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LDPC码ADMM-LP译码算法研究与硬件实现

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LDPC码ADMM-LP译码算法研究与硬件实现

作者：郑昱津华中师范大学

学位级别：硕士

在信道编码研究领域,低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)码受到了许多研究学者的青睐。这是由于其具有出色的性能,无限接近接近香农极限的特性,且编码简单。在针对LDPC码译码算法的研究中,基于交替方向乘子法(Alternating D... 详细信息

在信道编码研究领域,低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)码受到了许多研究学者的青睐。这是由于其具有出色的性能,无限接近接近香农极限的特性,且编码简单。在针对LDPC码译码算法的研究中,基于交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multiplier,ADMM)的线性规划(Linear Programming,LP)译码算法极具研究潜力而备受关注。相较于传统置信传播(Belief Propagation,BP)译码算法,ADMM-LP译码算法不仅消除了错误平层(Error Floor)的影响,还具有最大似然(Maximum Likelihood,ML)保证。且ADMM-LP译码算法基于线性规划算法,结合凸优化的理论,具有完善的数学理论参考,便于建模分析。在ADMM-LP译码算法中,向量在校验多胞体上进行欧几里得投影是其中最复杂,最耗时的操作,且投影复杂度会随着待投影向量维度的增长而急剧上升。许多研究者针对此进行了优化,提出了例如割查找投影算法(Cut Search Algorithm,CSA),线段投影算法(Line Segment Projection Algorithm,LSA)等复杂度较低的投影算法。ADMM-LP译码算法要在实际中应用的关键在于硬件实现,因此开展ADMM-LP译码算法的硬件实现研究具有重要意义。随着半导体器件的不断发展,硬件平台的计算能力逐渐攀升,基于现场可编程门阵列(Field Programmable logic Gate Array,FPGA)的译码算法硬件实现研究受到越来越多学者的关注。本文基于此也开展了以下工作:1.本文基于线段投影算法进行优化,首先通过去除超立方体投影判断,合并变量等方式简化了线段投影算法,接着提出具有中心对称特点的线段投影算法。对提出的基于中心对称的线段投影算法开展量化研究,并设计对应的硬件实现框架。通过仿真实验表明,改进后的线段投影算法性能与原始的线段投影算法性能基本一致,但其计算更简单,变量更简洁。进一步地,在FPGA平台中开展了线段投影算法的硬件实现研究,并结合算法的误码率性能以及硬件资源占用情况,分析最佳量化方案。本文实现的LSA投影模块相较于CSA投影算法的硬件实现,其计算效率提升了 65%,LUT资源耗费下降了 86%,FF资源耗费下降了 96%,且无需DSP资源耗费。2.基于线段投影算法的硬件友好优势,本文实现了一种基于线段投影算法的ADMM-LP译码器。首先介绍了一种基于中心对称的ADMM-LP译码算法,然后设计对应的硬件实现框架,详细分析各个模块的硬件设计,最后在FPGA平台上搭建完整的译码器测试平台。实验结果表明,本文实现的ADMM-LSA译码器,相较于其他译码器,在同等译码条件下,误码率性能相差不大,但其在硬件资源耗费以及计算速度上有了大幅改进,LUT资源占用降低了 40%,FF资源降低了 67%,DSP资源降低了 54%,而译码速度提升了 30%。

关键词：低密度奇偶校验码线性规划译码交替方向乘子法线段投影算法硬件实现

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车辆运行数据实时采集系统的设计及实现

电子测量技术 2018年第15期41卷 123-127页

作者：孙责张青林郑昱津解鹏杨显国华中师范大学物理科学与技术学院

不同的驾驶员操作车辆产生特征不同的驾驶数据,针对车辆的可靠性、安全性和舒适性等要求,采集车辆运行数据并根据数据分析驾驶风格。提出并设计了一种基于UDS诊断的车辆运行数据实时采集平台,该平台采用PIC32控制器与TJA1050搭建两路CA... 详细信息

不同的驾驶员操作车辆产生特征不同的驾驶数据,针对车辆的可靠性、安全性和舒适性等要求,采集车辆运行数据并根据数据分析驾驶风格。提出并设计了一种基于UDS诊断的车辆运行数据实时采集平台,该平台采用PIC32控制器与TJA1050搭建两路CAN通信模块,上位机控制数据的采集、显示及保存。系统地阐述了整个设计过程,包括车载嵌入式数据采集端和PC监测终端的设计方法,重点介绍平台通信协议的设计。在实际应用场景下测试,结果表明该平台能满足ISO15765标准和一般车辆数据采集需求。

