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LDGM码及其在协作编码中的应用研究

LDGM码及其在协作编码中的应用研究

作者：刘帆洨西南交通大学

学位级别：硕士

随着移动通信技术的发展,下一代移动通信系统需要支持高达1Gb/s的高速通信。由于越来越紧张的频谱资源,要支持高速无线数据传输就必须要充分而高效地利用有限的频带资源,这也是未来移动通信网络需要解决的主要问题。近年来的研究表明,... 详细信息

随着移动通信技术的发展,下一代移动通信系统需要支持高达1Gb/s的高速通信。由于越来越紧张的频谱资源,要支持高速无线数据传输就必须要充分而高效地利用有限的频带资源,这也是未来移动通信网络需要解决的主要问题。近年来的研究表明,分布式无线通信技术将有望成为解决高速数据传输和大范围网络覆盖的关键技术。协作编译码是适合于分布式无线通信技术要求的信道编译码技术实现方案,而分布式处理和协作通信是协作编译码技术实现的本质特征,显然性能优异、实现复杂度低的协作编译码技术是无线协作通信系统需要深入研究的一个关键问题。作为一类特殊的LDPC码,LDGM码有着编译码实现更为简单的优点,因此研究基于LDGM码的高性能协作编译码技术方案和自适应协作编译码技术方案具有重要的理论和实用价值。论文在介绍LDPC码编译码原理的基础上,详细介绍了LDGM编译码技术与LDPC编译码技术的异同以及各自的特点,并通过仿真验证了概率域下置信传播(BP)译码算法性能。相关分析表明,LDGM码的性能与编码构造相关。在一定的码长条件下,不同参数设置的稀疏矩阵会表现出不同的性能。其次,当稀疏矩阵参数选取相似,但选择不同码长时,码长越长性能越好。与LDPC码类似,随着信噪比的增加,LDGM码会出现错误平层,但由于LDGM稀疏的校验矩阵存在单位阵,采用BP译码时部分信息传递更新不足,LDGM码的错误平层性能要劣于LDPC码。通过二进制对称信道BSC条件下的译码性能分析,论文分析了LDGM编译码存在错误平层的原因在于LDGM码存在度为1或2的变量节点,这些变量节点与校验节点之间传递的消息不能得到足够的更新或者几乎得不到更新。为了有效克服LDGM码所存在的错误平层问题,可以采用级联编码的方法。论文在阐释级联LDGM码改进LDGM码错误平层原理的基础上,分析了基于双单位阵的级联编译码方法,并通过实际仿真验证了级联LDGM码的性能。相关分析表明,采用级联的方式可以有效地控制LDGM码的错误平层。通过合理选择编码参数,基于串行级联LDGM编码方案的协作编码,在保持其实现复杂度低的同时可以大幅度改善译码性能。 Turbo码和LDPC码这两类具有优异纠错性能的信道编码方案均可应用于中继通信模型,以获得逼近中继容量下的协作编译码技术方案。针对半双工中继通信模型,论文研究了基于级联LDGM码的协作编译码技术方案,研究结果表明,在信源-中继-信宿的三节点协作中继模型中,采用级联LDGM码同样可以获得逼近中继容量限下的协作编译码技术方案。由于LDGM码具有更低的编译码复杂度,因此中继通信模型下基于级联LDGM码的协作编译码技术是实际可行的。最近的研究结果表明,网络节点间的拓扑连接关系可以被转换成为一种编码约束关系。论文借鉴基于网络拓扑匹配的自适应协作编码技术方案的研究成果,将网络拓扑结构映射为LDGM编码中的编码约束关系,实现了一类基于LDGM码的自适应网络协作编码技术。论文的研究结果验证了将网络拓扑结构映射为LDGM编码中的编码约束关系,而无需额外引入编码冗余即可以实现基于LDGM码的自适应网络协作编码可以获得良好的协作编译码性能。论文的研究验证了LDGM码在协作编译码和自适应协作编译码技术中的应用价值,对于类似相关研究有参考和借鉴价值。

关键词： LDGM码协作编码中继通信自适应协作编码

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选择软消息转发协作下的物理层网络编码

电子学报 2021年第7期49卷 1450-1456页

作者：林昀轩刘超包建荣姜斌吴俊杭州电子科技大学通信工程学院浙江杭州310018

为解决5G协作通信中基于软消息转发协作(Soft⁃Message⁃Forward,SMF)物理层网络编码存在的噪声放大等问题,提出一种基于选择软消息转发(Selective Soft⁃Message⁃Forward,SSMF)协作的物理层网络编码及其门限判决译码算法.根据迫零检测后... 详细信息

为解决5G协作通信中基于软消息转发协作(Soft⁃Message⁃Forward,SMF)物理层网络编码存在的噪声放大等问题,提出一种基于选择软消息转发(Selective Soft⁃Message⁃Forward,SSMF)协作的物理层网络编码及其门限判决译码算法.根据迫零检测后噪声最小的叠加信号可靠性最高原理,从中继节点接收信号集中选择可靠性最高的信号,映射为对数似然比形式,来提升误码率(Bit Error Ratio,BER)性能,并降低复杂度.仿真表明:采用二进制相移键控调制,且各信道为准静态瑞利衰落信道时,所提SSMF协作编码性能相对更优.当BER为10^(-3)时,相对去噪转发分集、SMF及译码转发协作方案,所提协作可分别获得约0.7dB、1.1dB与2.3dB的性能增益.

