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1. 基于GPU的低密度奇偶校验码译码加速技术

徐启迪, 刘争红, 郑霖

《计算机应用》唯一官方网站 2022, 42 (12): 3841-3846. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2021101726

摘要（216）

HTML （5）

PDF （1785KB）（69）

随着通信技术的发展，通信终端逐渐采用软件的方式来兼容多种通信制式和协议。针对以计算机中央处理器（CPU）作为运算单元的传统软件无线电架构，无法满足高速无线通信系统如多进多出（MIMO）等宽带数据的吞吐率要求问题，提出了一种基于图形处理器（GPU）的低密度奇偶校验（LDPC）码译码器的加速方法。首先，根据GPU并行加速异构计算在GNU Radio 4G/5G物理层信号处理模块中的加速表现的理论分析，采用了并行效率更高的分层归一化最小和（LNMS）算法；其次，通过使用全局同步策略、合理分配GPU内存空间以及流并行机制等方法减少了译码器的译码时延，同时配合GPU多线程并行技术对LDPC码的译码流程进行了并行优化；最后，在软件无线电平台上对提出的GPU加速译码器进行了实现与验证，并分析了该并行译码器的误码率性能和加速性能的瓶颈。实验结果表明，与传统的CPU串行码处理方式相比，CPU+GPU异构平台对LDPC码的译码速率可提升至原来的200倍左右，译码器的吞吐量可以达到1 Gb/s以上，特别是在大规模数据的情况下对传统译码器的译码性有着较大的提升。

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2. 基于6LoWPAN的嵌入式多网关系统设计与实现

屈启吉, 郑霖

计算机应用 2018, 38 (9): 2593-2597. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2018020470

摘要（643）

PDF （825KB）（388）

6LoWPAN是一种在IEEE802.15.4标准基础上IP化实现无线传感器网络的技术。在现有单目的导向的有向无环图（DODAG）环路由协议标准下，存在围绕单边界路由器的网络拥塞和能耗问题。设计了一种嵌入式6LoWPAN多网关协议和系统，嵌入式网关节点具备双模通信功能，可实现无线传感网（WSN）和固定IPv6网络的物理连接，双模网关通过固网建立与6LoWPAN根边界路由器之间的IP隧道来实现上下行路由。通过对现有6LoWPAN协议标准的补充和优化，使双模节点具有网内和网际路由能力，从而实现多网关架构和多径路由功能。优化的多点互通拓扑位置和流量分担算法实现上下行链路的有效负载平衡，也减小了节点多跳路由能耗。通过对多网关平台进行实验测试，并与单网关系统对比测试，结果表明该方案不仅实现了6LoWPAN在以太网的多点接入，降低了网络内数据传输时延和丢包率，并且提升了网络整体吞吐量。

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3. 基于最小绝对收缩与选择算子模型稀疏恢复的多目标检测

洪刘根, 郑霖, 杨超

计算机应用 2017, 37 (8): 2184-2188. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2017.08.2184

摘要（1124）

PDF （828KB）（483）

针对地面多径环境下运动目标检测，使用最小绝对收缩与选择算子（LASSO）算法在参数估计时会出现伪目标的问题，提出一种基于LASSO模型框架的设计矩阵降维构造方法。首先，信号的多径传播能够带来目标检测的空间分集，信号在不同的多径上有不同的多普勒频移；此外，使用宽带正交频分复用（OFDM）信号能够带来频率分集。由于空间分集和频率分集的引入造成目标的稀疏特性。利用多径的稀疏性和对环境的先验知识，去估计稀疏向量。仿真结果表明，在一定信噪比（SNR，-5dB）下，基于设计矩阵降维构造方法的改进的LASSO算法比基追踪算法（BP）、DS（Dantzig Selector）、LASSO等传统算法的检测性能有明显提高；在一定虚警率（0.1）条件下，改进的LASSO算法比原LASSO算法检测概率提高了30%。所提算法能够有效去除伪目标，提高雷达目标检测概率。

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4. 优化网络生命周期和最短化路径的WSN移动sink路径规划算法

莫文杰, 郑霖

计算机应用 2017, 37 (8): 2150-2156. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2017.08.2150

摘要（469）

PDF （1109KB）（527）

为了缓解无线传感器网络（WSN）中传感器节点分布不均匀、传感器节点感知数据量不同而造成能耗不均衡、"热区"等问题，提出一种优化网络生命周期和最短化路径的WSN移动sink路径规划算法（MSPPA）。首先，通过监测区域网格化，在每个网格内分布若干个移动sink候选访问站点，sink在每个网格中选择一个站点停留收集网格中节点数据；然后，分析所有传感器节点的生命周期与sink站点选择的关系，建立权衡网络生命周期和sink移动路径的优化模型；最后，使用双链遗传算法规划移动sink遍历网格的顺序和选择每个网格中移动sink访问站点，得到移动sink节点遍历所有网格收集数据的路径。仿真结果显示，与已有的低功耗自适应分簇（LEACH）算法与基于移动sink节点与集合节点（RN）的优化LEACH分簇算法（MS-LEACH-RN）相比，MSPPA在网络生命周期方面提高了60%，且具有良好的能耗均衡性。实验结果表明，MSPPA能有效缓解能量不均衡、"热区"问题，延长网络生命周期。

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5. 基于LASSO模型稀疏恢复的多目标检测

洪刘根郑霖杨超

计算机应用
录用日期: 2017-03-26