关键词： UDS诊断 CAN通信车辆数据采集

氧原子在?-FeC不同晶面的吸附及移除机理

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燃料化学学报(中英文) 2024年

作者：白亚郑昱李永峰刘金家中科合成油技术股份有限公司山西能源学院能源化学与材料工程系

碳化铁θ-Fe3C作为费托反应活性相之一，其氧化造成了催化剂的严重失活。探究氧原子在碳化铁晶面的吸附及移除机理有助于理解氧化过程，为提高催化剂的稳定性提供参考。本工作通过理论计算研究了低覆盖度下氧原子在?-Fe3C不同晶面的吸... 详细信息

碳化铁θ-Fe3C作为费托反应活性相之一，其氧化造成了催化剂的严重失活。探究氧原子在碳化铁晶面的吸附及移除机理有助于理解氧化过程，为提高催化剂的稳定性提供参考。本工作通过理论计算研究了低覆盖度下氧原子在?-Fe3C不同晶面的吸附，其在(110)晶面吸附最强，(001)晶面次之，(011)晶面吸附最弱，即(110)容易氧化。原子热力学研究表明增大H2O分压或降低温度有利于氧原子吸附，容易造成表面氧化。此外，在典型费托反应条件下(110)晶面氧原子的覆盖度最高，进一步证明该晶面易氧化，与低覆盖度吸附结果一致。对移除路径进行计算得出，(011)晶面吸附氧原子直接与CO反应以CO2方式移除能垒较低(0.84 eV);(001)与(110)晶面吸附氧原子主要通过OH歧化以H2O方式移除，但后者形成O-H键需要克服的能垒更高(1.72 vs 1.47 eV)。

关键词： θ-Fe C 氧化氧原子吸附移除机理

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考虑无人机飞行时间的能耗与数据量联合优化

计算机工程与应用 2024年第1期60卷 271-280页

作者：朱江肖津重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

在无线传感网络中运用无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)通信进行数据采集是一项有价值的技术。针对UAV在有限时间内的数据采集任务,提出了一种考虑系统数据量、节点传输能耗和UAV飞行能耗的联合优化方案。该方案的决策空间包括UAV... 详细信息

在无线传感网络中运用无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)通信进行数据采集是一项有价值的技术。针对UAV在有限时间内的数据采集任务,提出了一种考虑系统数据量、节点传输能耗和UAV飞行能耗的联合优化方案。该方案的决策空间包括UAV轨迹与传输调度,复杂度较高。由于联合优化是NP难问题,基于决策空间降维,将优化过程分为初始轨迹优化和二次轨迹优化两步。针对初始轨迹优化,提出基于贪心算法和禁忌搜索算法的优化方案,实现节点选择并得到UAV初始轨迹;针对二次轨迹优化,运用离散化方法转换原问题,采用逐次凸逼近算法进行优化,得到其有效次优解。仿真结果表明,所提优化方案能够在满足时间约束的前提下,提高UAV采集的数据量,并降低UAV和节点的能耗。

关键词：无人机通信旋翼无人机轨迹优化

面向眼内手术的主操作器设计与零力控制方法研究

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机械工程学报 2024年

作者：宗俊杰杨洋王朝董郑昱林闯杨斯钦广晨汉南京邮电大学自动化学院北京航空航天大学机械工程及自动化学院

以视网膜血管注药为代表的眼内手术需要医生在眼内狭小空间中实现长时间、微米级精准操作。受限于医生手部的生理性颤抖、力感知能力，目前这一术式难以应用于临床实践。主从式手术机器人为解决此问题提供了可行途径，该方法中医生通过... 详细信息

以视网膜血管注药为代表的眼内手术需要医生在眼内狭小空间中实现长时间、微米级精准操作。受限于医生手部的生理性颤抖、力感知能力，目前这一术式难以应用于临床实践。主从式手术机器人为解决此问题提供了可行途径，该方法中医生通过主操作器控制从机器人完成手术，可规避前述不足对手术效果的影响。但常用的主操作器面向的是通用环境，自由度类型、控制方法均不符合眼内手术的应用场景，导致医生学习成本过高。针对此问题，提出一种面向眼内手术的主操作器，进行了构型和结构设计、样机制作和装配，并完成了对主操作器的动力学参数辨识和基于转矩控制的零力控制算法设计与验证。

