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半双工译码转发中继信道下的空间耦合RA码设计

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电讯技术 2024年第4期64卷 584-590页

作者：刘洋李进达王斌张育芝西安科技大学通信与信息工程学院西安710054 西安科技大学西安市网络融合通信重点实验室西安710054

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... 详细信息

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。

关键词：协作通信空间耦合RA码半双工中继信道译码转发密度进化

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密度进化及其简化形式

系统工程与电子技术 2004年第6期26卷 836-838页

作者：赵春雨王琳苏杰重庆邮电学院通信学院重庆400065

密度进化方法是分析现代高效纠错编译码渐近性能的新方法。在简要阐述低密度奇偶校验码(LDPC码)及其和积算法的基础上,较系统地论述了密度进化方法的基本原理。该方法在不同信道下有不同的简化形式。针对规则LDPC码详细给出了在AWGN信... 详细信息

密度进化方法是分析现代高效纠错编译码渐近性能的新方法。在简要阐述低密度奇偶校验码(LDPC码)及其和积算法的基础上,较系统地论述了密度进化方法的基本原理。该方法在不同信道下有不同的简化形式。针对规则LDPC码详细给出了在AWGN信道下确定其门限值的高斯近似及删除信道近似方法。该方法可操作性强,能在未进行误比特率(BER)仿真的情况下分析码字性能,对高效纠错编译码的优化设计具有重要的指导作用。

关键词： LDPC码和积算法密度进化高斯近似

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基于有环因子图的密度进化理论分析

计算机科学 2007年第11期34卷 41-43页

作者：童胜勤邓勇强华中科技大学电子与信息工程系武汉430074

密度进化理论是分析低密度校验码的迭代译码性能的有效工具。本文在对密度进化理论进行研究的基础上,探讨了基于有环因子图的密度进化方法。首先讨论了有环因子图中环存在的情况,得到了环存在的概率表达式。然后研究了迭代译码算法中误... 详细信息

密度进化理论是分析低密度校验码的迭代译码性能的有效工具。本文在对密度进化理论进行研究的基础上,探讨了基于有环因子图的密度进化方法。首先讨论了有环因子图中环存在的情况,得到了环存在的概率表达式。然后研究了迭代译码算法中误码率的进化情况,在加入环存在对译码的影响因素后得到了迭代译码中误码率的进化表达式。在对该式讨论中,获得了有环情况下密度进化对信道条件的要求,即译码门限。本文的研究表明,在考虑因子图中存在环的情况下进行密度进化分析时,其获得的译码门限要低于不考虑环存在的情况。

关键词：低密度校验码密度进化环因子图迭代译码

基于密度进化理论改进的LDPC码偏移最小和算法

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电子器件 2019年第3期42卷 693-697页

作者：钱方磊王秀敏常虹中国计量大学信息工程学院

针对目前LDPC码偏移最小和算法的偏移因子的选取方式不够准确灵活等问题,提出了一种基于密度进化理论改进的最小和算法,称为DOMS算法。该算法首先根据密度进化理论计算BP算法和MS算法在每次迭代译码过程中,校验节点传递给变量节点的信... 详细信息

针对目前LDPC码偏移最小和算法的偏移因子的选取方式不够准确灵活等问题,提出了一种基于密度进化理论改进的最小和算法,称为DOMS算法。该算法首先根据密度进化理论计算BP算法和MS算法在每次迭代译码过程中,校验节点传递给变量节点的信息的概率质量函数,然后由两者的差值得出每次迭代对应的偏移因子β m,m表示第m次迭代。再对偏移因子序列β m做加权平均处理得到新的偏移因子β。通过使用该偏移因子,DOMS算法与经典的OMS算法相比,仿真结果表明大约可以取得0.2dB的增益。此外,当对比与BP算法译码性能相近的LMMSE Min Sum算法时,DOMS算法在获得相似译码性能的基础上,可以节省大约28.29%的逻辑元器件和34.33%的内存。

关键词：密度进化 LDPC码基于密度进化理论的偏移最小和算法修正的偏移因子偏移最小和算法

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基于密度进化算法的正则LDPC码噪声门限

河北大学学报（自然科学版） 2016年第3期36卷 332-336页

作者：尹晓琦淮阴工学院电子信息工程学院江苏淮安223003

针对LDPC码(低密度奇偶校验码)的噪声门限问题,基于置信传播算法讨论密度进化算法的实现方法,通过对校验节点均值迭代公式的简化来确定门限值,简化算法降低了迭代运算的复杂度,减小了运算量.构造了3种不同次数分布的LDPC码,对其在高斯... 详细信息

针对LDPC码(低密度奇偶校验码)的噪声门限问题,基于置信传播算法讨论密度进化算法的实现方法,通过对校验节点均值迭代公式的简化来确定门限值,简化算法降低了迭代运算的复杂度,减小了运算量.构造了3种不同次数分布的LDPC码,对其在高斯白噪声信道下噪声方差门限和信噪比门限进行了理论计算和仿真,并对结果进行了比较分析.研究结果表明,随着列重的增加,LDPC码的误码性能将变差,选择好的次数分布能获得优秀的误码性能,这对LDPC码进一步的应用研究具有指导意义.

