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基于CMMB标准的LDPC码译码研究与实现

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基于CMMB标准的LDPC码译码研究与实现

作者：窦戈南京航空航天大学

学位级别：硕士

低密度奇偶校验（Low-Density Parity-Check，LDPC）码是一种线性分组码。由于其校验矩阵为稀疏矩阵，只含有少量非零元素，故而得名。LDPC码是继Turbo码之后，另一接近信道容量的好码。此外LDPC码还拥有Turbo码不具备的其他优点，使得L... 详细信息

低密度奇偶校验（Low-Density Parity-Check，LDPC）码是一种线性分组码。由于其校验矩阵为稀疏矩阵，只含有少量非零元素，故而得名。LDPC码是继Turbo码之后，另一接近信道容量的好码。此外LDPC码还拥有Turbo码不具备的其他优点，使得LDPC码被广泛应用。因此有关LDPC码的研究已经成为纠错编码领域的热点问题，其中编译码算法及其硬件实现备受关注。本文以中国移动多媒体广播（China Mobile Multimedia Broadcasting，CMMB）中的LDPC码为基础，最终目标是在FPGA上实现LDPC码的译码算法。文章首先对LDPC码做了充分介绍和分析，重点研究了CMMB标准中的LDPC码。接着对LDPC码常见的译码算法进行了描述和仿真。通过比较各译码算法的仿真结果发现，修正后的最小和算法运算复杂度大大降低，同时译码性能几乎没有损失。最终，我们选出了归一化最小和算法作为硬件实现中的算法。在此基础上，文章对CMMB标准中LDPC码的硬件实现进行了研究。通过进一步仿真确定了硬件实现中数据的量化方案，译码的迭代次数和归一化算法中的归一化系数等因素。设计了译码器的总体结构，对系统中的关键模块和数据存储进行了研究，并给出了各模块的设计思路和设计框图。本文最后对FPGA技术包括历史发展，设计方法等作了介绍，并就器件选型问题进行了探讨。在QuartusII平台下实现了一个码长为20的(3,6)规则LDPC码译码器，对译码器的各个模块进行了VerilogHDL语言的建模，给出了重要模块在软件中生成的顶层框图。并在Modelsim中进行了功能仿真，给出了仿真波形。仿真结果验证了设计的有效性。

关键词： LDPC码 CMMB 译码仿真硬件实现

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SiH和SiH+光谱常数和跃迁性质的研究

SiH和SiH+光谱常数和跃迁性质的研究

作者：窦戈西安邮电大学

学位级别：硕士

分子势能函数描述了分子的内部能量、几何结构和光谱数据,是研究双原子分子性质的重要途径之一。此外,分子势能函数在激光冷却领域有着重要的应用。超冷分子的应用非常广泛。但是,由于分子复杂的内部结构,直接激光冷却分子很难实现。在2... 详细信息