关键词：双向中继系统协作编码选择软消息转发协作多输入多输出物理层网络编码协作通信

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编码和提取阶段的协作对协作记忆的影响

编码和提取阶段的协作对协作记忆的影响

第十九届全国心理学学术会议

作者：李可王聪聪张胜男楚天羽丁姝文王峥王俊坤唐卫海刘希平天津师范大学心理与行为研究院天津师范大学大学教育科学学院

协作抑制是协作记忆研究中发现的一个稳定存在的现象,即在回忆阶段,进行协作的小组成员能够提取出来的信息总量,比等量个体单独提取的信息的总和要少。本研究从协作抑制现象入手,通过提取阶段不同程度的协作方式成功地将协作中的认知因... 详细信息

协作抑制是协作记忆研究中发现的一个稳定存在的现象,即在回忆阶段,进行协作的小组成员能够提取出来的信息总量,比等量个体单独提取的信息的总和要少。本研究从协作抑制现象入手,通过提取阶段不同程度的协作方式成功地将协作中的认知因素和社会因素进行分离来探讨协作抑制的影响因素,并在此基础上考察编码阶段的协作所带来的影响,从而来揭示在不同阶段的协作对协作记忆的作用。实验1主要考察的是信息加工和人际协作对协作抑制的影响,采用3(协作程度:真实协作、虚拟协作、无协作)×3(提取结果的呈现方式:混合、区分、提示)的混合实验设计,以大学生为被试,以无关联的双字词作为记忆材料。被试在学习阶段进行单独编码,在提取阶段通过三种协作方式进行回忆。实验2考察编码阶段的协作对小组回忆的影响,采用2(编码方式:单独编码、协作编码)×3(协作程度:真实协作、虚拟协作、无协作)的混合实验设计进行研究。结果显示:在单独编码的条件下,提取阶段不同程度的协作方式对成绩有影响,实验1中无协作条件下小组回忆成绩最好,真实协作次之,虚拟协作的小组成绩最差;在协作编码的条件下,实验2中虚拟协作的回忆成绩显著低于另外两个条件,而真实协作与无协作回忆之间成绩无差异。结果表明协作抑制是由额外信息即协作回忆过程中同伴的回忆内容的呈现导致的,且这种抑制只发生在单独编码条件下;而回忆阶段和编码阶段的人际互动对小组回忆有一定的促进作用。

关键词：协作回忆协作抑制协作编码人际互动

来源： cnki会议评论

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多中继选择极化译码转发及优化功率分配

电子学报 2022年第5期50卷 1167-1173页

作者：亓凯梁刘超包建荣姜斌吴俊杭州电子科技大学通信工程学院浙江杭州310018

为了解决多卫星协作空间通信网络的高误码、低信息传输成功率等问题,提出了多中继节点选择极化译码转发及其优化功率分配方案.它主要采用了信道统计特性的多中继选择译码转发、最优中继节点选择及相应的优化功率分配方案.最优中继节点... 详细信息

为了解决多卫星协作空间通信网络的高误码、低信息传输成功率等问题,提出了多中继节点选择极化译码转发及其优化功率分配方案.它主要采用了信道统计特性的多中继选择译码转发、最优中继节点选择及相应的优化功率分配方案.最优中继节点选择及功率分配方案在协作阈值设置较低情况下,其中断性能和复杂度优于多中继选择译码转发方案.仿真表明:当误码率为10;时,采用所提极化码-最优中继方案,相对于现有极化码协作方案及低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)码协作方案,分别提高了约0.6 dB和0.8 dB性能增益.故该方案可有效用于卫星协作的星地融合无线传输通信网络.

关键词：协作编码选择译码转发多中继节点选择功率分配中断概率极化码

一种基于协作MIMO的Relay-STBC-HARQ策略及其性能分析

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微电子学与计算机 2009年第7期26卷 40-44页

作者：陈永辉朱光喜王德胜华中科技大学电信系武汉国家光电实验室(筹)湖北武汉430074 湖北工业大学计算机学院湖北武汉430068

在两跳协作通信中,第一跳增益来自接收分集,第二跳主要增益来自协作编码.利用协作中继节点的多天线构成的MIMO系统,构造一种新型的连续STBC编码,VBLAST-STBC混合解码的中继HARQ策略,可以同时有效获得HARQ的时间分集增益以及空时编码的... 详细信息

在两跳协作通信中,第一跳增益来自接收分集,第二跳主要增益来自协作编码.利用协作中继节点的多天线构成的MIMO系统,构造一种新型的连续STBC编码,VBLAST-STBC混合解码的中继HARQ策略,可以同时有效获得HARQ的时间分集增益以及空时编码的分集增益与复用增益.理论分析与仿真结果表明,Relay-STBC-HARQ策略可以充分挖掘第一跳的分集增益以及第二跳的协作增益,不仅可以获得可靠性覆盖,而且可以在误码率、码率与时延间获得一种弹性平衡.

