基于GA-MP的低复杂度OTFS检测算法

针对正交时频空(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)通信系统信号检测复杂度高的问题,提出一种改进的高斯近似消息传递(Gaussian Approximate Message Passing,GA-MP)检测算法。依据最大后验概率检测准则,对发送信号及隐变量进行逐符号高斯近似,基于置信传播算法与联合因子图进行消息传递,用边缘后验概率替代GA-MP中的外部信息以减少运算量,结合阻尼因子提升收敛速度,同时引入概率阈值减少后续更新的节点数,从而使运算复杂度得到有效降低。实验结果表明,改进后的GA-MP算法在保证误码率性能的前提下具有更低的复杂度。

OTFS调制系统的低复杂度GAMP算法实现

针对正交时频空(Orthogonal Time Frequealy Space,OTFS)调制技术信号检测算法复杂度高的问题,结合OTFS信道矩阵特性构建匹配滤波器,在广义近似消息传递(Generalized Approximate Message Passing,GAMP)算法的基础上,提出了基于期望最大化(Empectation Maxinization,EM)的阻尼广义消息传递算法。相较于传统的消息传递(Message Passing,MP)、近似消息传递(Approximate Message Passing,AMP)和GAMP等检测方式,所提算法有更低复杂度。在500 km/h的高动态场景中对该算法进行仿真,其误码率性能优于最小均方差(Minimum Mean Squared Error,MMSE)和传统的GAMP检测算法,并且具有更好的收敛性。

一种边缘定向平滑图像插值算法

针对传统图像放大算法边缘处理效果较差,自适应图像插值方法存在高计算复杂度的问题,该文提出一种有效增强图像边缘轮廓的插值放大算法。该算法结合边缘定向平滑滤波器和双线性插值的特点,使得图像在平坦和非平坦区域均能取得理想效果。仿真测试结果表明,与基于统计特征的自适应插值算法相比,该文提出算法能显著提高插值速度,平均运行时间降低8.33 s;与双三次插值算法相比,图像峰值信噪比平均增加0.30 dB。

可分级视频编码中重采样滤波器设计

针对可分级视频编码中重采样技术的下/上采样滤波器分立设计而导致滤波器性能变差的问题,提出一种匹配的数字图像下/上采样滤波算法。该算法利用已获得的图像下采样滤波器参数,推导出与其对应的上采样滤波器,从而达到两者匹配的目的。这样不仅能够提高视频质量,更可以提升空间可分级的编码性能。与JSVM标准的实验仿真结果相比,匹配的重采样滤波器在性能上有较大提高,其峰值信噪比平均增加1.6dB。

基于随机置乱的内容感知图像缩放算法

针对非等比例缩放算法中线裁剪技术动态规划的复杂性,提出基于随机置乱的内容感知图像缩放算法。该算法利用视觉显著图随机重置能量序列的方式,使得在保护主体区域不被破坏的情况下,避免过度删除非重要区域所造成的图像局部失真。仿真结果表明,与线裁剪算法相比,本文算法在有效保护图像内容的同时,显著提高缩放速度,并能避免图像失真。

残留频偏下LDPC-MSK系统码辅助载波同步算法

针对低信噪比条件下低密度奇偶校验码-最小频移键控系统载波同步实现困难的问题,提出了一种新的码辅助载波同步算法。该算法将译码软信息分别运用到基于代价函数的载波粗同步和基于最大似然迭代的载波细同步之中,将同步器、解调器与译码器联合迭代,从而实现较理想的载波同步。理论研究和仿真结果表明,在低信噪比条件下,该算法能够在大频偏、大相偏范围内实现有效的载波同步,并以较低系统复杂度的代价,获得近似理想的系统性能。

采用循环叠加经验模态分解的去噪算法

为了检测被强噪声淹没的目标信号,提出了一种新的基于经验模态分解（EMD）的去噪算法.该算法将经验模态分解得到的第一个固有模态函数（IMF）循环移位,得到功率保持不变的噪声样本函数.将多个噪声样本函数叠加后,与重构的目标信号合成新的含噪信号.进一步采用软阈值去噪的方法,达到显著削弱噪声的目的.仿真实验表明：所提的新算法能够抑制4~6 dB的高斯白噪声,但抑制高斯混合噪声的能力较差;并且当信噪比较低时,其性能明显好于原始的基于EMD的去噪算法.该算法为低信噪比下的弱信号检测提供了一种新的思路.

