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上海交通大学学报 2007年第6期41卷 903-906页

作者：吴俊徐余法罗汉文苏中义上海交通大学电子工程系上海200240 上海电机学院仪器科学与工程系上海200110

在对低密度校验码译码及密度演化算法研究的基础上,提出了分层译码的密度演化算法,对分层译码算法的噪声门限与收敛特性进行了仿真,并将分层译码与一般的置信传播及最小和算法做了性能比较.结果表明,分层译码算法具有快速译码收敛的优点... 详细信息

在对低密度校验码译码及密度演化算法研究的基础上,提出了分层译码的密度演化算法,对分层译码算法的噪声门限与收敛特性进行了仿真,并将分层译码与一般的置信传播及最小和算法做了性能比较.结果表明,分层译码算法具有快速译码收敛的优点,在不改变噪声门限的条件下,可使译码迭代次数减半.由于分层译码对降低译码器的复杂度起到了重要的作用,因此,文中提出的密度演化算法为实际应用提供了理论依据,能有效地估计低密度校验码分层译码的噪声门限和迭代次数.

关键词：低密度校验码分层置信传播分层最小和算法密度演化

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分布式过程监控信源压缩编码应用与研究

分布式过程监控信源压缩编码应用与研究

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作者：包婉宁中国矿业大学

学位级别：硕士

煤矿物联网需要部署大量的无线传感器,但是传感器数量的增加会导致网络数据量剧增,传输可靠性下降;同时矿用无线传感器节点还面临着能量受限等问题。研究表明只要降低传感器输出到网络的数据量,就可有效解决以上问题,因此高效可靠的压... 详细信息

煤矿物联网需要部署大量的无线传感器,但是传感器数量的增加会导致网络数据量剧增,传输可靠性下降;同时矿用无线传感器节点还面临着能量受限等问题。研究表明只要降低传感器输出到网络的数据量,就可有效解决以上问题,因此高效可靠的压缩编解码方法成了煤矿物联网技术的研究热点。新兴的分布式压缩感知可以用更低采样率来实现信号的压缩编码,有效降低网络传输数据量,特别适用于煤矿物联网场景。本文以典型的过程类监控信源——煤矿微震信号为例,分析其空间相关性和稀疏性,比较压缩感知和分布式压缩感知恢复效果。实验结果表明,由于同时利用了信号内相关性和信号间相关性,分布式压缩感知在煤矿微震信号的编解码中有较好的压缩和恢复性能。针对随机观测矩阵编码复杂度高、难于硬件实现的问题,研究了一种基于低密度奇偶校验码(LDPC)校验矩阵的稀疏观测矩阵——类LDPC观测矩阵。分析了类LDPC矩阵行重对微震信号测量精度的影响,构建了适用于微震信号的类LDPC观测矩阵,实验表明当采样率达到0.35时,类LDPC观测矩阵(行重为20)已经有较好的恢复效果,恢复误差小于0.1,恢复成功率为97%。针对贪婪类解码算法恢复精度有限的问题,结合蝙蝠算法和正交匹配追踪算法,提出了一种基于蝙蝠优化的解码算法(CSA);并将算法扩展到分布式压缩感知联合解码中,进一步提出基于蝙蝠优化的联合解码算法(DCSA)。实验表明,与传统的贪婪迭代算法相比,本算法在小信道噪声的情况下有更好的恢复能力。对于煤矿微震信号,DCSA算法的平均恢复误差比CSA算法低0.1。但是CSA算法和DCSA算法的抗噪声性能较差,在大噪声的情况下算法恢复精度下降明显。针对贪婪追踪算法抗噪声性能较差的问题,提出了一种基于分层置信传播的解码算法(CSBP);并将算法扩展到分布式压缩感知中,进一步提出基于分层置信传播的联合解码算法(DCSBP)。实验表明,本算法在有较大信道噪声的情况下有良好的恢复性能,且DCSBP算法在采样率低至0.2时,运用边信息依然可以较好的恢复微震信号。

关键词：分布式压缩感知类LDPC观测矩阵蝙蝠算法分层置信传播

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空间通信中LDPC译码算法研究与译码器设计

空间通信中LDPC译码算法研究与译码器设计

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作者：王冰冰中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)