关键词：协作MIMO relay-STBC-HARQ VBLAST-STBC解码协作编码

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协作记忆中的社会因素和认知因素

协作记忆中的社会因素和认知因素

作者：王聪聪天津师范大学

学位级别：硕士

协作抑制是协作记忆研究中发现的一个稳定存在的现象,即在回忆阶段,进行协作的小组成员能够提取出来的信息总量,比等量个体单独提取的信息的总和要少。本研究从协作抑制现象入手,通过三个实验探讨制约协作抑制的认知因素和社会因素。实... 详细信息

协作抑制是协作记忆研究中发现的一个稳定存在的现象,即在回忆阶段,进行协作的小组成员能够提取出来的信息总量,比等量个体单独提取的信息的总和要少。本研究从协作抑制现象入手,通过三个实验探讨制约协作抑制的认知因素和社会因素。实验1主要考察的是信息加工和人际协作对协作抑制的影响,采用3（协作程度:真实协作、虚拟协作、无协作）×3（呈现方式:混合、区分、提示）的混合实验设计,其中协作程度为组内变量,呈现方式为组间变量。实验以大学生为被试,以无关联的双字词作为记忆材料,在电脑上完成词汇记忆、干扰任务以及回忆。学习阶段被试以个体为单位进行词汇识记,回忆阶段分为不同协作程度和呈现方式。实验结果发现,协作程度对提取成绩有影响,无协作条件下小组回忆成绩最好,真实协作次之,虚拟协作的小组成绩最差。不论是混合呈现、区分呈现还是提示呈现,小组提取成绩水平相当。实验2考察协作编码对小组回忆的影响。在前一个实验的基础上增加了编码阶段的协作,是一个单因素的实验设计。所有被试组进行协作编码,然后在回忆阶段将协作程度分为了真实协作、虚拟协作和无协作三种情况。被试仍为大学生,材料与实验1相同。实验结果显示,虚拟协作的回忆成绩显著低于另外两个条件,而真实协作与无协作回忆之间无差异。实验3采用完全自由回忆的方式,考察不同回忆方式对小组回忆成绩是否有影响。同样是一个单因素实验设计,被试进行单独编码,回忆阶段分为协作回忆和单独回忆两个条件。实验结果发现单独回忆条件下提取成绩显著高于协作回忆,与实验1的结果整体一致,说明回忆方式对小组回忆成绩无影响。根据本研究的实验结果可以得出这样的结论:①协作抑制现象是额外信息即协作回忆过程中同伴的回忆内容的呈现导致的。而且协作抑制仅存在于单独编码条件下,协作编码时协作回忆和无协作回忆提取成绩没有差别。②回忆阶段的人际互动对小组回忆有一定的促进作用。③编码阶段的人际互动同样对小组回忆有一定的促进,至少没有负作用。④回忆方式和信息呈现方式,对最终的小组回忆成绩没有影响。

关键词：协作回忆协作抑制协作编码人际互动信息呈现

分布式RS码的协作及基于权重分配的联合译码研究

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无线电工程 2020年第1期50卷 21-27页

作者：张立康仰枫帆南京航空航天大学电子信息工程学院

通信系统面临的主要挑战之一是减轻无线信道衰落的影响,衰落会引起接收信号功率的波动,降低系统性能。减少衰落影响的一种常用方法是使用分集技术,这些技术通过多个独立的信道传输预期信号,减轻了衰落的影响。为了研究RS码在分集技术下... 详细信息

通信系统面临的主要挑战之一是减轻无线信道衰落的影响,衰落会引起接收信号功率的波动,降低系统性能。减少衰落影响的一种常用方法是使用分集技术,这些技术通过多个独立的信道传输预期信号,减轻了衰落的影响。为了研究RS码在分集技术下的性能表现,设计了分布式RS码的中继协作系统,并采用基于权重分配的译码算法。目的节点接收到来自源节点和中继节点的两路幅值信号后,将两路信号的实部与虚部乘以权重,并将实部与虚部独立进行相加之后的结果进行QAM硬判决,之后使用Berlekamp迭代译码算法进行译码。设计比较RS(63,51)码与RS(255,239)码在加性高斯白噪声信道(Additive White Gaussian Noise,AWGN)和快衰落信道(Fast fading channel)下性能表现。对于RS(63,51)码的权重协作方案,在快衰落信道下,误码率为10-6时,相比于非协作方案,大约有5 dBs的性能增益,带来显著的分集增益。

关键词：衰落信道分集技术 RS码协作编码 Berlekamp算法权重加法