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余数系统中关键问题的研究—余数系统后向转换及应用

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余数系统中关键问题的研究—余数系统后向转换及应用

作者：汪陈浩电子科技大学

学位级别：硕士

随着对余数系统(Residue Number System,RNS)及其应用的深入研究,RNS在具有大量乘加运算的数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)系统设计中的优势日益显著。然而,以中国剩余定理(Chinese Remainder Theorem,CRT)为核心的多个关... 详细信息

随着对余数系统(Residue Number System,RNS)及其应用的深入研究,RNS在具有大量乘加运算的数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)系统设计中的优势日益显著。然而,以中国剩余定理(Chinese Remainder Theorem,CRT)为核心的多个关键问题,如余数系统后向转换、基扩展、数值缩放等操作仍然制约着余数系统的发展。本文围绕着以中国剩余定理为根本的制约余数系统发展的这几个问题展开讨论,分别研究并提出了扩展中国剩余定理(Extension Chinese Remainder Theorem,ECRT),基于其所实现的后向转换算法、基扩展算法、数值缩放算法以及混沌序列生成方法。中国剩余定理奠定了余数系统发展的基础,其具有极其重要的意义,本文第一部分具体介绍了中国剩余定理,并在此基础上推导出扩展的中国剩余定理。该定理仅需要满足两个约束条件即可指定任意权重因子,极大增加了中国剩余定理中权重因子的选择范围,同时这也使得中国剩余定理成为该定理的一个特例。与中国剩余定理相比,ECRT能够将乘加运算与模运算的位宽降低到单通道位宽的大小,与混合基转换相比也具有较好的并行性。在通常的基于定点运算的数字信号处理中,数值的动态范围必然会随着乘、加等基本运算而增加并需要动态范围的扩展,而由于余数系统的非权重特性,动态范围的扩展不如传统权重系统中那样简单。基扩展技术用于解决余数系统中动态范围扩展问题,本文第二部分分析了两种传统基扩展算法,其基本原理均是基于余数系统后向转换算法,然后提出了一种新型的基扩展算法,该算法可以保持基扩展后余数基形式的统一,且实现的电路结构简单,仅需要简单的模加运算即可完成,不需要采用大容量的查找表(Look Up Table,LUT)来进行处理。另一方面,在数字信号处理中常常具有大量的连续乘加级联结构或反馈迭代结构,全精度运算需要极大的动态范围,因此仅仅依靠基扩展不仅需要极高的硬件消耗,而且不可实现,而进行数值缩放操作则可以解决上述问题。本文第三部分首先简要介绍了无符号的余数系统数值缩放,然后提出了一种基于冗余基的数值缩放和一种基于数值缩放的非全精度乘法算法。前者改变了传统冗余基的选择思路,重新定义了一种冗余基,并在此基础上推导了四种不同情况下数值缩放公式,建立了完整的数值缩放算法;后者以非全精度为基础,缩减了数值缩放实现的硬件复杂度,最后测试了不同实现方案时所能得到的精度。论文最后一部分首先介绍了用于生成混沌序列的几种混沌映射,并着重介绍了一种基于余数系统的混沌序列产生方法及在余数系统中进行函数实现的方法,提出了完美余数函数组的概念,最后基于上述概念构造了一种基于余数系统的混沌序列产生方法,利用美国国家标准与技术研究所提出的测试标准对产生的序列进行了随机性的测试,同时对其相关性进行测试,测试结果表明该序列具有良好的随机性和相关性。

关键词：余数系统后向转换中国剩余定理余数基扩展数值缩放混沌序列生成

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一种中国剩余定理权重预分配方法

电子科技大学学报 2016年第2期45卷 161-167页

作者：马上汪陈浩陈红艳胡剑浩电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室成都611731 成都信息工程大学电子工程学院成都610225

中国剩余定理(CRT)是获取余数系统(RNS)权重信息的基本理论之一。该文提出了一种CRT的权重预分配方法,通过在一定约束条件下预分配CRT中的权重,使之运算结果保持不变,从而减小获取RNS权重信息或后向转换的复杂度。该方法使得CRT成为本... 详细信息

