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基于卷积神经网络的极化码解码算法

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简介:
本研究提出了一种创新性的解码方法,利用卷积神经网络优化极化码的译码性能,有效提升了数据传输的可靠性和效率。 为解决现有基于神经网络的极化码译码算法仅适用于短码(N≤64)的问题,本段落提出了一种新的卷积神经网络译码算法,以应对长码(N≥512)的情况。该方法通过调整神经网络中的epoch和batch参数来控制输入数据量,而非固定从样本中选取特定比例的数据作为训练集和测试集。这有效地解决了由极化码长度过长导致的数据处理难题。 此外,本段落还探讨了batch和epoch参数设置对卷积神经网络译码性能的影响,并分析了不同激活函数在提高网络性能方面的差异性表现。 仿真结果表明,在低信噪比条件下,所提出的卷积神经网络算法的解码效果略优于传统SCL(L=2)方法;而在高信噪比环境下,则与后者表现出相近的效果。同时发现,随着训练数据集规模的增长,基于神经网络的译码性能也相应提升。

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    本研究提出了一种创新性的解码方法,利用卷积神经网络优化极化码的译码性能,有效提升了数据传输的可靠性和效率。 为解决现有基于神经网络的极化码译码算法仅适用于短码(N≤64)的问题,本段落提出了一种新的卷积神经网络译码算法,以应对长码(N≥512)的情况。该方法通过调整神经网络中的epoch和batch参数来控制输入数据量,而非固定从样本中选取特定比例的数据作为训练集和测试集。这有效地解决了由极化码长度过长导致的数据处理难题。 此外,本段落还探讨了batch和epoch参数设置对卷积神经网络译码性能的影响,并分析了不同激活函数在提高网络性能方面的差异性表现。 仿真结果表明,在低信噪比条件下,所提出的卷积神经网络算法的解码效果略优于传统SCL(L=2)方法;而在高信噪比环境下,则与后者表现出相近的效果。同时发现,随着训练数据集规模的增长,基于神经网络的译码性能也相应提升。
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    本节详细介绍卷积神经网络(CNN)的基本原理与架构,包括卷积层、池化层和全连接层的工作机制及其在图像识别中的应用。 卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)是一种深度学习模型,特别擅长处理具有网格结构拓扑的数据,如时间序列数据或图像。CNN通过使用卷积层来捕捉输入的局部特征,并利用池化操作进行下采样以减少参数数量和计算量。这种架构使得卷积神经网络在计算机视觉领域取得了突破性的成果,例如物体识别、面部识别以及场景解析等任务中表现优异。 此外,由于其能够自动学习到抽象表示的能力,CNN被广泛应用于各种自然语言处理问题上,如文本分类、情感分析及机器翻译等领域。近年来的研究还表明卷积神经网络对于序列数据的建模同样有效,并且在诸如语音识别和蛋白质结构预测等任务中也展现出了强大的潜力。 总之,随着硬件技术的进步以及算法优化工作的不断深入,未来卷积神经网络将在更多领域发挥更大的作用。
  • 蜂群CNN(Matlab)
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    本研究利用蜂群算法对CNN卷积神经网络进行参数优化,在Matlab平台上实现,并验证了该方法的有效性和优越性。 卷积神经网络(CNN)是一种深度学习模型,在图像识别、自然语言处理等领域得到广泛应用。为了提升性能,通常需要优化其参数设置。蜂群算法作为一种模拟蜜蜂觅食行为的全局搜索方法,以其简单性、并行性和广泛适应性而著称,并常常被用于解决复杂的优化问题。 在本项目中,我们引入了蜂群算法来改进CNN的训练过程。具体来说,通过使用Matlab软件实现这一目标,以期提高模型的学习效率和预测准确性。 首先需要理解的是CNN的基本构成:包括卷积层、池化层、全连接层及激活函数等部分。其中,卷积层利用滤波器提取输入数据中的特征;池化层则降低维度并减少计算量;全连接层负责将所提取的特征映射至最终分类结果;而诸如ReLU和Sigmoid之类的激活函数,则通过引入非线性特性来增强模型的表现力。 