数字国土空间治理的“空间码”理论与技术研究

文章在探讨当前国土空间治理所面临的困境和诸多难题的基础上,总结了实现数字国土空间治理的关键在于国土空间全域全要素的空间数字化、国土空间业务的协同与共享网络化、国土空间治理智能化,并进一步阐释了数字国土空间治理的“动、静、显、隐”四大基本属性特征内涵,从稳定遗传视角论证了国土空间基因的唯一性及可破解性。在此基础上,提出了运用“空间码”技术进行数字国土空间治理的方法,并探讨了“空间码”的使用途径、方法逻辑与技术路线。

窃听攻击下子空间码的安全性

子空间码与随机线性网络编码相结合的网络系统具有编译码复杂度低、无需附加编码矢量和非相干通信等优点,曾被用于网络纠错。针对子空间码在窃听攻击下的安全性能,将攻击者猜测信源消息的成功概率作为子空间码的安全性度量。基于Cai和Yeung提出的网络窃听模型,采用线性代数和组合学方法,定量计算了攻击者的猜测概率并得到了闭式解。分析结果表明,子空间码具有概率意义下的弱安全性,但与许多完美安全或弱安全编码方案相比,子空间码具有复杂度低、灵活性高、拓扑不受限、可对抗多边窃听等优势,因此子空间码适用于计算受限且安全性能要求不高的应用。

基于伪辛空间的(m,0,0,1)型子空间的子空间码构造

利用有限域上典型群的几何空间构造子空间码,研究子空间码的基本问题是当前一项热门研究课题。基于伪辛空间的子空间构造子空间码,计算得到所构造的子空间码在最小距离确定的情况下码字个数最大值的不同上下界,分别是球填充界、Singleton界、Gilbert-Varshamov界和Wang-Xing-Safavi-Naini界,这些结果丰富了有限域上典型群的几何学研究内容。

空间耦合低密度奇偶校验码残差滑窗译码算法

针对空间耦合低密度奇偶校验(SC-LDPC)码滑窗译码(SWD)算法中错误传播导致的高误码率问题,该文提出基于动态残差的滑窗译码(RSWD)算法。通过在窗口内计算边信息更新前后的残差值,动态选择可靠度最低(残差值最大)的边信息优先更新,降低边信息无效更新的频率,提高窗内译码收敛速度。仿真结果表明:相比于传统SWD算法,RSWD算法在窗口中各位置的误比特数明显降低,抑制错误传播效果明显;在高信噪比(SNR)区域或者低迭代次数的情况下,RSWD算法的误码率性能优于SWD算法;此外,将动态残差应用到消息复用(MR)和窗口扩展(WE)两种窗译码算法中,亦能得到类似结论,提升窗译码性能。

半双工译码转发中继信道下的空间耦合RA码设计

针对半双工译码转发中继信道,提出了一种可逼近三节点中继信道容量限的空间耦合RA码的设计方法。针对二进制删除信道,源节点分别向中继节点和目的节点发送空间耦合RA码,中继节点先正确恢复出源节点发送的空间耦合RA,然后再次编码产生额外的校验比特并转发给目的节点;目的节点结合中继节点发送的额外校验比特和源节点发送的空间耦合RA码进行译码,正确恢复出源节点的信息。为了评估所设计的空间耦合RA码在三节点中继信道下的渐近性能,推导了密度进化算法用于计算阈值。阈值分析结果表明,所提出的空间耦合RA码能够同时逼近源到中继链路和源到目的链路的容量限。同时,基于半双工二进制删除中继信道,仿真了所设计的空间耦合RA码的误码性能,结果表明,其误码性能与所推导的密度进化算法计算的阈值结果一致,呈现出逼近于容量限的优异性能,且优于采用空间耦合低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)码的性能。

基于Hilbert空间排列码的海量空间数据划分算法研究

在深入分析了Hilbert空间排列码的线性映射特性后,将其应用于数据划分之中,并给出了具体的实现算法。本算法既考虑了空间目标的聚集性,又考虑了各个划分结点上数据存储量的平衡性,极大地提高了并行空间数据库的处理效率。