中国剩余定理(CRT)是获取余数系统(RNS)权重信息的基本理论之一。该文提出了一种CRT的权重预分配方法,通过在一定约束条件下预分配CRT中的权重,使之运算结果保持不变,从而减小获取RNS权重信息或后向转换的复杂度。该方法使得CRT成为本文方法的一个特例,并可通过不同的预分配权重来获得不同的电路实现结构,较CRT方法具有更好的灵活性。此外,结合混合基转换(MRC)还给出了基于这种方法的一个后向转换应用实例。分析结果表明基于本文方法的RNS后向转换具有较好的灵活性,从而可优化RNS后向转换的实现结构。

关键词：中国剩余定理混合基转换权重预分配后向转换余数系统

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一种余数基性能评估及多通道余数基构建方法

中国科学：信息科学 2016年第6期46卷 800-810页

作者：马上汪陈浩胡剑浩姚毅电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室成都611731

余数系统由于其优良的并行计算特性,在乘加密集型的数字信号处理系统中得到了深入研究和关注.余数基的选择和构建是余数系统应用中的核心问题之一,它是VLSI实现复杂度的关键因素.目前的研究已经提出了多种具体的余数基形式,但构建方法... 详细信息

余数系统由于其优良的并行计算特性,在乘加密集型的数字信号处理系统中得到了深入研究和关注.余数基的选择和构建是余数系统应用中的核心问题之一,它是VLSI实现复杂度的关键因素.目前的研究已经提出了多种具体的余数基形式,但构建方法种类繁多,且在构建过程中具有较大的随意性.传统的评估方法均为面向特定应用的电路实现进行评估,忽略了余数基形式带来的内在影响.本文从余数基的基本运算单元、动态范围利用率、通道间平衡性、余数基并行度这4个方面对余数基实现性能进行抽象,同具体的电路实现性能评估一起作为描述余数系统性能的参数,以避免通常的VLSI实现性能评估只能针对具体实现结构和电路的弊端,为余数基的构建提供建议.基于此,本文通过引入一个新的余数基分量,提出了一种多通道余数基构建方法,所构建的余数基具有良好的动态范围利用率、平衡性和并行度.

关键词：余数系统性能评估动态范围利用率平衡度并行度

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基于RNS的低复杂度DDS的设计与实现

微电子学 2016年第5期46卷 585-589页

作者：张凤君马上汪陈浩胡剑浩电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室成都611731

传统直接数字频率合成器(DDS)较好的输出波形性能需要较大的硬件规模来实现。针对此问题,提出了一种基于余数系统(RNS)的DDS设计方法及硬件实现结构。该方法将截短后的相位进行余数化,实现样点存储空间压缩,并提高运行速度。基于ASIC的... 详细信息

传统直接数字频率合成器(DDS)较好的输出波形性能需要较大的硬件规模来实现。针对此问题,提出了一种基于余数系统(RNS)的DDS设计方法及硬件实现结构。该方法将截短后的相位进行余数化,实现样点存储空间压缩,并提高运行速度。基于ASIC的实现结果表明,该DDS在相同输出波形性能,特别是高性能输出波形情况下,能大幅度压缩存储空间;在归一化频率分辨率为1/232、查找表量化位宽为16位、输出波形无杂散动态范围(SFDR)为108dB时,2通道余数化DDS的面积仅为相同条件下传统DDS的6%,其时延也优于传统DDS。

关键词：直接数字频率合成余数系统压缩无杂散动态范围

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《暾欲谷碑》所见开元初突厥政局

西域研究 2024年第4期 127-138+169页

作者：陈浩上海交通大学人文学院历史系

开元四年(716)突厥汗国的政局动荡，是观察7～8世纪欧亚政治秩序演进的重要节点。牵涉其中的核心人物之一暾欲谷在政变前后的相关事迹，在汉文史料中仅有寥寥几句，但其纪功碑却蕴含了丰富信息，故《暾欲谷碑》成为理解这段历史的关键... 详细信息

