一种快速编码的半随机LDPC码构造研究

低密度奇偶校验码(LDPC码)具有逼近Shannon限的优异纠错性能,在信道编码领域的应用越来越广泛,但是LDPC码的编码复杂性一直是制约其普遍应用的突出问题。奇偶校验矩阵的结构则直接决定着LDPC码的编码复杂度和译码性能。提出一种准双对角线结构的半随机LDPC码奇偶校验矩阵的构造方法,它具有IEEE 802.16e标准LDPC码的优异纠错性能和低编码复杂度,同时在码率、码长、基础校验矩阵和扩展因子等设计方面更具灵活性,能更好地适应工程实践的需要。采用这种构造方法,以(16 384,8 192)LDPC码为例进行快速迭代编码,能够获得优异的译码性能,可以用于实现高速率低复杂度的LDPC译码器设计。     

基于PLC的自动切筋分离系统设计

随着集成电路封装产业的高速发展,切筋工艺在其封装生产中的地位也不断上升,然而传统的手动切筋作业方式严重阻碍了IC封装生产效率的发展。目前,PLC技术在工控领域得到广泛应用,软件设计方法已逐步完善,适合运用于自动切筋分离系统的设计开发中。该课题中涉及的MCM-3D封装工艺,运用低弧度立体键合技术、集成电路智能塑封系统、自动切筋分离系统等多项研发成果。开发了PLC自动控制系统,设计了切筋模具定位结构、切筋刀具和自动推料装置等,利用光纤传感器,结合PLC定位电路和PLC反馈控制系统,实现了切筋工艺的自动化,提高了切筋工序的生产效率,降低了故障率和安全风险,控制了人工和设备成本。     

高性能DDS正弦信号源设计与实现

为了节约硬件资源,同时获得高信噪比的正弦信号,采用CORDIC算法和Δ-Σ调制器产生DDS正弦信号,由CORDIC产生多比特的正弦信号数据,再利用Δ-Σ调制技术把多比特的正弦信号转换为1 b的数据流,最后经过低通滤波器滤除混叠的频谱得到正弦信号,这种技术优势在于精度高、成本低、硬件结构简单。通过仿真及硬件测试,所设计的DDS无杂散动态范围可达到56.1 d Bc,信噪比在100 d B以上,幅度衰减误差小于0.5%,表明该方法具有分辨率高、速度快和频谱杂散小等优点。     

基于无线网络的井下人员快速定位系统研究

为了可以实时获取井下工作人员位置、环境状态等信息,设计了基于无线通信网络的井下人员快速定位系统。将RSSI算法应用于井下特殊环境,同时设计了三边测量校正方法。推导了人员定位数学模型,仿真分析了影响测距精度的两个重要参数。实验采用不同距离条件下的3个信标点测试移动点(人员)随距离变化入网后的具体位置,结果显示,直线巷道300 m内掉包率为0,弯道巷道200 m内掉包率为0,50 m内人员随机入网人员定位精度满足1 m的设计要求。     

中继网中基于QoS保证和比例公平的资源分配

中继系统下的众多资源分配策略很少同时考虑多用户情形下的子载波配对和不同用户需求。针对这一问题,提出了一种基于QoS(服务质量)保证和比例公平的多用户子载波配对和功率分配算法,该算法既能保证QoS用户的最小速率要求,又能满足BE(尽力而为)用户之间速率比例公平的准则。该算法首先根据不同用户需求分配第二跳的子载波,然后利用匈牙利配对算法得到两跳子载波的最佳配对,最后用类似注水算法进行功率分配。仿真结果表明,所提算法在满足用户QoS保证和比例公平准则的同时有效提升了系统的吞吐量。     