LDPC编码系统的码辅助载波相位同步算法

深空通信具有传输距离远、信号衰减严重的特点,针对低信噪比条件下深空通信系统中LDPC编码系统载波同步实现困难的问题,提出一种新的具有较低复杂度的码辅助载波同步算法。分析了载波同步误差对译码性能的影响,基于最大似然准则推导了载波相位的迭代同步算法,算法利用LDPC译码器输出的软判决信息来辅助载波相位的估计,将译码器与载波同步器进行联合迭代,从而得到接近最大似然估计性能的载波相位估计,同时对载波相位进行迭代补偿。仿真结果表明,在低信噪比条件下,算法能够有效纠正载波偏差,并能够以较低的系统复杂度获得近似理想同步的LDPC码译码性能。

迭代系统中差分MSK软解调算法

针对差分MSK解调输出硬信息,无法与SISO译码器进行级联的缺点,根据差分编码的特点提出了符号提取与幅度加权相结合的差分MSK软解调算法。以Turbo码为信道编码方案,结合差分MSK调制解调方式,建立系统仿真模型。仿真结果表明,该算法能有效减小迭代系统中的判决损失。差分编码的应用,也克服了载波同步技术中的倒π现象。

水声网络中喷泉码的应用研究现状与发展前景

水声传感器网络能够在一定范围内实现信息的传输和处理,是实现海洋数据收集、污染监测、军事侦察等水下应用的重要途径。然而水声信道固有的时-空-频变参数以及窄带、高噪、长时延等特征,使得构建鲁棒性水声网络面临巨大挑战。基于数字喷泉码的数据传输模式不需要有序的数据序列,从而简化了网络中数据传输方式,使得喷泉码成为一类适用于水声网络可靠通信的有效编码技术。综述了数字喷泉码的算法原理及研究现状,探讨了数字喷泉码在水声网络中的研究应用,最后对喷泉码在水声网络中的研究方向及发展前景进行展望。

分块并行Turbo码译码算法的研究

Turbo码译码采用迭代译码思想,译码时延较大是其应用于实时性要求较高的通信系统中的一大障碍.为了减少译码计算的时延,利用递推迭代的思想,给出一种分块并行译码的方法,即将接收的整个码字分成若干子块,各子块进行并行处理,其中各子块的前后向递推公式的初始值由相邻子块的前一次迭代译码的边界计算值传递.实验仿真结果表明这种并行译码方法可以取得较好的译码性能,在硬件实现方面可以大大降低译码计算复杂度和时延,从而降低整个Turbo码译码时延.

Turbo-CPM系统在窄带低信噪比条件下的性能研究

为克服窄带低信噪比系统传统接收机中解调器与译码器之间缺少信息共享的弊端,将迭代检测原理应用到连续相位调制(Turbo-CPM)系统中,提出了一种基于软输入软输出(SISO)算法的迭代检测方法,探讨了Turbo分量码结构、交织深度、迭代次数和连续相位调制(CPM)指数等主要参数对系统性能的影响,为实际应用中系统参数的选择提供了参考依据。加性高斯白噪声(AWGN)信道下的仿真结果表明:在窄带低信噪比特定条件下,基于Turbo码的八进制部分响应CPM(8M2RC)系统能够有效地改善系统的收敛性,降低地板效应出现的概率,提高系统的误比特率性能,同时兼顾了信息传输的有效性,提高了频带利用率。

改进的LDPC码译码算法

通过将串行置信度传播机制与归一化BP_Based译码算法相结合,构造出一种改进的LDPC码译码算法。该算法按照校验节点的一定顺序进行置信度传播,改善了置信度传播的收敛特性;同时应用归一化BP_Based算法的置信度更新计算法则,有效降低了译码复杂度,适合硬件实现。在AWGN信道下进行性能仿真。仿真结果表明,本文构造的串行归一化BP_Based算法的译码收敛速度明显快于常用LDPC码译码算法的收敛速度,可以显著提高译码性能。

