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基于低密度奇偶校验码的压缩感知重建方法

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简介:
本研究提出了一种基于低密度奇偶校验码的压缩感知信号重建算法,有效提高了稀疏信号恢复精度与效率。 为解决压缩感知(CS)中的观测噪声导致的信号重建误差问题,本段落提出了一种利用非相关性约束理论来评估重构误差向量的方法。该方法基于线性分组码中稀疏校验矩阵的零化子特性,构建了一个以误差向量为目标信号的线性规划模型,从而实现了低密度奇偶校验(LDPC)码在压缩感知中的重建过程。 仿真结果显示,在加性高斯白噪声信道和原对偶内点算法条件下,所选三种LDPC码均表现出较强的信号重构能力。特别是MacKay随机码因其相关系数较小,在-1 dB的信噪比下即达到了100%的误差向量重构成功率。此外,该研究还表明在满足误比特率需求的情况下,CS-LDPC编码能够使系统在低信噪比环境中实现高可靠性通信。

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    本研究提出了一种基于低密度奇偶校验码的压缩感知信号重建算法,有效提高了稀疏信号恢复精度与效率。 为解决压缩感知(CS)中的观测噪声导致的信号重建误差问题,本段落提出了一种利用非相关性约束理论来评估重构误差向量的方法。该方法基于线性分组码中稀疏校验矩阵的零化子特性,构建了一个以误差向量为目标信号的线性规划模型,从而实现了低密度奇偶校验(LDPC)码在压缩感知中的重建过程。 仿真结果显示,在加性高斯白噪声信道和原对偶内点算法条件下,所选三种LDPC码均表现出较强的信号重构能力。特别是MacKay随机码因其相关系数较小,在-1 dB的信噪比下即达到了100%的误差向量重构成功率。此外,该研究还表明在满足误比特率需求的情况下,CS-LDPC编码能够使系统在低信噪比环境中实现高可靠性通信。
  • 研究论文.pdf
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    本文探讨了低密度奇偶校验码(LDPC)的编码技术,分析并提出了一种优化的LDPC码构造与译码算法,以提高通信系统的纠错能力及传输效率。 低密度奇偶校验码的编码方法研究由李金根和郑紫微进行。这种编码方式因其卓越性能而著称,并且是目前最佳的信道编码技术之一。在超三代通信系统中,低密度奇偶校验码被视为极具竞争力的选择。
  • OMP
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    OMP(正交匹配 Pursuit)压缩感知重建方法是一种信号处理技术,用于从少量不完整测量中高效地重构稀疏信号。此方法通过迭代过程逐步选择最佳原子来逼近原始信号,在保持高精度的同时显著减少了数据采集和存储需求。 我下载了一个压缩感知重构的OMP代码,感觉不错,就上传了供大家共享。
  • GPSR
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    本研究提出了一种基于压缩感知理论改进的GPSR信号重建算法,有效提升了稀疏信号恢复精度与效率,在无线传感器网络中具有广泛应用前景。 在压缩感知重建算法中,GPSR-BB 和 GPSR-Basic 是两类效果好且速度快的算法,并包含相应的代码实现。
  • MATLAB源
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    本项目提供了一套基于压缩感知理论的信号与图像重建的MATLAB实现代码,适用于研究及教学用途。 压缩感知(Compressed Sensing, CS)是一种革命性的信号处理技术,它突破了传统的采样理论限制,在低于奈奎斯特采样率的情况下对信号进行采样,并通过数学算法恢复原始信号。该领域的研究主要集中在如何在低采样率下获取足够的信息以重构高分辨率信号。MATLAB作为数值计算和科学计算的强大工具,广泛用于实现压缩感知的各种算法。 该项目的目标是使用MATLAB源码来实现压缩感知技术下的信号重建过程。这些代码通常包括执行特定算法的函数与脚本,并帮助我们理解压缩感知的工作原理以及为研究提供基础支持。 