VBOTDA系统相位解调算法设计与实验验证

深入研究了VBOTDA(矢量布里渊光时域分析)系统的原理,该系统在传统BOTDA(布里渊光时域分析)系统的基础上采用外差方案,可提高系统信噪比并获得布里渊相移信息。文章提出了一种将叠加平均去噪算法与FFT(快速傅里叶变换)分析法相结合的相位解调方法——频谱算法,进行了理论分析并搭建实验平台验证了该算法的可行性和有效性。结果表明,该算法对不同信噪比下的信号均有较好的解调效果;对幅值为0.3V且噪声标准偏差为0.5V的信号,采用1 000次叠加平均的频谱算法,相位相对测量误差可降至0.71%。     

基于STM8S的室内甲醛检测系统设计

针对目前越来越严重的室内甲醛污染问题,设计了以STM8S为控制核心的便携式室内甲醛检测系统。该系统创造性地设计了一种基于减法器的硬件抗干扰电路,克服了以往甲醛电化学传感器检测设计电路中,采用温、湿敏电阻对传感器温、湿度系数进行补偿所造成的测量精度不足问题,并结合采样滤波算法和拉格朗日插值算法对采集的数据进行软优化。系统具有甲醛浓度阈值设定与超限报警功能,温度、湿度、万年历显示等辅助功能,真正实现了便携式与智能化的结合。实验结果证明,该系统在实际应用中具有较高的灵敏度、准确度、操作简单、性价比高等特色,还可推广应用于其他需要对甲醛浓度进行检测的场合。     

基于FPGA的时延辅助定位FBG传感系统的研究与设计

由于受光源谱宽和光纤Bragg光栅传感波长移动范 围的限制,FBG传感系统中可复用的FBG数量 受到很大限制。为了解决这种限制问题,提出通过传感信号的时间延迟对传感FBG进行定位 的方法。 设计出基于FPGA的时延辅助定位FBG传感系统,用Fabry-Peror(F-P)腔和时延定位结合的 方式对传感信息进 行解调,用FPGA进行数据处理。搭建了实验系统,进行了简单的实验。实验结果表明, 本文系统增加可复用FBG数量的方法实用性强,精度高。     

GS算法在多输入多输出雷达信号集设计中的应用

为了高效地设计出性能良好的多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)雷达正交相位编码信号集,提出一种改进的Gerchberg-Saxton(GS)算法,将最小化信号集旁瓣能量的代价函数转化为适合求解的极小化问题;将原始GS算法扩展至多维,并改进其物面和频谱面的约束条件,以适应文中优化问题的求解;利用改进的GS算法迭代优化设计出信号集.仿真实验表明:该算法可以有效改善所得信号集的积分旁瓣和相关性能.     

IPET:测定独个生物大分子三维空间结构的实验方法

蛋白质的动态特性和结构活性对于蛋白质功能的调控具有根本意义。传统的结构确定方法(包括X射线和电子显微镜单颗粒分析技术等)往往需要成千上万不同蛋白质分子的平均信号,因此难以确定蛋白质分子的动态结构。而电子显微断层成像技术是一种对独个生物个体结构从不同的观测角度照相、并计算来恢复该个体的三维结构密度图的方法。传统的冷冻电子断层成像重构方法采用整个大尺寸电镜图像进行重构计算,通常用来研究细菌、细胞切片等大尺寸生物个体在较低分辨率下的结构;由于分辨率的限制,不足以获得小尺寸的蛋白质分子的结构细节。最近,任罡研究小组提出一种独个生物颗粒的电子显微断层成像方法(individual-particle electron tomography,IPET)。该方法通过减小图像尺寸(直至所选区域只包含单个蛋白质分子)的策略,运用提出的FETR(focused electron tomography reconstruction)算法来提高独个大分子重构的分辨率。此方法不需要初始模型和大量分子的平均信号,同时能够容忍一定的测角误差。本文综述了IPET/FETR方法在确定独个分子结构过程中的具体步骤以及如何应用该方法来研究蛋白动态特性和结构变化特征。期望通过该综述和国内同行交流,分享最新的前沿研究,为赶超世界科技前沿的建设添砖加瓦。