关键词：眼科手术机器人主操作器动力学参数辨识零力控制

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一种改进的基于惯导运动补偿的实时成像方法

现代雷达 2024年第3期46卷 72-76页

作者：王涛雷万明郑昱南京电子技术研究所江苏南京210039

合成孔径雷达(SAR)作为一种主动式的对地微波遥感技术,具有全天候、全天时和远距离的特点。通过发射大带宽信号,获得距离向的高分辨。通过平台相对静止场景的运动形成合成孔径,获得方位向的高分辨,SAR平台的运动是成像的基本条件。对于... 详细信息

合成孔径雷达(SAR)作为一种主动式的对地微波遥感技术,具有全天候、全天时和远距离的特点。通过发射大带宽信号,获得距离向的高分辨。通过平台相对静止场景的运动形成合成孔径,获得方位向的高分辨,SAR平台的运动是成像的基本条件。对于机载SAR,由于载机在大气中飞行时受到大气湍流等因素的影响,不可能保持理想的运动状态,必然会产生运动误差,运动误差会导致相位误差和包络移动,从而导致图像散焦等问题。如何对SAR进行运动补偿是实现成像的关键。基于惯导数据的运动补偿是实现高分辨成像的重要手段之一。根据惯导数据的特点,结合卡尔曼滤波原理和SAR成像的几何模型,提出了一种基于卡尔曼滤波的惯导数据滤波和重采样方法。该方法可以有效剔除运动参数野值,精确地获得雷达平台的运动参数。文中所提出的运动补偿方法能和SAR成像算法很好的结合,实测数据的成像结果验证了该方法的准确性和有效性。

关键词：合成孔径雷达成像高分辨率运动补偿惯导数据卡尔曼滤波

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乡村何以“著名”?

党课 2024年第6期 102-106页

作者：郑昱彤不详

人依地栖,名以存志。地名,是一方百姓与脚下土地最直接而深刻的连接之一。在中华大地上,无数村庄星罗棋布。根据统计,我国有48.9万个行政村,还有数百万个自然村和居民点。2023年7月,民政部印发通知,在全国范围内部署开展“乡村著名行动”。

关键词：印发通知居民点自然村民政部乡村行政村土地

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论迟子建小说对“多民族文学”理念的实践

当代文坛 2024年第2期 124-130页

作者：顾津荣南京师范大学文学院

自21世纪以来,迟子建在其小说创作中呈现出一种偏向采用少数民族题材的倾向,充分勾勒出那些神秘且传奇的“天外来客”的独特形象及以游猎为生的民族文明。在此过程中,迟子建突破了“民族志”式的历史叙事,通过展现“万物有灵”的生态意... 详细信息

自21世纪以来,迟子建在其小说创作中呈现出一种偏向采用少数民族题材的倾向,充分勾勒出那些神秘且传奇的“天外来客”的独特形象及以游猎为生的民族文明。在此过程中,迟子建突破了“民族志”式的历史叙事,通过展现“万物有灵”的生态意蕴,描绘了少数民族文化与“神性”审美在日常生活中的渊源,以及在神性的民族文化底蕴中这些边缘生命景观所充盈的“人性”光辉。这一系列的小说善于将神性与人性统一起来,表述出对文明消逝的现实关切意识。这种创作中的文化意识不仅与当代文艺界所倡导的“多民族多元共生”的文化生态观相吻合,同时也体现了迟子建对当代“多民族文学”发展的一次实践。

关键词：迟子建神性审美 “人性”主题多民族文学

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道德向法律的转化与制度专业化假说

山东大学学报(哲学社会科学版) 2024年 1-13页

作者：张清津山东社会科学院农村发展研究所

个体选择和社会选择都是基于理性的，作为公共选择的制度的产生旨在增进社会福利。制度大致可分为道德和法律两部分。道德和法律的分野也是理性的结果：即当某项社会约束的整体社会收益大于执行成本时，宜于采用法律的形式，否则，则宜... 详细信息

个体选择和社会选择都是基于理性的，作为公共选择的制度的产生旨在增进社会福利。制度大致可分为道德和法律两部分。道德和法律的分野也是理性的结果：即当某项社会约束的整体社会收益大于执行成本时，宜于采用法律的形式，否则，则宜于采用道德的形式。道德与法律的分界并非一成不变，而是受到专业化分工水平的制约。社会分工程度越高，则个体搭便车动机越强，采用法律约束就越有利。随着社会分工水平的日益加深，有一个原属于道德范畴的社会约束转化为法律约束的趋势，即制度专业化趋势。制度专业化会造成更大范围内的制度趋同。

关键词：制度的理性道德与法律的分界和转化制度专业化制度趋同