开元四年(716)突厥汗国的政局动荡，是观察7～8世纪欧亚政治秩序演进的重要节点。牵涉其中的核心人物之一暾欲谷在政变前后的相关事迹，在汉文史料中仅有寥寥几句，但其纪功碑却蕴含了丰富信息，故《暾欲谷碑》成为理解这段历史的关键文本。若将突厥碑文放置于具体的历史语境中解读，则《暾欲谷碑》的刻立时间，碑文何以聚焦于骨咄禄一朝史实，以及开篇第一行何以用大号字刻写等问题，都可以得到圆满解决。同一政治语境，也能够解释参与政变的另一核心人物阙特勤的纪功碑叙事何以止于开元四年的异常现象。

关键词：突厥暾欲谷阙特勤后突厥汗国

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长三角核心区城乡融合高质量发展水平测度、时空演化与障碍因子

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长江流域资源与环境 2024年第10期 2071-2084页

作者：陈浩华莹莹江苏大学管理学院

基于城乡连续体理论与复合生态系统的契合视角构建了城乡融合高质量发展的内涵框架，从静态融合度与动态耦合协调度开发了包含经济、社会、生态3层次子系统的城乡融合高质量发展测度模型，进而对长江三角洲核心区16个城市2006～2021年... 详细信息

基于城乡连续体理论与复合生态系统的契合视角构建了城乡融合高质量发展的内涵框架，从静态融合度与动态耦合协调度开发了包含经济、社会、生态3层次子系统的城乡融合高质量发展测度模型，进而对长江三角洲核心区16个城市2006～2021年的城乡融合高质量发展水平进行测度研究，探究其时空演化特征及关键障碍因子。研究发现：(1)长三角核心区城乡融合高质量发展水平总体稳步增长，地区发展差距先缩小后扩大，存在多极化发展趋势，形成“西高东低-北高南低”的分布格局。(2)从静态融合水平与动态耦合协调水平划分来看，长三角核心区城乡融合高质量发展形态由低到高可包括九种组合类型，部分地区经历了从低层次的Ⅰ-Ⅰ型向高层次的Ⅲ-Ⅲ型、Ⅲ-Ⅳ型的良好跃迁发展过程，但城乡静态融合与动态耦合协调的结构存在一定的失衡性，阻滞了城乡融合高质量发展水平的持续提升。(3)制约长三角核心区城乡融合高质量发展的突出障碍层为社会融合子系统，关键障碍因子包括城乡人口流动结构、城乡信息网密度、城乡空气质量与城乡医疗服务均等化。

关键词：城乡融合高质量发展静态融合耦合协调度障碍因子

即时通讯记录认证规则体系考察:基于类型厘定的逻辑前提

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深圳大学学报（人文社会科学版） 2024年第3期41卷 121-131页

作者：陈浩烟台大学法学院山东烟台264005

类型研究是鉴识事物内部层次的研究。深化证据类型探究并对应构建证据规则是实现科学认证的前提。目前,学界对即时通讯记录主体、语境、语言、保存方式等层面的研讨不足,类型研究匮乏;实务中则存在专属性认证规则缺位的问题,针对即时通... 详细信息

类型研究是鉴识事物内部层次的研究。深化证据类型探究并对应构建证据规则是实现科学认证的前提。目前,学界对即时通讯记录主体、语境、语言、保存方式等层面的研讨不足,类型研究匮乏;实务中则存在专属性认证规则缺位的问题,针对即时通讯记录证据的立法长期停滞于“地位合法”的“形式合法化”阶段,法官认证广泛存在“不宜作直接证据”“不宜作证据”“不可作证据”等矛盾观点。即时通讯记录是由不同标准划分的不同类别证据构成的证据体系,现有的概括性立法容易忽视该类证据的内部类型差异,无法解决通讯主体身份鉴真、通讯内容隐私保护、非文字符号意思表示解读等问题。故此,脱离概括性、形式化立法,选取主体鉴真性、语境公开性、内容保存性、语言规范性等标准对即时通讯记录进行类型化梳理并配置差异化的认证规则,将有助于该类证据的准确认定。在该过程中,构建可靠性认定规则、隐私权保护规则、分类规制及专家语义解读规则等针对即时通讯记录的“专属认定规则”,能够切实助力该类证据尽快实现“地位合法→认证科学”的“实质合法化”。

