基于SWIPT的Polar编码协作码的设计与系统性能研究

极化（Polar）编码协作可同时获得编码增益与分集增益,实现可靠通信。为了解决中继能量受限问题,本文研究了基于无线信息与能量同传（Simultaneous Wireless Information and Power Transfer, SWIPT）技术的Polar编码协作系统。首先,建立了基于SWIPT的Polar编码协作系统模型。其次,鉴于Polar码的Plotkin构造方法将一个长码分裂成两个短码,非常适用于编码协作场景,使用Plotkin构造方法联合设计信源节点和中继节点Polar码,并在目的节点对其进行联合串行相消（Successive Cancellation, SC）译码。相比传统点对点系统,基于SWIPT的Polar编码协作系统使得系统中断概率大幅度降低;与随机低密度奇偶校验（Low Density Parity Check, LDPC）编码协作系统相比,在译码迭代次数低时所提方案误码性能更佳。      

编码协作系统准循环重复累积码的联合设计与性能分析

重复累积(RA)码是一种特殊结构的低密度奇偶校验(LDPC)码,不仅具有LDPC码的优点,还能实现差分编码。针对LDPC编码协作系统编码复杂度高、时延长的问题,该文引入准循环RA(QC-RA)码,推导出信源节点和中继节点采用的QC-RA码对应的联合校验矩阵,基于公差构造方法设计该联合校验矩阵,并证明该方法设计的联合校验矩阵不存在围长为girth-4, girth-6的短环。理论分析和仿真结果表明,同等条件下该系统比相应点对点系统具有更优异的误码率性能。仿真结果同时表明,与采用一般构造QC-RA码或基于Z型构造QC-RA码相比,采用基于公差构造的联合设计QC-RA码的多信源多中继协作均可获得更高的编码增益。     

编码协作系统准循环重复累积码的联合设计与性能分析

重复累积(RA)码是一种特殊结构的低密度奇偶校验(LDPC)码,不仅具有LDPC码的优点,还能实现差分编码。针对LDPC编码协作系统编码复杂度高、时延长的问题,该文引入准循环RA(QC-RA)码,推导出信源节点和中继节点采用的QC-RA码对应的联合校验矩阵,基于公差构造方法设计该联合校验矩阵,并证明该方法设计的联合校验矩阵不存在围长为girth-4, girth-6的短环。理论分析和仿真结果表明,同等条件下该系统比相应点对点系统具有更优异的误码率性能。仿真结果同时表明,与采用一般构造QC-RA码或基于Z型构造QC-RA码相比,采用基于公差构造的联合设计QC-RA码的多信源多中继协作均可获得更高的编码增益。     

基于SWIPT的乘积Polar编码协作构造与分析

为实现绿色可靠通信,提出了基于无线信息与能量同传(SWIPT)技术的乘积极化( Polar)编码协作系统。 首先,建立基于 SWIPT 的乘积 Polar 编码协作系统模型;其次,将 Polar 码作为乘积码的分量码构建乘积 Polar 码,分别在信源节点和中继节点对其行编码和列编码;最后,在目的节点提出一种低译码时延的两步译码算法,第一步对接收到乘积 Polar 码的码字矩阵分别进行串行相消(SC)译码与列 SC 译码,若第一步译码失败,则执行第二步译码,即将乘积 Polar 码的码字矩阵变换为单行 Polar 码,再 SC 译码。 理论分析与仿真表明,相比点对点系统,基于 SWIPT的乘积 Polar 编码协作大大降低了译码时延;与采用置信度传播译码算法的乘积低密度奇偶校验编码协作系统相比,所提系统误码性能更优。     

RIS辅助的LDPC乘积码编码中继协作系统构建与性能分析

为实现极其可靠信息传输,针对融合可重构智能表面（RIS）技术与编码中继协作技术系统展开研究,建立了RIS辅助的低密度奇偶校验（LDPC）乘积码编码中继协作系统模型;利用LDPC乘积码,信源节点对信息矩阵行编码,中继节点对信息矩阵列编码;提出了一种高效联合迭代译码算法,目的节点对接收的两路信号分别进行LDPC行译码与LDPC列译码,并迭代更新信息位的对数似然比,再判决输出。理论推导了所提系统的中断概率以及有限码长信道容量的闭合解。理论分析与仿真结果表明,所提系统性能明显优于传统编码中继协作系统,而且随着RIS反射单元数量增加,优势变得更明显;随着LDPC乘积码码长增加,所提系统的有限码长信道容量逐渐逼近理想信道容量。     