一种基于空间层次分解的Hilbert码生成算法

基于 Hilbert空间填充曲线的 Hilbert空间排列码是一种优秀的线性映射方法 ,故在空间查询与索引中得到广泛应用 .传统的 Hilbert排列码算法是基于 Morton码上的二进制位操作 ,复杂度为 O(n2 ) ,在 Hilbert空间填充曲线的空间层次分解特征的基础上 ,提出了一种新的 Hilbert排列码生成算法 ,即通过栅格空间层次分解与构造区域状态转移向量 ,以递归的方式来生成 Hilbert码 ,其复杂度为 O(n) ,较之传统算法显著地提高了效率 .在此基础上 ,结合点特征空间区域查询方法 ,又进一步阐述了以 Hilbert空间排列码作为地址码的二叉平衡排序树空间索引方法的应用特点 。

GF(p^m)(p>2)上RS码的子空间子码的维数

研究了有限域 GF (pm ) (p >2 )上 RS码的子空间子码 (SSRS)的结构 ,给出了 SSRS码的维数计算公式 .

新型复合式空间码原理和设计

本文结合条码技术和像素衍射原理提出复合式空间码的概念及设计方法。这种编码可以在空间通道再现传统条码的全部信息 ,并具有信息容量大和防伪性好等优点。介绍了两种码制的编码规则并进行了比较 ,给出了具体的设计实例。

基于盲子空间法的DS-CDMA系统码辅助NBI抑制技术研究

针对现存盲直接法码辅助技术抑制直接序列-码分多址(DS-CDMA,Direct Sequence-Code Division Multiple Access)系统窄带干扰(NBI,Narrow-Band Interference)性能不佳的问题,提出盲子空间法码辅助技术.盲子空间法利用对CDMA和NBI构成的虚拟CDMA用户联合特征子空间估计实现对三类NBI的抑制,包括音频干扰、数字窄带干扰和自回归(AR,Autoregressive)随机过程.本文详细推导了盲子空间法码辅助技术的输出信干噪比性能,对比了较盲直接法码辅助技术的优越性.仿真分析证明了算法的有效性.

基于盲子空间法的DS-CDMA系统码辅助NBI抑制自适应算法

针对现存盲直接法码辅助技术抑制直接序列码分多址系统窄带干扰性能不佳的问题,提出盲子空间法码辅助技术及其自适应算法,实现对三类窄带干扰的抑制。对于音频干扰和数字窄带干扰,提出盲自适应带收缩的投影近似子空间跟踪(PASTd,Projection approximation subspace tracking with deflation)算法;对于AR随机过程,由于上述盲自适应算法的低秩判定困难,提出改进的盲自适应递归最小二乘(RLS,Recursive least square)预测-PASTd码辅助算法。仿真分析试验结果表明:该算法具有优越性。

Sidon空间和循环子空间码的构造

本文首先给出Sidon空间和Sidon集的构造.用这些Sidon空间我们构造一些码字个数是τ·q-1/q^n-1并且最小距离是2k-2的循环子空间码,其中τ是一个正整数.进一步,我们给出码字个数是2τ·q-1/q^n-1并且最小距离2k-2的循环子空间码.

窗口大小自适应的空间耦合LDPC码译码算法

空间耦合低密度奇偶校验(Spatially-Coupled Low-Density Parity-Check,SC-LDPC)码具有接近香农限性能,基于置信传播译码算法,窗口译码(Windowed Decoding,WD)能够获得较小延时的同时也存在一定的局限性。为了进一步提高WD的译码性能,对SC-LDPC码的窗口译码算法提出了提前终止译码和动态调整窗口大小相结合的改进方法。该方法监测窗口大小的动态变化及相应窗口的平均迭代次数,通过加性高斯白噪声信道下的仿真分析,与传统窗口译码相比,其误码率降低,且计算复杂度更低。