Turbo码译码及其应用研究的最新进展

介绍了近两年来Turbo码译码算法研究的最新进展和Turbo码技术应用的最新成果。

Turbo译码中的Log-MAP折线逼近法

为了在降低Turbo系统译码延时的同时仍保证其优良的低误比特率性能,本文提出折线逼近法方案。该方案只用比较器和加减法,就能在保证Turbo码低误比特率的前提下,有效降低系统延时和译码复杂度。仿真结果表明:折线逼近法的译码性能大大优于Max-Log-MAP方法,同时比二次幂逼近算法降低1.5倍以上的系统延时。

S波段两状态LMS信道模型的自适应长期预测

针对S波段模型参数可变的窄带两状态陆地移动卫星信道模型,基于加权预测思想提出一种自适应长期预测方法.首先将卫星通信下行链路的阴影遮蔽建模为两状态马尔科夫链的Gilbert-Elliot信道模型,然后利用加权预测思想预测未来长期内的信道状态,并基于最小均方算法由迭代自适应跟踪方法更新线性自回归模型的系数,进而预测出未来的信道衰落序列.研究结果表明:该方法能精确地预测出未来长期内的信道状态和衰落序列,且相比长期预测方法,改善预测性能,并具有实时性和低复杂度优点,可用于窄带LMS通信系统自适应传输性能分析.

隐蔽通信中的Turbo码并行译码

针对隐蔽通信的低信噪比应用背景,引入高效信道编码Turbo码提高系统可靠性,并提出一种基于尾比特插入的并行译码算法以减小译码时延并提高码字的保密性.该算法在编码过程中周期插入归零比特使编码器回归到确知状态,译码器根据尾比特的位置划分子块并确定各并行子译码块的初始化值.所插入尾比特可看作"伪信息",具有随机性,增强了通信的保密性.仿真结果表明,相对于传统并行译码,所提译码方案在提高Turbo码译码速率减小译码延时的同时,不会因为边界条件模糊而产生性能损失,适用于极低信噪比的隐蔽通信环境.

基于空域特征的无参考图像质量评价算法

针对现有无参考图像质量评价算法通用性差,且存在高计算复杂度的问题,提出一种基于图像空域统计特征的无参考图像质量评价算法。该算法引入图像对数统计特性,通过度量失真图像与自然图像统计特征之间的偏差,实现无参考图像质量评价。仿真测试结果表明,与现有无参考技术相比,提出算法简单有效,适用于多种失真类型,且与人类主观感知具有较好一致性。

基于ITS模型的短波宽带信道建模与仿真

短波宽带信道的研究是设计短波宽带通信系统的基础,从上个世纪80年代以来短波宽带信道的探测和建模得到了极大发展,美国ITS组织提出的短波宽带信道模型突破了传统Watterson模型有效带宽仅有12kHz的限制,其有效带宽可达1MHz。为了评估短波宽带通信系统性能,提出一种基于ITS模型的短波宽带信道仿真的实现方法,并利用散射函数对信道传输特性进行了仿真。通过引入平滑滤波算法获得散射函数等高线,对平均延时、延时扩展、多普勒频移、多普勒扩展以及多普勒频移随延时变化的特性进行了定量分析,证明了仿真信道的有效性。

MIMO系统中一种改进的迭代串行干扰消除算法

多输入多输出(MIMO)系统中,串行干扰消除(SIC)算法复杂度相对较低,但干扰消除时存在差错传播问题。针对独立编码的垂直分层空时(V-BLAST)系统,提出一种联合译码的SIC算法,将译码完成的码字反馈给解调器,从接收信号中消除。引入一种码字排序准则,利用软信息对码字排序,优先对高可靠性码字译码。通过码字排序和联合译码提高检测符号的准确性,减少差错传播。仿真结果表明,与已存在的接收方法相比,该算法能有效地抑制差错传播,大幅提升误码率性能。