer, RISC）处理器的先进音频编码（advanced audio coding，AAC），提出了一种软硬件协同优化策略，通过对解码关键子模块进行分析，从比特流解码、解码运算部分、播放控制3个方面来实现软件算法的优化，从而加快音频解码速度，减少存储空间，并根据优化结果对嵌入式RISC微处理器核进行配置.在现场可编程门阵列（field programmable gate array, FPGA）验证平台上实现了对128 kbps，44.1 kHz双声道AAC 低复杂度框架（low complexity profile, LC）的实时解码，运算量为25.51 MIPS，优化率为48.9%.     

一种低译码复杂度的高速率-全分集2×2STC算法

为了降低接收端译码器的译码复杂度,提出了一种能降低译码复杂度的STC算法。对码字矩阵进行设计,利用最大似然译码算法分析接收信噪比特性。通过MATLAB仿真所得结果表明,文中提出的算法与Viterbi译码算法引比,虽具有相当的译码性能,但译码复杂度大大降低。     

Implementation of low-density parity-check codes decoder for CCSDS standard

The complexity/performance balanced decoder for low-density parity-check (LDPC) codes is preferred in practical wireless communication systems. A low complexity LDPC decoder for the Consultative Committee for Space Data Systems (CCSDS) standard is achieved in DSP. An approximate decoding algorithm, normalized min-sum algorithm, is used in the implementation for its low amounts of computation. To reduce the performance loss caused by the approximation, the parameters of the normalized min-sum algorithm are determined by calculating and finding the minimum value of thresholds through density evolution. The minimum value which indicates the best performance of the decoding algorithm is corresponding with the optimized parameters. In implementation, the memory cost is saved by decomposing the parity-check matrix into submatrices to store and the computation of passing message in decoding is accelerated by using the intrinsic function of DSP. The performance of the decoder with optimized factors is simulated and compared with the ideal BP decoder. The result shows they have about the same performance.     

MIMO系统固定复杂度球形解码器研究

图形处理单元（GPU）可作为低成本并行可编程协处理器,能提供高的计算吞吐量,非常适于大规模系统设计。为充分利用GPU的并行处理能力,采用专为GPU通用计算所设计的CUDA（Compute Unified Device Architecture）架构,针对平坦衰落信道,设计了用于MIMO无线通信系统的固定复杂度球形解码器,以加速MIMO无线通信系统的数据处理。根据GPU的架构与存储特点,对实现进行了优化,减小了数据存取延迟和访问冲突。实验结果表明,球形解码速度可提高近10倍.     

一种高重构质量低复杂度的高光谱图像压缩感知

针对高光谱图像谱间相关性较强的特点,提出了一种基于谱间预测的压缩感知算法.编码端通过线性预测算法,估计出相邻波段的预测系数作为辅助信息传送到解码端,再对图像进行独立地随机观测和量化.解码端根据预测系数和已重构相邻波段,估计出当前波段的预测波段,用来修正重构算法的初始值和收敛准则.最后用改进的重构算法解码当前波段.实验结果表明,在相同观测值数目下,该算法的PSNR提高了大约1.2 dB,解码复杂度明显降低,而且编码复杂度低、易于硬件实现.     

Iterative Detection and Decoding Algorithm in Dual Polarized Land Mobile Satellite MIMO Systems

An iterative detection and decoding algorithm with outer code decision feedback is proposed for the dual polarized （DP） land mobile satellite （LMS） MIMO systems using concatenated codes. A feedback structure is added after the outer decoder in the proposed algorithm. The feedback information is exploited to control the detecting list in the MIMO detector and reduce the number of symbols which have to be processed at each iteration. As a result, the computational complexity is reduced. Meanwhile, the successfully decoded outer code words are used to calculate the more reliable initial information for the inner decoder and the system performance can be improved by this step. The simulation results show that the proposed algorithm can reduce the computational complexity compared to the traditional iterative detection and decoding algorithm and achieve better performance.     

变换域Wyner-ziv视频编码的码率控制

为了降低变换域Wyner-Ziv 视频编码的解码复杂度,利用信道相关特征量及系数带的时间相关性提出了一种有效的码率控制算法.该算法在编码仨计传送的最小码率块,并利用不同系数带的时间相关性及信道的平均反馈次数,对估计的最小码率进行调整,得到实际需要传送的初始码率,从而有效地控制解码反馈次数,降低系统延时和解码复杂度.实验结果表明,该算法在保证编码效率的同时可以大幅度降低解码复杂度,最大可降低82%.     

一种高吞吐率的系统Raptor码并行译码方法

在系统Raptor码译码中，针对高复杂度的高斯消元运算导致译码延时大、吞吐率低的问题，提出一种低延时高吞吐率的降维并行译码方案。该方案采用仅对少量丢包译码的低复杂度降维运算，替换对全部源数据包译码的高斯消元运算，降低译码延时；并针对降维译码采用全并行的硬件结构实现，提高译码吞吐率。依此方案，在Xilinx FPGA XC7K410T平台上实现系统Raptor译码器。测试结果表明，当网络丢包率在10-2以下时，译码数据吞吐率达到3.5 Gbps，是相同硬件下采用高斯消元译码实现的80倍以上。     

改进的短波信道数据引导均衡算法研究(英文)

针对短波信道数据引导均衡算法(data-directed equalization algorithm,DDEA)存在的问题,即必须以一帧数据内信道恒定为前提假设,且在均衡器和译码器之间只能传递硬判决信息,提出两种改进的DDEA均衡算法,分别从不同角度对此加以解决。所提可变信道系数的DDEA算法无须假设一帧数据内信道系数恒定,而允许在每个采样间隔信道系数都是变化的。所提DDEA-Turbo均衡算法能通过在信道估计器、均衡器和译码器之间传递软判决信息,将均衡器和译码器联合起来进行迭代。仿真结果表明,两种改进算法相较于传统的DDEA算法在性能方面都有不同程度的提高,但有分析显示,这种性能的提高须以增加复杂度为代价。