一种光波大气折射率剖面模型构建方法

根据经典光波折射率计算公式和ITU-R建议书中水汽密度经验公式,给出了一种新的光波大气折射率计算公式;借鉴Hopfield折射率静力项剖面模型和ITU-R建议书中水汽密度剖面模型,给出了一种基于历史气象探空数据构建光波大气折射率剖面模型的方法。以青岛地区为例,通过对1986—1995年历史气象探空数据的处理并结合参考标准大气,建立了适合当地的光波大气折射率剖面模型;统计剖面模型预测折射率剖面与实测折射率剖面的均方根误差,结果表明:构建的剖面模型具有较好的预测精度,这对光学外测设备的折光修正数据处理具有很好的参考价值。

Hopfield神经网络的改进

提出一个改进的Hopfield神经网络模型,其连接矩阵的对角元T_n=1,同时根据大量的计算机模拟实验并从神经网络的系统能量出发,计算和分析T_n=1及T_n=0两种Hopfield神经网络的各存储样本所处能量状态的分布情况,及其与各存储样本的稳定性和纠错能力的关系,指出改步的Hopfield神经网络其容量和纠错能力均比T_n=0的Hopfield神经网络强。

Hopfield改进模型的存储容量与编码

根据对Hopfield神经网络改进模型大量的计算模拟实验,证明了这种存储矩阵对角元T_(ii)=1的改进模型具有比T_(ii)=0的原模型更大的存储容量和更强的纠错能力,并通过对二元矢量的编码,使得这个模型存储容量和纠错能力得到进一步提高。

基于全裕度SA的高读可靠性STT-MRAM两位量化器设计

受隧道磁阻比(Tunnel Magneto Resistance,TMR)下降、工艺偏差和热波动等因素影响,先进工艺节点(亚25 nm)下的自旋转移力矩磁随机存储器(Spin Transfer Torque Magnetoresistive Random Access Memory,STT-MRAM)的读取裕度降低,读写正确率下降。纠错码(Error Correction Codes,ECC)技术方案能有效提升STT-MRAM读取可靠性。但是,常见的一位硬判决量化器无法发挥多位量化软判决ECC编解码算法的优势,而基于模数转换器的软判决量化器在实现上又要以牺牲面积和功耗为代价。提出的面向STT-MRAM的两位量化器采用全裕度灵敏放大器(Sensitive Amplifier,SA)和电阻量化判决门限,显著降低了量化器的电路复杂度和读写错误率。结果表明,在TMR和低读取裕度条件下,基于提出的两位量化器和极化码(Polar)编码的ECC算法能实现优于基于一位量化器的里德-索洛蒙博斯-乔赫里-霍克文黑姆码(Bose,Chaudhuri&Hocquenghem,BCH)编解码方案的输出帧错误率(Frame Error Rate,FER)。此外,本文提出在STT-MRAM级联信道模型中考虑实际SA引入的读判据错误,用于准确评估读取裕度对读正确率造成的影响。结果表明,基于全裕度SA的两位电阻量化方案能够显著提升判决器的有效读取裕度,减小SA引入的读判据错误,在TMR≤90%时,实现比采用一位硬判决量化器的BCH码平均低47%的输出FER。

The Digital Fingerprinting Method for Static Images Based on Weighted Hamming Metric and on Weighted Container Model

The algorithm of fingerprint constructing for still images based on weighted image structure model is proposed. The error correcting codes that are perfect in weighted Hamming metric are used as a base for fingerprint constructing.