蜂群算法基于蜜蜂觅食的行为模式,涉及工蜂、侦查蜂及蜂巢三个关键角色。在优化问题中,每个工蜂代表一个潜在的解决方案,蜜源的质量对应于目标函数值;整个过程通过迭代不断改进直至满足预设条件为止。 使用Matlab实现这一方案时,首先需要定义CNN架构的具体参数(例如卷积层数量、滤波器大小等),并设定蜂群算法的相关参数。在训练期间,利用蜂群算法来更新CNN的权重和偏置值,以寻找最优组合;同时通过交叉验证确保模型不会过度拟合。 具体步骤包括: 1. 初始化阶段:随机生成初始的CNN参数,并为每个工蜂分配位置与速度。 2. 适应度计算:根据当前参数训练网络,在验证集上评估并确定其性能指标(即适应值)。 3. 更新侦查蜂角色:选择具有较高适应度个体作为新的侦查蜂,分享它们发现的最佳参数配置信息。 4. 工蜂更新:依据侦查蜂提供的数据调整自身位置(即相应地修改CNN的参数),同时保持在允许范围内变动。 5. 蜂巢更新过程:遵循特定的信息交换规则,部分工蜂将跟随最优路径探索可能更好的解决方案。 6. 判断终止条件:一旦达到最大迭代次数或适应度收敛,则停止算法;否则返回到步骤2继续执行。 通过上述方法可以得到优化后的CNN模型,并且其性能一般会优于未经调整的版本。由于Matlab拥有丰富的优化工具箱和深度学习库,这使得实现与调试变得更加容易。 值得注意的是,虽然蜂群算法在许多情况下表现出色,但它也存在诸如易于陷入局部最优解、收敛速度慢等局限性。因此,在实际应用中可能需要结合其他如遗传算法或粒子群优化方法来进一步提升CNN的表现力。
  • 粒子群
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    本研究提出了一种利用粒子群优化(PSO)算法调整卷积神经网络(CNN)参数的新方法,旨在提升CNN在图像识别等任务中的性能和效率。 利用粒子群算法优化卷积神经网络(CNN)的结构参数,并在训练集与测试集上验证其效果,结果显示这种优化后的模型精度高于常规的卷积神经网络。该方法能够高效地为超参数搜索提供方案,相比人工设计,通过模拟进化的方式寻找更佳配置的可能性更高。 粒子群算法适用于深度学习中的CNN优化问题。作为一种广泛应用于图像识别和语音识别等领域的技术,CNN由多个卷积层、池化层及全连接层构成。其结构的调整涉及众多超参数的选择,例如卷积核大小与数量、池化尺寸以及学习率等。传统的梯度下降法可能陷入局部最优解,而粒子群算法通过全局搜索可以找到更优的结果。
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    这段内容介绍了一段实现卷积神经网络功能的代码。通过具体的编程语言和库函数,构建了一个卷积神经网络模型,并提供了详细的注释以便于理解和修改。 卷积神经网络的源代码ConvNet - C++ 卷积神经网络库 内容描述: - compile.sh:编译ConvNet库的脚本段落件。 - CMakeLists.txt:主要构建过程配置文件(用于cmake)。 - build/ 目录:所有生成的内容将存放在此目录中。 - doc/ 文档源及配置文件(使用doxygen生成文档) - include/ ConvNet头文件 - src/ ConvNet库的源代码 - tst/ 测试用例和脚本 详细文档参见相关网站。
  • CNN
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    本文章深入剖析了CNN(卷积神经网络)的核心算法和结构,并提供了详细的代码示例与解释,帮助读者理解并实现高效的图像识别系统。 这是一份对最基本CNN代码的详细解析,特别适合刚入门的同学。
  • 典代
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    本资源包含经典卷积神经网络模型的核心代码实现,适用于深度学习初学者和实践者快速理解和应用CNN技术。 卷积神经网络的经典代码可以直接运行。这里提供一个用MATLAB编写的卷积神经网络的示例代码。
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    这段经典卷积神经网络(CNN)代码提供了一个基础框架,适用于图像分类任务。它展示了如何构建、训练和测试CNN模型,是理解和学习CNN结构的理想起点。 卷积神经网络的经典代码可以直接运行。这里提供一个基于MATLAB的卷积神经网络代码示例。