MLC存储信道下的双层LDPC码优化设计

大数据及云存储的发展对传统的存储技术提出了更高的要求。为了进一步提升多级存储单元的存储效率,提出了一种双层低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check, LDPC)码的优化设计方法。该方法针对多层单元(Multi-level Cell, MLC)信道的非对称性特性,对存储单元的单页添加额外校验比特以提高存储单元闪存信道的译码性能,并对单层LDPC码和本算法的性能进行了分析。仿真结果表明,在多级存储单元信道中使用BP译码算法进行译码,误码率为10^-5时,基于双层LDPC码构造的纠错码算法比单层LDPC码有约额外4 000次的擦除次数的提升,且译码复杂度也相应降低。     

多用户大规模LDPC-SM-MIMO联合分层消息传递检测

对于多用户大规模空间调制多输入多输出(Spatial Modulation Multiple Input Multiple Output, SM-MIMO)系统，消息传递检测(Message Passing Detection, MPD)是常用的检测算法，但其复杂度较高。针对该问题，引入基于分层消息传递机制的分层MPD(Layered MPD,LMPD)算法以加快算法收敛速度，降低算法复杂度。进一步，将低密度奇偶校验码(Low-density Parity-check, LDPC)与SM-MIMO系统相结合，提出联合LMPD-BP(Joint LMPD Belief Propagation, JLMPD-BP)算法，LMPD算法可利用BP算法反馈的概率信息，提升系统检测性能。理论分析与仿真结果表明：与传统MPD算法相比，LMPD算法在不损失误码率性能的前提下可加快算法收敛速度，当信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)为4 dB时，MPD算法需3次迭代才能达到收敛，而LMPD算法仅需2次迭代即可收敛；同时，通过与LDPC码结合，JLMPD-BP算法极大地降低了系统...     

多信源多中继编码协作系统准循环LDPC码的联合设计与性能分析

为解决多信源多中继低密度奇偶校验(LDPC)码编码协作系统编码复杂度高、编码时延长的问题,该文引入一种特殊结构的LDPC码—基于生成矩阵的准循环LDPC码(QC-LDPC)码。该类码结合了QC-LDPC码与基于生成矩阵LDPC (G-LDPC)码的特点,可直接实现完全并行编码,极大地降低了中继节点的编码时延及编码复杂度。在此基础上,推导出对应于信源节点和中继节点采用的QC-LDPC码的联合校验矩阵,并基于最大公约数(GCD)定理联合设计该矩阵以消除其所有围长为4, 6(girth-4, girth-6)的短环。理论分析和仿真结果表明,在同等条件下该系统的误码率(BER)性能优于相应的点对点系统。仿真结果还表明,与采用显式算法构造QC-LDPC码或一般构造QC-LDPC码的协作系统相比,采用联合设计QC-LDPC码的系统均可获得更高的编码增益。     

中继编码协作系统等效点对点传输模型的研究

研究了LDPC编码中继协作通信系统及其编码协作系统目的点译码器基于双层Tanner图的LDPC联合迭代译码算法,通过在目的点接收机引入算术/几何平均信噪比的概念,将中继编码协作系统转换成等效的易于分析的点对点传输模型,利用点对点传输中的原理研究较复杂编码中继协作系统的性能。理论分析和模拟结果表明：在相同的条件下LDPC中继编码协作系统及其等效点对点编码传输系统的性能非常接近,从而证实了本文所提出的等效点对点传输模型的合理性,以及基于双层Tanner图的LDPC联合迭代译码算法的有效性。     

基于智慧教学工具的《通信原理》在线教学探讨

随着互联网特别是移动互联网的发展与普及,在线教育受到越来越广泛的关注。近年来,在线教学已成为高等教育发展新趋势。本文以《通信原理》课程在线教学为例,为进一步提升在线教学效果,基于雨课堂、在线慕课等智慧教学工具,对包括课前准备、课堂教学、课后作业与辅导、在线实验等在线教学全过程进行相关探索,获得了较好的教学效果和一些有价值的经验。