关键词： LDPC码译码密度进化噪声门限

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LDPC码密度进化方法与门限研究

电子技术应用 2007年第11期33卷 107-109页

作者：徐富兵雷菁李二保国防科学技术大学

详细描述了密度进化(DE)方法的基本原理,比较和分析了离散密度进化(DDE)、对称傅立叶变换(SFT)和高斯近似(GA)等三种具体算法的特点,并求出AWGN信道下一些度分布的门限值。这对LDPC码理论分析和应用研究具有重要指导作用。

关键词： LDPC码密度进化门限值

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规则LDPC码的密度进化方法及其高斯近似

信号处理 2003年第Z1期19卷 17-20页

作者：赵春雨王琳苏杰重庆邮电学院通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电学院通信与信息工程学院重庆400065 厦门大学电子工程系厦门361005

密度进化方法是分析现代高效纠错编译码渐进性能的新方法.在简要阐述LDPC码及其和积算法的基础上,较系统的论述了密度进化方法的基本原理,并详细给出了在AwGN信道下密度进化方法的近似形式,即高斯近似方法.针对规则LDPC码,将其应用于对... 详细信息

密度进化方法是分析现代高效纠错编译码渐进性能的新方法.在简要阐述LDPC码及其和积算法的基础上,较系统的论述了密度进化方法的基本原理,并详细给出了在AwGN信道下密度进化方法的近似形式,即高斯近似方法.针对规则LDPC码,将其应用于对该码门限值的确定.该方法可操作性强,能在未进行误比特率(BER)仿真的情况下得出编译码渐进性能的观察,这对高效纠错编译码的优化设计具有重要的指导作用.

关键词： LDPC码和积算法密度进化高斯近

基于密度进化的双向渐进结构优化方法及应用研究

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基于密度进化的双向渐进结构优化方法及应用研究

作者：陈豪浙江大学

学位级别：硕士

渐进结构优化方法(ESO)自提出以来便引起了结构优化领域众多专家学者的广泛关注。ESO方法通过逐步移除设计区域中的低效单元的方式来获得最优的拓扑形态,其优化思想简单,易于与现成的商用有限元分析软件相连接,方便地用于解决工程实际... 详细信息

渐进结构优化方法(ESO)自提出以来便引起了结构优化领域众多专家学者的广泛关注。ESO方法通过逐步移除设计区域中的低效单元的方式来获得最优的拓扑形态,其优化思想简单,易于与现成的商用有限元分析软件相连接,方便地用于解决工程实际中各种静、动力学等优化问题。ESO方法的理论与应用领域都在不断扩充,同时也面临着诸多问题,如不能保证获得全局优化解、数值计算不稳定等。本文对渐进结构优化方法的算法流程、单元删除准则和工程实际应用等几个方面进行了分析和研究。首先,探讨了传统渐进结构优化方法中初始删除率与删除率进化步长对算法收敛性的影响,采用了一种用结构响应值的广义离散系数表示的性能指标,并将其用于自适应步长的制定;在性能指标与步长分析的基础上对传统ESO方法作了改进,并通过实例进行了验证。其次,将一种新的材料插值模型与ESO方法相结合,在分析灵敏度误差产生原因的基础上,采用一种密度双向进化的单元增删策略,减小了灵敏度计算误差的同时,能够降低单元的误删率,提高了算法寻找全局优化解的能力。然后,构建了应力和位移约束的最大刚度设计分析模型,借鉴了用应变约束代替应力、位移约束的处理方法;基于线弹性问题的位移互等定理,采用一种在应变约束点施加载荷逆向计算各单元应变灵敏度的方法;在优化的各个阶段,根据约束判断确定灵敏度加权的计算方式;运用ANSYS二次开发工具设计了基于ESO方法的拓扑优化应用程序。最后,在对ESO原理方法进行了研究与改进的基础上,使用ESO优化设计应用程序对某型号注塑机的推力座和前模板进行了拓扑优化设计,根据优化所得的拓扑形态对模型进行了重建,通过优化前后结构的性能对比对优化结果进行了评价。论文的末尾总结了全文的主要研究内容和成果,指出了研究中尚未解决的问题,对进一步研究的方向做出了展望。