关键词：即时通讯录可靠性认定规则隐私权保护规则提出命令规则专家语义解读规则

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日本神户医疗产业城的创新要素配置

国际城市规划 2024年第2期39卷 153-159页

作者：陈浩俞静上海同济城市规划设计研究院有限公司同济大学建筑与城市规划学院上海同济城市规划设计研究院有限公司发展部《理想空间》编辑部

生物医药产业具有拉动经济发展和提供公共卫生保障的双重作用。为应对后疫情时代国际挑战,解读世界领先医疗都市的实践案例对于我国建设自主可控的生物医药创新城区具有重大现实意义和紧迫性。本文从创新产业、创新空间和社会网络三方面... 详细信息

生物医药产业具有拉动经济发展和提供公共卫生保障的双重作用。为应对后疫情时代国际挑战,解读世界领先医疗都市的实践案例对于我国建设自主可控的生物医药创新城区具有重大现实意义和紧迫性。本文从创新产业、创新空间和社会网络三方面,剖析日本神户医疗产业城的创新要素配置关键:“政企学研医”创新驱动模式、金字塔式创新基建配套、紧凑混合的创新空间格局以及强弱双重社会网络。

关键词：生物医药产业创新产业拉动经济发展国际挑战医疗产业日本神户创新空间实践案例

人口收缩型中小城市建设用地供应动态特征及分异

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资源科学 2024年第2期46卷 321-335页

作者：周臻陈浩王磊南京大学建筑与城市规划学院南京210093 中国科学院南京地理与湖泊研究所南京210008

【目的】收缩型中小城市普遍存在人口收缩-建设用地扩张的矛盾现象,解析建设用地供应动态特征是深入理解其机理的基础。【方法】使用中国土地市场网交易数据,基于倾向得分匹配模型遴选对照城市,解析71个收缩型中小城市样本相对于增长型... 详细信息

【目的】收缩型中小城市普遍存在人口收缩-建设用地扩张的矛盾现象,解析建设用地供应动态特征是深入理解其机理的基础。【方法】使用中国土地市场网交易数据,基于倾向得分匹配模型遴选对照城市,解析71个收缩型中小城市样本相对于增长型中小城市样本的建设用地供应动态特征(组间差异);基于系统聚类分析,探讨收缩型中小城市建设用地供应的差异特征(组内差异);基于Logistic回归,分析组间和组内供地差异形成的关键主导因素。【结果】①相比对照城市,收缩型中小城市建设用地供应特征为规模降低,价格增长明显放缓,以划拨等非市场化方式供地的比重、交通和公共设施等非经营性和非产业供地比重有较快扩大的趋势。其中,东北地区还表现为供地规模较大但价格普遍较低的区域性特征。②依据建设用地供应特征,71个收缩型中小城市样本可降维并归纳为“低水平供给型”“供给退化型”“弱增长供给型”3种类型。其中,“低水平供给型”城市多为传统农业型城市,建设用地市场发育程度较低;“供给退化型”城市多为重工业衰退城市,建设用地市场呈衰退态势;“弱增长供给型”城市多为增长区域内的人口外流城市,建设用地市场稳定发展但存在衰退风险。③组间供地差异主要与人口和产业发展等需求因素相关,组内供地差异则主要与政府供给因素和工业发展水平相关。【结论】收缩型中小城市的建设用地供应显示出群体性特征和内部差异。尽管收缩城市的建设用地供应可以被地方政府短期改变,但往往会在长时期的波动中回归到人口和产业等发展条件决定的真实水平,因此人-地增长悖论在一定程度上将有所纠正。据此,对收缩型中小城市的国土空间规划、城市更新等工作提出了政策建议。

关键词：收缩城市建设用地供应区域差异国土空间规划城市更新倾向得分匹配中国