学位级别：硕士

近年来,中国航空航天事业飞速发展,航天任务的复杂度不断增大,航天器中有效载荷产生的数据的精度不断提高,使得地面与航天器间的数据传输量飞速增加。为尽可能地保障数据的可靠传输,迫切的需要一种强大的信道编码方案。低密度奇偶校验（... 详细信息

近年来,中国航空航天事业飞速发展,航天任务的复杂度不断增大,航天器中有效载荷产生的数据的精度不断提高,使得地面与航天器间的数据传输量飞速增加。为尽可能地保障数据的可靠传输,迫切的需要一种强大的信道编码方案。低密度奇偶校验（LDPC）码由于其接近香农极限地优异性能,近年来被广泛的应用在各类数字通信标准中,如5G New Radio,802.11n。在空间通信领域,国际空间数据系统咨询委员会（CCSDS）与欧洲电信标准化协会（ETSI）针对不同的数据传输环境也分别设计了相应的LDPC码。在LDPC码的译码上,译码算法的优劣很大程度上影响着LDPC码的表现性能,译码器的设计则关乎通信系统的整体效率。本文对LDPC码译码算法与译码器的设计进行了深入的研究,主要的研究工作如下:（1）对当前LDPC译码算法的发展进行了充分调研,分析对比了各类译码策略在算法复杂度、误码率表现与收敛速度上的差异。在深入分析迭代译码策略的信息传播机制后提出了两种基于排序策略的改进型分层译码算法。第一种改进方法根据非规则LDPC码的奇偶校验阵（PCM）具有不同的行重、列重的特点,提出了一种先验的排序准则对PCM进行重组,使用重组后的PCM进行译码;第二种方法通过引入残差的概念来衡量译码信息的可信度,对于可信度较高的译码层优先译码。通过复杂度分析与性能仿真可以看到,与传统译码算法相比,本文提出的两种译码算法有着更低的误码率和更快的收敛速度。（2）传统上,在现场可编程门阵列（FPGA）上实现高速LDPC译码器需要使用硬件描述语言（HDL）进行手动调优,这需要开发人员了解硬件底层细节,在开发过程需要花费大量精力不断的进行仿真与验证,并且很难实现参数化的设计。本文中使用高层次综合（HLS）工具Vivado HLS设计了一种高效的LDPC译码器架构,利用软件开发语言的优点实现了参数化设计,只需极短时间即可实现不同码字的译码器。该译码器吞吐量可达150～300Mbps,同时具有较低的硬件资源占用,可满足当下空间通信中的数据传输需求,具有很高的实用价值。

关键词： LDPC码分层置信传播高层次综合译码器架构

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基于混合现实技术的带压作业图形系统的设计与实现

基于混合现实技术的带压作业图形系统的设计与实现

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作者：唐甜西南石油大学

学位级别：硕士

带压作业操作复杂、施工风险高,因此石油企业需要培训大量专业技术人员来实现稳产、增产的目的。然而传统的培训方法受工况条件约束而培训效率低下。此外,油田现场施工对技术人员的能力要求很高,无法接纳新手开展实训。考虑以上问题,本... 详细信息

