Realtime robust speech communication based on iterative joint source-channel decoding and demodulation algorithm for MELP vocoder

Realtime speech communications require high efficient compression algorithms to encode speech signals. As the compressed speech parameters are highly sensitive to transmission errors, robust source and channel decoding and demodulation schemes are both important and of practical use. In this paper, an iterative joint source-channel decoding and demodulation algorithm is proposed for mixed excited linear prediction (MELP) vocoder by both exploiting the residual redundancy and passing soft information throughout the receiver while introducing systematic global iteration process to further enhance the performance. Being fully compatible with existing transmitter structure, the proposed algorithm does not introduce additional bandwidth expansion and transmission delay. Simulations show substantial error correcting performance and synthesized speech quality improvement over conventional separate designed systems in delay and bandwidth constraint channels by using the joint source-channel decoding and demodulation (JSCCM) algorithm.     

LDPC编码的MIMO-OFDM系统的双涡轮迭代检测译码方法

采用迭代检测译码接收方法的LDPC(low density parity check,低密度奇偶校验)编码MIMO-OFDM(multiple-input multiple-output orthogonal frequency division multiplexing,多天线正交频分复用)传输,是在宽带无线通信系统中逼近多输入多输出(MIMO)信道容量的一种简单而有效的方法.在迭代检测译码过程中,既存在检测器和译码器之间的迭代,也存在译码器内迭代.首先给出LDPC编码MIMO-OFDM系统的因子图分析,进而提出双涡轮迭代检测译码方法.在所提方法中,检测器与译码器并发工作且实时交互软信息.与传统的串行迭代检测译码方法相比,双涡轮迭代检测译码方法可有效地降低检测译码时延.仿真结果证实,采用双涡轮迭代检测译码方法的接收机能在给定运算复杂度的条件下改善误帧率性能,有助于实现"绿色通信".     

基于Polar码改进的抗量子密码方案

为了促进抗量子密码方案的实用化,在Mostafa Esmaeili方案的基础上,利用Polar码的极化性质改进抗量子密码方案,把信息比特作为原方案中的明文,把冻结比特作为原方案中的随机比特串。改进后的方案没有改变原方案的结构,可以抵御目前已知的信息集译码攻击,达到了IND-CPA(indistinguishability chosen ciphertext attacks)安全。选择合理的参数,使得改进方案的整体密钥尺寸比McEliece的整体密钥尺寸减少了70%,提高了方案的实用性,为即将来临的5G时代提供了一种新型抗量子密码方案。     

基于DCT系数大小关系的自适应JPEG隐写

JPEG图像是最流行的隐写载体之一,但隐写分析的最新进展表明,如何设计安全的JPEG隐写算法仍是一个困难的问题.本文提出了一种新的JPEG自适应隐写方法.自适应隐写难点在于设计失真函数合理反应修改量化DCT系数造成的嵌入失真.由于量化DCT系数绝对值的大小能够反应JPEG图像主要统计特性,本文根据DCT系数大小关系设计失真函数,结合STC（Syndrome Trellis Codes）编码,分别给出了使用nsF5修改方式的单层嵌入方法以及使用加减一修改方式的双层嵌入方法.实验表明,本文单层嵌入方法比nsF5安全性高,双层嵌入方法比nsF5以及Filler’s Method抵抗多种检测的能力更强.     

基于AD698的线性差动式位移传感器解码电路设计

线性差动式位移传感器(LVDT)由于其灵敏度高、线性度好、分辨率高、寿命长、可靠性高等优点,已广泛应用于机载测试系统中;为了设计出精度高,稳定性好,能够满足机载测试需求的LVDT传感器解码电路,分析了LVDT传感器磁芯位移与输出电压信号的关系,研究了AD698的内部解调原理,设计出了基于AD698的信号解码电路;该电路通过外围元器件产生传感器所需的激励信号,并对激励信号和传感器输出信号进行解调得到与传感器磁芯位移成正比的直流电压;最后通过实验验证该电路具有结构简单、稳定性高、精度高的优点,能够满足机载测试的要求,且该电路已经过高低温和振动试验,并成功应用于机载测试采集系统中。     

一种低复杂度LDPC译码器的FPGA设计与实现

利用切比雪夫多项式良好的逼近性,提出了基于切比雪夫多项式拟合的BP译码算法,并将该算法在FPGA上进行了实现.该算法利用切比雪夫多项式拟合算法对传统BP算法中的复杂函数进行拟合,用少量的乘法和加法运算代替传统BP算法中的复杂函数.此外,调整得到的多项式系数,使其便于硬件实现.同时,提出一种基于移位运算的切比雪夫结构,减小因乘法器的实现带来的复杂度;并提出基于流水线设计的半并行结构,设计并实现了低复杂度的BP译码器.实验结果表明,相比于相关工作,这种结构能有效减少硬件资源.     

基于Turbo BICM-ID的信道编码方案

传统的带内同频(IBOC)系统传输容量达到了带宽的极限,在瑞利衰落信道上,由于比特交织编码调制(BICM)能够改善误码率性能且又不受带宽限制,同时基于迭代译码的BICM-ID可以得到更高的编码增益.提出一种基于Turbo BICM-ID的改进信道编码方案可代替传统的IBOC-AM系统,仿真结果表明,当误码率低于10-3时,改进后的信道编码方案可以获得超过1dB的编码增益,所以这种方案的可靠性更高.     

AVS-P3音频解码算法定点化中IMDCT模块的优化

为了将AVS-P3音频解码算法移植到支持定点算法的芯片中,需要将浮点算法转换为定点算法,针对AVS-P3解码器中IMDCT模块加窗算法复杂度较大的问题,在算法定点化的过程中提出一种改进的加窗优化算法,测试结果表明优化后该模块时间和空间复杂度明显下降．     

改进的Turbo码自适应迭代译码算法及其性能仿真

获得优良的差错控制特性和多次迭代处理产生大的时间延迟是一对矛盾.为了有效解决这一问题,对Turbo码机理和迭代译码技术进行了深入研究,在此基础上,提出一种改进的自适应迭代译码算法.该算法的实质在于其新颖的译码迭代终止判决策略.通过使用译码器产生的尾比特进行错误检测并设计合适的最小迭代译码次数Imin,可以确保在较低的误码率情况下,有效地减少平均译码处理的迭代次数.计算机仿真以及对仿真结果的比较分析证明了这种改进的Turbo译码算法能够有效减少译码时间延迟.     

Signal processing for noncoherent underwater acoustic communication approaching channel capacity

Noncoherent underwater acoustic communication channel in adverse conditions is modeled as a phase-random Rayleigh fading channel,and its capacity curve is derived.To approach the channel capacity curve,the concatenated code of the nonbinary LDPC code and the constant weight code is proposed for noncoherent communication which can late be iteratively decoded in the probability domain.Without information of channel amplitude or phase in the receiver,statistic parameters of the respective signal and noise bins were estimated based on the moment estimation method,the posterior probabilities of the constant weight code words were further calculated,and the nonbinary LDPC code was decoded with the nonbinary factor graph algorithm.It is verified by simulations that by utilizing the proposed concatenated code and its processing algorithm,gap to channel capacity curve is reduced by 3 dB when compared to the existing method.Underwater communication experiments were carried out in both deep ocean（vertical communication,5 km）and shallow lake（horizontal communication,near 3 km,delay spread larger than 50 ms）,in which the signal frequency band was 6 kHz to10 kHz,and the data transmission rate Was 357 bps.The proposed scheme can work properly in both experiments with a signal-to-noise ratio threshold of 2 dB.The performance of the proposed algorithm Was well verified by the experiments.