概率计算的算法及硬件实现：通信信号处理及应用

本书首先介绍了概率计算基本原理及计算单元，重点讨论了概率序列的生成及其统计特性对计算性能的影响；其次介绍了概率信道译码，包括LDPC码和Polar码的概率译码算法设计和基本电路单元设计；然后介绍了概率信号检测，包括QAM信号检测、MIMO信号检测、大规模MIMO信号检测和SCMA信号检测等；最后介绍了概率迭代检测，包括概率MIMO迭代检测和概率SCMA迭代检测的算法及实现。

陈杰男，博士，电子科技大学通信抗干扰全国重点实验室教授，博士生导师，国家青年拔尖计划入选者，一直从事通信处理系统的设计与实现，主持过国家自然科学基金项目、国家重点研发项目、四川省重大项目、华为合作项目等，担任期刊Digital Communication Network副主编（Associate Editor）以及Globalsip 2019、ICET 2020分会主席（Symposium Chair）等，发表文章近百篇，其中SCI论文30篇，国际A级会议收录文章10篇，拥有授权专利8项。

序<br />前言<br />第1章　概率计算的概述1　<br />1.1　概率计算的起源1<br />1.2　概率计算的发展现状3<br />1.3　概率计算在通信信号处理中的优势与挑战4<br />第2章　概率计算的基本原理和基本计算单元6　<br />2.1　概率计算的基本原理6<br />2.1.1　概率计算的编码方式6<br />2.1.2　概率计算电路的基本模块7<br />2.2　概率线性运算器8<br />2.2.1　概率计算乘法器8<br />2.2.2　概率计算加法器8<br />2.3　概率非线性运算器9<br />2.3.1　基于Bernstein多项式的通用函数计算单元9<br />2.3.2　基于有限状态机的通用单变量非线性函数计算单元11<br />2.3.3　基于有限状态机的通用多变量非线性函数计算单元15<br />2.4　随机比特序列生成器基本架构16<br />2.4.1　二进制随机数生成器17<br />2.4.2　概率转换电路17<br />2.5　概率计算的误差18<br />2.5.1　逼近误差19<br />2.5.2　量化误差19<br />2.5.3　随机扰动误差19<br />2.5.4　序列相关性误差19<br />2.6　随机比特序列生成器的优化20<br />2.6.1　二进制随机数生成器的优化设计20<br />2.6.2　共享二进制随机数生成器的方法22<br />2.6.3　插入DFF的方法23<br />第3章　概率信道译码器24　<br />3.1　概率LDPC译码器24<br />3.1.1　概率LDPC译码的基本原理24<br />3.1.2　概率译码基本单元25<br />3.1.3　概率LDPC译码器架构及硬件实现29<br />3.2　混合LDPC译码器32<br />3.2.1　分段式混合LDPC译码器设计34<br />3.2.2　逐比特更新混合LDPC译码器设计40<br />3.2.3　层译码混合LDPC译码器设计49<br />3.3　概率Polar译码器55<br />3.3.1　Polar码的置信传播译码算法概率空间映射56<br />3.3.2　逐比特迭代概率Polar译码器60<br />3.3.3　逐比特迭代概率Polar译码器收敛速度优化66<br />第4章　概率信号检测器73　<br />4.1　概率QAM检测器73<br />4.1.1　基于格雷映射的QAM检测简化算法73<br />4.1.2　基于通用函数计算的概率QAM检测器76<br />4.2　概率MIMO检测器84<br />4.2.1　MIMO检测方法84<br />4.2.2　基于MCMC的概率MIMO检测器算法及实现87<br />4.3　概率大规模MIMO检测器98<br />4.3.1　大规模MIMO检测算法简介98<br />4.3.2　基于孪生网络的MIMO检测99<br />4.3.3　基于动态概率计算的大规模MIMO检测及硬件实现108<br />4.4　概率SCMA检测器117<br />4.4.1　消息传递SCMA检测算法概率空间映射120<br />4.4.2　逐比特迭代概率SCMA检测器121<br />第5章　概率迭代检测器132　<br />5.1　概率MIMO迭代检测器132<br />5.1.1　MIMO迭代译码检测的基本原理132<br />5.1.2　概率MIMO迭代译码硬件设计及实现138<br />5.2　概率SCMA迭代检测器145<br />5.2.1　SCMA与LDPC联合检测和译码算法147<br />5.2.2　SCMA与LDPC联合迭代检测器154<br />附录160<br />参考文献163