带压作业操作复杂、施工风险高,因此石油企业需要培训大量专业技术人员来实现稳产、增产的目的。然而传统的培训方法受工况条件约束而培训效率低下。此外,油田现场施工对技术人员的能力要求很高,无法接纳新手开展实训。考虑以上问题,本文设计并实现了基于混合现实技术的带压作业图形系统。主要研究内容如下:1.研究基于分层置信传播(Hierarchical Belief Propagation,HBP)的立体匹配算法。立体匹配算法是获取图像视差图,进而计算图像深度值的关键步骤。针对HBP算法计算视差图的时间随迭代上限次数的增加而线性增长的问题,分析了图像像素结点的消息更新规则,并发现部分结点在迭代一定次数后停止更新消息。为此本文对HBP算法进行优化,引入对每个结点的消息收敛性判断,提前终止已收敛结点的计算。为了降低消息收敛性判断对计算结果精度的影响,本文使用左右视差图一致性检测,提高视差图结果精度。实验证明,使用本文算法获取视差图在结果精度和时间性能上相比HBP算法得到了显著提升。该算法将用来获取下文混合现实环境下空间交互的手势深度图像。2.混合现实环境下的空间交互。针对使用外设如数据手套进行手势交互,成本花费大的问题,本文提出一种新的基于图像处理的手势交互方法。首先使用肤色模型对手势区域进行初步分割,并基于深度图像对粗分割得到的手势区域进行精确分割;然后为了能够准确获取手指弯曲时的手势内部轮廓,本文提出基于图像深度值提取手势轮廓的方法,并进一步针对手势轮廓使用曲率法定位手指指尖位置;最后通过判断指尖与虚拟模型在二维坐标下的位置关系,利用2D碰撞检测触发三维界面上的命令按钮,最终实现指尖与三维界面的交互功能。3.带压作业图形系统的设计与实现。基于混合现实环境下的空间交互,本文设计并实现了带压作业图形系统。该系统主要完成虚拟场景模块、系统通讯模块、油管起下模块等功能。虚拟场景模块需按照设备的真实形状和纹理特征建立逼真的三维模型,是实现虚拟可视化的基础;系统通信模块负责主控软件与图形软件间的通讯,确保两者能实时互传设备状态数据;油管起下模块根据不同的带压工艺,以三维动画形式展现各种作业工具的工作原理和设备动作。与传统带压作业仿真系统相比,本系统允许操作人员控制实体带压操作台,获取真实的力觉反馈并且在无手持设备的辅助下,与虚拟场景进行交互。将该系统应用到带压作业培训中,能解决传统培训受客观因素限制的问题;在保证技术人员安全的同时,提高培训效率;为初级技术人员提供更多学习机会。

关键词：带压作业混合现实分层置信传播深度手势分割

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结合CRC校验的LDPC码后处理译码算法

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桂林电子科技大学学报 2018年第1期38卷 1-6页

作者：陈紫强王广耀桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004

为了改善低密度奇偶校验码的错误平层,提出一种结合循环冗余校验位的分层置信传播(cyclic redundancy check layered belief-propagation,简称CRC-LBP)后处理算法。对LBP译码的判决结果执行CRC校验,若校验失败,则对错误帧中变量节点的... 详细信息

为了改善低密度奇偶校验码的错误平层,提出一种结合循环冗余校验位的分层置信传播(cyclic redundancy check layered belief-propagation,简称CRC-LBP)后处理算法。对LBP译码的判决结果执行CRC校验,若校验失败,则对错误帧中变量节点的后验对数似然比值从小到大排序。从排序的节点序列中选取前若干个目标节点组成坏节点集,翻转BN集内信息节点的初始LLR值,并继续译码直至CRC校验成功,打破潜在陷阱集,提高节点可靠度。仿真实验结果表明,在增加少量存储空间的代价下,CRC-LBP算法具有更低的错误平层。

关键词： LDPC码循环冗余校验位错误平层分层置信传播陷阱集

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CMMB标准的LDPC码译码算法研究

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电子测量与仪器学报 2010年第4期24卷 341-345页

作者：谭太秋李玉柏武畅苏征凯电子科技大学通信与信息工程学院TI-DSP技术中心成都611731

中国移动多媒体广播(CMMB)标准采用高度结构化的低密度奇偶校验码(HS-LDPC)作为其信道编码的内码。LDPC码的译码问题主要归结为节点之间信息的传递,即通过迭代更新变量节点的信息来求解码字。首先简要介绍了常用BP算法。然后结合CMMB标... 详细信息

中国移动多媒体广播(CMMB)标准采用高度结构化的低密度奇偶校验码(HS-LDPC)作为其信道编码的内码。LDPC码的译码问题主要归结为节点之间信息的传递,即通过迭代更新变量节点的信息来求解码字。首先简要介绍了常用BP算法。然后结合CMMB标准的校验矩阵的结构特点,重点讨论了另一种更低复杂度的Layered Belief Propagation算法,并将它应用于CMMB标准中。通过仿真与原有的BP算法进行比较,结果表明,采用LBP算法,存储资源消耗可降低约40%,迭代次数也可降低约50%。

关键词：中国移动多媒体广播低密度奇偶校验码分层置信传播迭代

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