关键词：拓扑优化渐进结构优化自适应步长密度进化灵敏度分析双方向算法

LDPC码密度进化算法研究及其在OFDM中的应用

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LDPC码密度进化算法研究及其在OFDM中的应用

作者：袁乃成吉林大学

学位级别：硕士

随着社会的日益发展,人们对通信业务的需求也日益增长,这就对通信理论的研究提出了更高的要求,我们不仅需要在保证数字通信中传输的高质量,还要求提供更大的传输容量。作为下一代宽带无线接入技术,正交频分复用(OFDM)技术集数字调制,... 详细信息

随着社会的日益发展,人们对通信业务的需求也日益增长,这就对通信理论的研究提出了更高的要求,我们不仅需要在保证数字通信中传输的高质量,还要求提供更大的传输容量。作为下一代宽带无线接入技术,正交频分复用(OFDM)技术集数字调制,数字信号处理,多载波技术于一身,使其在系统的频谱利用率上,抗干扰及多径衰落方面具有明显的优势。这项技术的应用始于20世纪60年代,当时仅仅应用于军事领域。到了70年代,人们提出采用离散傅立叶变换实现多载波调制,使OFDM技术开始走向实用化。随着数字信号处理技术和集成器件的高速发展,OFDM在ADSL. DVB等领域中得到了越来越广泛的应用。进入90年代以来,对OFDM技术的研究深入到无线信道的宽带传输。为了降低OFDM系统的误码率,可对OFDM系统进行信道编码。现在已经应用的有RS码、卷积码等,而且将Turbo码应用于OFDM系统的研究也已经比较成熟。经过信道编码后的OFDM系统的误码性能有了较大的改善。 LDPC码是迄今为止最为接近Shannon限的好码,它是Gallager在1963年提出的,1996年通过Mackay等人重新对该码进行的研究,发现该码具有诸多的优势,从此LDPC码受到了广泛的关注。LDPC码目前的热点问题之一就是对其密度进化的研究,因为LDPC码的纠错性能可以通过门限值来描述,门限值越大,那么在一定码率下就越接近香农限。因此论文的研究旨在通过对密度进化方法的改进,对LDPC码进行优化并使其门限值尽可能的接近香农限.LDPC码和OFDM技术均是未来数字无线通信中提高通信质量和传输容量的两个关键技术,本篇论文在认知两种技术理论的基础上,着重探究了LDPC码的密度进化理论,对于两种技术结合的可行性及方法进行了详细讨论。主要内容如下： (1)对OFDM系统的发展,基本理论以及关键技术做了详细的介绍,从大体上帮助我们了解这项技术。并对OFDM信道估计方法进行了深入的研究探讨,提出了最小二乘估计与最小均方误差估计两种算法,文中从误比特率以及均方误差两方面来对比算法的优劣性。 (2)对LDPC码进行了详细的阐述,通过对LDPC码的介绍,了解该码的结构,分类,以及编译码方法。尤其在译码方法上,重在研究LLR BP算法和最小和译码算法,对比不同的译码复杂度和误比特率性能方面,根据不同的编码结构使用不同的译码方法。这一章可以帮助我们更好的理解LDPC码,同时为下章的研究做好了铺垫。 (3)使用密度进化算法求出门限值,本章提出了两种方法：连续密度进化以及高斯近似算法。对规则和非规则LDPC码分别用两种算法求出其门限值。高斯算法中我们不仅对形如(j,j+n)的规则码进行了门限比对,还对非规则码两种节点的概率密度进行了对比。在改进算法中,通过改进的Q函数以及对固定节点的分析,可以更快速的计算出门限。 (4)在认真的研究了以上问题之后,提出了在OFDM信道下采用密度进化的方法计算LDPC码的门限值,在信道有无频谱零点的情况下,与BCJR算法对进行比较。仿真可以看出,在适当码率情况下,两种信道门限值是有可比性的。对于较高的码率,DE算法就比BCJR算法下的门限值要差一些。这说明随着码率的增加,码间串扰越发严重,信道质量和LDPC码的性能会越来越差,这时对于传输系统,其数据传输的误码率相对增加。过低的码率虽然能保证较高的码门限值,但却无法保证信息的传输速度。所以我们要在门限值和码间串扰两方面折中,根据实际情况选取合适的码率 (5)对整篇论文进行了总结,提出了待解决的问题以及今后的研究方向。论文主要是对密度进化算法进行了研究,特别是高斯近似算法。通过对高斯算法的改进,可以发现改进后算法在准确性上有所下降,但是却能提高计算速度,降低运算量,因而所付出的代价还是值得的。在与OFDM系统的结合中,所计算的数据也是比较理想的。

关键词： LDPC码正交频分复用密度进化门限