描述中提到采用滤波重建算法提示可能利用了某种滤波技术以改进重构效果,在压缩感知领域,滤波器常用于改善稀疏表示或在恢复过程中减少噪声。常见的方法包括最小化绝对收缩和选择算子(LASSO)及基于迭代硬阈值的方法。 从给出的文件名来看: 1. kfcs_full.m:可能是一个完整的压缩感知滤波重建算法实现,kfcs可能是“滤波器”或特定重建方法的缩写。 2. cskf_auto_T1unknown.m、cskf_auto2.m、cskf_auto.m:这些文件中的cskf可能代表某种变体的压缩感知滤波器,auto表示它们实现了自动调整参数的功能,而unknown指代未知条件下的处理方式。 3. ncs.m:涉及非均匀采样情况的算法实现,用于处理不规则采样的问题。 4. cskf.m:可能是另一个基础版本或核心实现的滤波相关函数。 5. runsims_final.m、runsims2.m:这些文件可能包含运行模拟实验脚本,以测试和验证算法性能。 6. partial_cs.m:涉及部分信号重构情况下的处理方法,即仅关注信号的部分而非全部信息。 7. temp.m:通常作为临时计算或调试用的中间文件。 通过上述源码可以深入学习压缩感知理论,例如设计测量矩阵、选择合适恢复算法、优化参数以及评估重建质量等。同时也有助于提升MATLAB编程能力,因为这些代码展示了实际问题解决策略和技巧。该项目提供的实践材料对于研究压缩感知与信号处理的学者来说具有重要价值。
  • LDPCMatlab仿真程序实现
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    本项目通过MATLAB编程实现了LDPC(Low Density Parity Check)低密度奇偶校验编码的仿真,验证了其在数据传输中的纠错能力。 Matlab仿真程序实现LDPC低密度奇偶校验码。
  • 信号
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    本研究聚焦于开发先进的压缩感知技术,旨在优化信号重建过程中的效率与精确度,适用于大数据环境下的高效数据处理。 基于压缩感知的信号重构算法包括了正交匹配 Pursuit(OMP)算法等一系列经典方法。
  • LDPC Matlab代-实现Matlab中纠错算
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    本项目提供了一套在MATLAB环境中实现低密度奇偶校验(LDPC)码的工具和函数。这套基于MATLAB的LDPC编码与解码方案,旨在为通信系统中数据传输的可靠性增强提供有效的错误纠正能力。适合于研究及教学用途。 实现LDPC解码器的MATLAB函数包括SOFT_DECODER.m(软解码)和HARD_DECODER.m(硬解码)。下面是一个使用示例:假设我们有代码字c=[10010101],在传输过程中引入了一个错误,使得c中的第4位从0变为1。因此接收到的代码是c=[11010101],我们的目标是从这个接收码中恢复原始的发送码。 首先,在MATLAB命令行环境中声明以下变量: - c:一个大小为N的列向量,包含待解码码字的二进制值。 >> c = [1; 1; 0; 1; 0; 1; 0; 1] - H:一个[M, N]矩阵形式的奇偶校验矩阵。它由逻辑0和1或布尔值组成,例如: >> H = [false true false true true false false true; true true true false false true false false; ...] 这些变量将用于调用MATLAB中的解码器函数来恢复原始信息比特。
  • 图像
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    本研究探讨了利用压缩感知理论进行高效图像重建的方法,通过稀疏表示和优化算法,在大幅减少数据采集的同时保持高质量图像重构。 文件包含多种压缩感知图像重构方法,如CoSaMp、OMP和SP等,能够实现图像的重构。
  • GPSR
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    GPSR压缩感知重建算法是一种利用正交匹配追踪及梯度投影方法优化信号稀疏表示的高效重构技术,广泛应用于无线通信和图像处理领域。 文档为MATLAB语言的GPSR算法实现,并已亲测有效。文件内包含详细的使用说明。