基于全局距离最优的抗污染极短纠错码设计

针对现有二维码在复杂环境中抗污染能力弱、解码速度慢的问题,提出了一种基于全局距离最优的抗污染极短纠错码。首先,构建了表征污染环境的凹凸多边形数学模型;然后,设计了采用3个编码点表示一个目标数据位的极短纠错码;最后,设计了在有限约束域内全局距离最优的编码点的编排方法,并给出了对应的解码算法。对极短纠错码的抗污染能力和识别速度进行了仿真评估,并与经典的BCH码进行了对比。结果表明,当目标数据长度为18、编码点数为63时,极短纠错码在同等污染环境中识别准确率接近BCH码,而解码速度是BCH码的130倍。所提编码还具有结构简洁明确、编码点数适应能力强、易于标准化推广应用等显著优点。

浅海水声信道模型差异对纠错码性能分析的影响

由于水声信道复杂多变,很难进行信道建模,迄今为止并没有一个标准的统计信道模型。针对不同的研究对象,往往需要采用不同的水声信道模型,而评估信道建模差异对研究结论的影响则具有重要意义。从信道纠错码角度,在分析时不变信道模型、时变信道模型和准静止衰落信道模型的基础上,结合高效信道纠错码(以LDPC码为例),讨论了水声信道模型差异对研究纠错码性能可能带来的影响,为实际设计水声通信系统提供参考。仿真结果表明,尽管不同信道建模方式对系统解码的具体信噪比数值要求不大相同,但编译码参数优化设计的方案基本一致,海试数据则进一步验证了上述结论。

基于直接序列扩频码的图像空间域水印技术

提出了一种基于直接序列扩频码的图像空间域水印方案.在建立数字图像水印的通信模型的基础上,通过生成原图的视觉掩模以充分保证图像的逼真度,在数字图像相应的空间域嵌入扩频码调制水印,同时利用纠错编码技术来进一步增强水印的抗干扰性能.水印的检测通过计算像差图像和原扩频码的相关性来实现.实验表明,该方案提高了数字水印的稳健性和隐蔽性,具有较好的主观效果.

一种典型的数字移动通信信道模型在语音编码中的应用

以Gilbert-Elliot数字信道模型(GE模型)作为数字移动通信信道模型,分析了该模型的突发误差(Burst Error)统计特性.用PCM及ADPCM编码方法,研究了在信道各种不同平均比特误差率p条件下的语音信号输出性能,以及使用不同交错(Intereaving)因子s条件下信道输出特性.同时还研究了产生统计独立误差的Bernoulli(BR模型)信道在上述语音编码条件下的输出特性.得出在较低信道平均比特误差率的条件下,两种信道模型有接近相同的输出信噪比。

DNA存储中的编码技术

脱氧核糖核酸(Deoxyribonucleic Acid,DNA)是一种天然的信息存储介质,具有存储密度高、存储时间长、损耗率低等特点。在传统存储方式不能满足信息增长的需求时,DNA数据存储技术逐渐成为研究热点。DNA编码是用尽可能少的碱基序列无错的存储数据信息,包括压缩(尽可能少的占用空间)、纠错(无错存储)和转换(数字信息转为碱基序列)3部分。DNA编码是DNA存储中的关键技术,它的结果直接影响存储性能的优劣和数据读写的完整。本文首先介绍DNA存储的发展历史,然后介绍DNA存储的框架,其中重点介绍DNA编码技术,最后对DNA存储中的编解码技术的未来发展方向进行讨论。

基于单向卫星网络的丢包模型及UDP数据抗干扰编码研究

根据单向卫星的数据传输特性,分析并建立了基于Gilbert-Elliot模型的单向卫星传输信道丢包仿真模型,研究一种适合于在单向卫星信道上传输的高效实时的编码技术和算法,以提高信道可用度,同时又注重信道利用率,尽量节省昂贵的卫星带宽。并搭建仿真实验环境,检验编码后数据传输的抗干扰能力,以及编码效率是否符合一般的传输业务需求。

二维平面上的*型2-突发性错误纠错码

主要针对*型二维突发性错误,构造了可纠正2个错误的纠错码,并且证明了所构造的纠错码是最优的.

3-突发性错误纠错码

对于发生在二维平面上的十字型突发性错误,通过了构造三维的校验矩阵,得到了可纠正3个突发性错误的纠错码,并由sphere-packing界证明它是次最优的.