消息复用下的空间耦合LDPC码窗译码优化算法

空间耦合低密度奇偶校验(Spatially Coupled Low Density Parity Check,SC-LDPC)码由于其奇偶校验矩阵呈现对角带非零项的特点,采用窗译码可获得较低的时延及复杂度。针对SC-LDPC码窗译码性能损失、译码复杂度依然较高的问题,提出了消息复用(Message Reuse for Window Decoding,MR-WD)算法和动态多目标符号输出(Dynamic Multi-target-symbol Output for Window Decoding,DMO-WD)算法。消息复用算法以外部对数似然比值作为边信息传入窗口,与传统窗译码相比,译码性能得到了提升,译码复杂度降低。动态多目标符号输出算法在连续若干个窗口均满足奇偶校验方程判定为零时,增加目标符号的输出数量,反之减少目标符号的输出数量。该算法在误码率损失可忽略不计的情况下降低译码复杂度最大达20%,且在动态多目标符号窗译码中使用消息复用更新边信息时,相比于传统窗译码性能提升约0.2 dB,复杂度下降约35%。

块衰落信道下串联多链空间耦合LDPC码设计

为改善空间耦合低密度奇偶校验码在块衰落信道下的性能,基于空间耦合低密度奇偶校验码的原模图结构特性,提出一种能够实现满分集的串联多链空间耦合低密度奇偶校验码集。该码集通过交换各子链相同位置上变量节点的边连接将多条子链进行耦合,使不同衰落块之间具有强相关性,从而能有效地避免由于信道深衰落引起的中断。根据原模图外信息转移算法,分析了该码集的无限长性能,并进一步通过置信传播译码算法得到该码集的有限长性能。仿真结果表明,所提出的串联多链空间耦合低密度奇偶校验码集能够有效地提升空间耦合低密度奇偶校验码在块衰落信道下的性能。

分形码空间在音频置乱中的应用

将伴随于迭代函数系统的码空间编码方法应用于音频的编码,然后通过在两个不同码空间的变换对音频进行置乱.实验表明该方法置乱效果好,一次变换后就能达到很好的置乱效果.

俄汉语空间语码编程级差的多维思考

空间语码是空间范畴语言形式化过程中不可或缺的形式构件。本文运用对比的方法对俄汉语空间语码进行多维对比,提出观点,给出理据。

基于分布式天线的CDMA码道动态空间分配接入系统

本文提出了基于分布式天线的CDMA码道动态空间分配接入系统 .该系统将分布式天线分成若干组 -天线子群 .基站传输到各天线子群的码道信号是所有码道中的一个码道子集 ,子集中的码道元素随用户位移及天线子群服务容量的需要进行动态调整 .该系统可以有效减少CDMA系统的码道间干扰 ,提高系统传输容量 .

W-CDMA分布式智能化码道动态空间分配接入系统

提出了W CDMA分布式智能化码道动态空间分配接入系统 .该系统在小区范围内分布式设置多个天线元 ,各天线元与基站由地面传输网络相连 .用户信号由最近的一组天线元传输 ,该组天线元成员可随用户位置作相应动态变化 .文中给出了此系统的结构 ,讨论了其特点及工作过程 ,对其容量进行了理论分析和计算机仿真 .结果显示 。

速率无损失的空间耦合LDPC码

空间耦合(spatially coupled)LDPC码为通信系统提供了一种全新的接近容量限的方式,但在耦合过程中需要额外添加校验节点,因此存在一定的码率损失.为了消除码率损失,提出了一种新型的耦合方式,首位置变量节点的边展开方式不变,中间位置的边连接到前一个位置的校验节点并依次向后展开,末位置的边与首位置的边成对称分布,从而得到了一种无需添加额外校验节点,码率无损失的SC-LDPC码变体结构.在AWGN信道中通过外部信息转移(extrinsic information transfer)理论分析及误比特率性能仿真,结果表明:相对于SC-LDPC码的传统结构,本文提出的SC-LDPC码变体结构在链长较短时不仅能避免码率损失,并且具有更优的阈值和译码性能,在未来通信系统中更具优势.