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构建短周期自由LDPC码,利用Tanner图中渐进边增长算法的实现,以确定连通子图的数量。

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简介:
该方法论探讨了连通子图数量在Tanner图中的渐进边增长算法中的表现,并提供了相关概述。LDPC(低密度奇偶校验)码因其在接近容量的性能表现以及相对较低的迭代解码复杂度而备受推崇。然而,该代码系列的核心解码算法,例如信念传播和消息传递等技术,很大程度上依赖于奇偶校验矩阵中存在短周期的条件。本研究致力于实现并模拟Xiao-YuHu、EvangelosEleftheriou和DieterM.Arnold提出的渐进边增长(PEG)算法,这是一种用于构建具有较大周长(长度)的Tanner图的贪婪(次优)策略,其周期最短。相关的学术论文可查阅于IEEETransactionsonInformationTheory, Vol.51, No.1, 2005年1月,标题为“RegularandIrregularProgressiveEdge-GrowthTannerGraphs”。Tanner图的表示方式以及短周期的重要性源于奇偶校验矩阵的特性:相比于包含零的情况,它所包含的“1”的数量明显较少。 这种奇偶校验矩阵所带来的优势体现在诸多方面,其中一个关键点在于降低了矩阵乘法运算的需求。

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客服
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  • Tanner在LeetCode问题及LDPC
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    本文探讨了渐进边增长算法在Tanner图中的应用,聚焦于解决LeetCode上的连通子图问题以及用于短周期自由LDPC码的构建,展示了该算法的有效性和广泛适用性。 在低密度奇偶校验(LDPC)码的研究领域内,其强大的性能接近信道容量以及较低的复杂度迭代解码算法被广泛认可。然而,在实际应用中,这些编码的主要解码方法如信念传播、消息传递等很大程度上依赖于奇偶检验矩阵中的短周期缺失情况。 在本项目中,我们实现了并模拟了由Xiao-Yu Hu, Evangelos Eleftheriou 和 Dieter M. Arnold 提出的渐进边增长(PEG)算法。这种算法是一种构建具有较长周长的Tanner图的方法,并且这种方法是贪婪式的、次优解方法。 相关的研究论文可以在《IEEE Transactions on Information Theory》期刊2005年1月刊,第51卷第一期中找到标题为“Regular and Irregular Progressive Edge-Growth Tanner Graphs”的文章。该算法旨在构建Tanner图,并且强调了短周期在编码中的重要性。 LDPC码的名称来源于其奇偶检验矩阵的特点:与0相比,其中包含的数量较少的1元素。这种特点带来了各种各样的优点,首先便是在进行矩阵乘法运算时可以显著降低计算复杂度。
  • 原模LDPC
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    本文提出了一种改进的低密度奇偶校验(LDPC)短码构建方法,基于优化的原型图设计,旨在提高编码效率和纠错能力。 扩展原模图LDPC短码的优化构造这一研究主题涵盖了在设计具有良好性能与低复杂度的短准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码过程中所采取的一系列优化措施。由于其出色的错误校正能力,这类编码在数字通信系统中得到了广泛的研究和应用,尤其是在需要高速且高可靠性的场景下,如移动通信系统等。 为了设计出优秀的QC-LDPC码,文章提出了一种基于扩展原模图的优化构造方法。该方法的核心在于对原模图进行优化,并通过适当的打孔与扩展检查节点来构建复合块编码节点。此外,还通过增加扩展示矩阵的维度以及采用一种联合优化算法提高编码性能。 此研究中的联合优化算法结合了两种技术:一是用于基础矩阵优化的进步边缘增长(PEG)算法;二是用于循环置换子矩阵偏移量优化的改进近似循环外信息度量(QC-IA-ACE)算法。QC-IA-ACE算法旨在搜索最佳偏移集合,以提升编码性能,通过联合改善和最优化码字中的停止集、陷阱集以及围道与循环剖面。 模拟结果显示,提出的代码具有优异的比特误码率性能,并且在表现上几乎等同于现有的优秀随机LDPC代码。由于短码长度的良好特性,这些代码可以提供低复杂度及较小的编码和解码延迟。 关键词包括:QC-LDPC、扩展原模图、改进近似循环外信息度量(IA-ACE)、进步边缘增长算法以及围道等。文章中的研究背景、理论基础与研究成果为通信工程和信息科学领域提供了宝贵的理论和技术支持,并且基于前人的工作进行了延伸和深化。 在当前数字通信及移动网络技术迅速发展的背景下,LDPC码作为纠错编码技术的一种,在其应用前景方面具有巨大的价值。随着5G、物联网(IoT)、人工智能(AI)等技术的推广与应用,高效可靠的纠错编码算法的需求变得更加迫切。因此,优化构造QC-LDPC短码的研究不仅有助于推动纠错编码技术的发展,也为未来通信系统的性能提升提供了可能。 特别地,在实时通信系统中如在线视频、网络直播及远程医疗服务等领域对数据传输的时间性和准确性有极高要求时,研究中的低延迟特性显得尤为关键。优化后的QC-LDPC代码能够在不损害性能的前提下减少处理时间和资源消耗,从而使得通讯系统更加高效经济。 同时,随着专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等硬件技术的进步和发展,对纠错编码算法的实现提出了更高的要求。经过优化的QC-LDPC码在这些设备中的应用可能会更为高效,并支持更大的数据吞吐量以满足更复杂的使用场景需求。 总体而言,这项研究既为学术界提供了新的理论思路也向工业界提供了一种实用的技术解决方案,在LDPC编码理论和实际应用方面做出了重要的贡献。
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    本项目致力于开发一种算法,能够精准地识别并计数图像内的所有连通区域,从而准确判断出画面中物体的实际数量。通过优化处理步骤和提高计算效率,使该技术在自动化检测、机器视觉等领域具有广泛应用前景。 使用标签传递算法在MATLAB中检测图片中的连通区域并计算物体数量。
  • 无向
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    本文探讨了在给定的无向图中计算连通子图总数的方法。通过分析节点和边的关系,提出了一种有效的算法来解决这一问题,为网络结构分析提供了新的视角。 计算无向图的连通子图个数可以使用深度优先搜索(DFS)遍历。例如: 输入:51 21 31 42 5 输出:1 输入:51 31 42 53 4 输出:2
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    本视频教程讲解如何使用MATLAB结合量子遗传算法优化Beta变换,实现高效的自适应图像增强技术。内容包括详细的理论解析及代码实践,适合科研与学习参考。附赠完整MATLAB源码供下载研究。 佛怒唐莲上传的视频均配有对应的完整代码,并且可以运行通过测试,适合编程新手使用。 1. 代码压缩包内容包括主函数:main.m;调用函数为其他m文件;无需额外操作或效果图展示。 2. 运行所需的Matlab版本是2019b。如果遇到问题,请根据提示进行修改,或者寻求帮助。 3. 具体的操作步骤如下: - 步骤一:将所有文件放置于Matlab当前工作目录中; - 步骤二:双击打开main.m 文件; - 步骤三:点击运行按钮等待程序完成以获得结果。 4. 如果需要进一步的仿真咨询或者其他服务,可以私信博主或查看博客文章底部提供的联系方式。 4.1 提供博客资源完整代码 4.2 期刊或者参考文献复现 4.3 Matlab程序定制化服务 4.4 科研合作
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