二维突发性错误纠错码

根据二维突发纠错码能够纠正任一长为2的突发性错误,对型二维突发性错误,构造了可纠正2个错误的纠错码,并证明所构造的纠错码是最优的.

面向MTJ的硬判决信道量化器设计与应用

磁随机存储器(MRAM)利用磁隧道结(MTJ)的高、低阻态来储存二进制信息,并常以MTJ参考电阻网络用作硬判决门限.MTJ阻态的阻值易受工艺偏差、电压、温度(PVT)因素影响,对大PVT范围内MRAM读操作的可靠性提出了挑战.本文提出一种基于MTJ参考电阻网络方案的硬判决信道量化器模型,考虑了温度、工艺波动等关键参数对MTJ不同阻态阻值的影响.通过比较由七种MTJ参考电阻组合所提供的硬判决门限,发现在MTJ工艺偏差6%~20%、温度233 K~400 K区间内,2(R_(P)//R_(AP))参考网络提供的判决门限可实现逼近最大化互信息量化方案的平均读决策错误率,且在大温度、工艺波动范围下展现出良好的跟随性.通过将上述一位硬判决信道量化方案应用在面向MTJ级联信道的纠错编码方案分析中,结果表明,在上述温度和工艺偏差范围内,所提出的2(R_(P)//R_(AP))硬判决门限在不同纠错算法下逼近于最大化互信息量化的理论最佳方案,并且短码的里德-索洛蒙(BCH)(127,92,5)码的解码性能优于低密度奇偶校验(LDPC)码和极化(Polar)码.

基于纠错输出编码的多类概率建模

目前模式识别领域中缺乏有效的多类概率建模方法,对此提出利用纠错输出编码作为多类概率建模框架,将二元纠错输出编码研究的概率输出问题转化为线性超定方程的求解问题,通过线性最小二乘法来求解并获取多类后验概率的结果;而对于三元纠错输出编码的等价非线性超定方程组,提出一种迭代法则来求解多类概率输出.实验中通过与3种经典方法相比较可以发现,新方法求取的概率输出具有更好的分布形态,并且该方法具有较好的分类性能.

用π旋转型低密度奇偶校验码提升100Gb/s偏振复用差分正交相移键控光通信系统性能

将π旋转型低密度奇偶校验(LDPC)码应用于100Gb/s偏振复用差分正交相移键控(PDM-DQPSK)光通信系统中,进行了相应的数值仿真和性能分析比较,其中采用打孔技术得到了高码率的改进码型,并在纠错性能方面与原始码型进行了对比。在译码方面,推导了PDM-DQPSK系统的卡方统计模型,并与高斯统计模型进行了对比。结果表明,码率为0.5的π旋转型LDPC码在采用卡方统计信道概率模型时性能最佳,可使系统光信噪比(OSNR)在14.2dB时保证误码率(BER)在10-9以下;在2dB的OSNR代价情况下,系统可容忍102ps/nm的色度色散(CD)、18ps的一阶偏振模色散(PMD),以及4.88×10-2 rad的非线性引起的最大相位偏移,由此可知π旋转型LDPC码可以极大地提高高速光通信系统的传输可靠性。

基于极化码的铅直水下可见光通信纠错编码

基于发光二极管的水下可见光通信技术是一种照明通信两用的水下无线通信方式,有效解决了水声通信时延大、带宽小、能耗大等诸多缺点。由于海水中各种介质对光的传播造成衰减,降低了接收信噪比,影响通信质量。同时,海水铅直方向介质质量浓度随深度增加而变化,导致光传播吸收和散射系数不是恒定的,影响到纠错编码的参数设置。本文在Matlab平台上使用蒙特卡罗法对海水信道进行了建模仿真,并根据仿真信噪比设计并提出了一种基于极化码的纠错编码方案,以调整编码参数,保证不同信道环境下数据传输的可靠性。仿真结果表明,对于不同的接收信噪比,所提方案都能够调节编码码率以实现无误码传输。因此,所提方案能够根据实际的信道环境来调整编码参数,保证了通信过程的可靠性。