分子势能函数描述了分子的内部能量、几何结构和光谱数据,是研究双原子分子性质的重要途径之一。此外,分子势能函数在激光冷却领域有着重要的应用。超冷分子的应用非常广泛。但是,由于分子复杂的内部结构,直接激光冷却分子很难实现。在2010时,首次在实验上成功的冷却了 SrF分子,之后越来越多的分子被研究。然而,激光冷却的候选者必须满足以下条件:(1)高度对角化的弗兰克-康登因子(FCFs);(2)短的辐射寿命τ,以保证快速的激光冷却;(3)如果跃迁中存在中间态,必须确保中间态对冷却循环没有影响。本文主要研究了SiH和SiH+光谱数据和跃迁性质,进而判断分子是否适合激光冷却。如果适合激光冷却,则设计出激光冷却的方案。本文运用高精度的多参考组态相互作用方法(MRCI)计算了 SiH和SiH+电子态的势能曲线。为了得到更精确的结果,我们在计算过程中考虑了 Davidson修正、核价相关修正、标量相对论修正和自旋轨道耦合(SOC)效应。根据计算的势能曲线,数值求解一维径向薛定谔方程得到了各个电子态的光谱数据,并与实验值和其他理论值进行比较。同时,计算了 SiH分子和SiH+离子的跃迁性质,包括永久偶极矩、跃迁偶极矩、振动能级、弗兰克-康登因子及辐射寿命。研究如下:首先,计算了 SiH分子的势能曲线和光谱数据,计算得到的光谱常数与实验值吻合的很好。同时,发现自旋轨道耦合效应对光谱常数影响不大。通过计算X2Ⅱ?A2△和X2Ⅱ?C2Σ+的跃迁性质,发现他们具有高度对角化的弗兰克-康登因子和短的辐射寿命,并且中间态对激光冷却跃迁没有影响,满足激光冷却的要求。即X2Ⅱ?A2△和X2Ⅱ?C2Σ+跃迁可以进行激光冷却。最后分别为X2Ⅱ(V")?A2△(V’)和X2Ⅱ(V")?A2△(V’))制定了三条激光循环的冷却方案。同时,本文首次研究了X2Ⅱ?A2Σ+的跃迁性质和自旋轨道耦合下中间态对冷却循环的影响。接着,计算了SiH+的7个非分裂态(X1Σ+,a3Ⅱ,A1Ⅱ,b3Σ+,c3Σ-,d3Ⅱ和B1△)和 15个分裂态(x1∑0++,a3Ⅱ0-,0+,1,2,A1Ⅱ1,b3Σ0-,1+,C3Σ0+,1-,d3Ⅱ0-,0+,1,2和B1△2)的光谱数据。自旋轨道耦合对B1△b3∑+,C3Σ-和d3Ⅱ的影响比较大,它导致了两处避免交叉,分别发生在B1△2和d3Ⅱ2之间以及c3Σ1-和b3Σ1+#之间。并且,避免交叉使B1△2产生了两个势阱。最后计算了X1∑?A1Ⅱ,A1Ⅱ?B1△,a3Ⅱ?d3Ⅱ,a3Ⅱ?C3∑-,C3∑-?d3Ⅱ,x1∑0++、?a3Ⅱ0+和X1Σ0++?a3Ⅱ 的跃迁性质。结果表明电子态a3Ⅱ0+和a3Ⅱ1,不适合激光冷却。同时,本文首次考虑了自旋轨道耦合效应对SiH+的影响。

关键词：光谱数据弗兰克-康登因子自旋轨道耦合辐射寿命激光冷却

Theoretical study of spin-forbidden cooling transitions of indium hydride using ab initio methods

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Chinese Physics B 2017年第9期26卷 119-125页

作者：张云光张华窦戈 School of Science Xi'an University of Posts and TelecommunicationsXi'an 710121China

The feasibility of spin-forbidden cooling of the In H molecule is investigated based on ab initio quantum chemistry calculations. The potential energy curves for the X^1Σ0^＋^＋, a^3Π0-, a^3Π0^＋, a^3Π1, a-3Π2, A-1Π1, 1-3Σ^0^-＋, and 1-3Σ1-＋states of In H are obtained based on multi-reference configuration interaction plus the Davidson corrections method. The calculated spectroscopic constants are in good agreement with the available experimental data. In addition, the influences of the active space and spin–orbit coupling effects on the potential energy curves and spectroscopic constants are also studied. For Re of a^3Π0^-, a^3Π0^＋, a^3Π1, and a-3Π2 states, the error from large active space is small. The potential energy curve of the A-1Π1state is not smooth for small active space. The spin–orbit coupling effects have great influences on the potential well depth and equilibrium internuclear distance of the A-1Π state. The Franck–Condon factors and radiative lifetimes are obtained on the basis of the transition dipole moments of the a^3Π0^＋）→ X^1Σ0^＋^＋, a-3Π1 → X-1Σ0^＋-＋, and A-1Π1 → X-1Σ0^＋^＋ transitions. Our calculation indicates that the a^3Π1（ ν＇= 0） → X-1Σ0^＋^＋（ν = 0） transition provides a highly diagonally distributed Franck–Condon factor and a short radiative lifetime for the a3Π1 state, which can ensure rapid and efficient laser cooling of In *** proposed laser drives a-3Π1 → X-1Σ0^＋^＋ transitions by using three wavelengths.

关键词： spectroscopic constants Franck–Condon factors transition dipole moments spin-forbidden cooling transition

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结合国际关系学研究国际法的缘起

理论与当代 2016年第1期 39-40页

作者：窦戈翔贵州大学法学院

国际法的产生、演变以及发展,与有关的社会背景、国际格局、国际关系等方面有着密不可分的联系,对国际法的研究不能够割裂或排除影响国际法的因素。国际法的本质并没有改变,一直以来都是一种调整国际关系的工具,但是在实际环境当中问题... 详细信息

国际法的产生、演变以及发展,与有关的社会背景、国际格局、国际关系等方面有着密不可分的联系,对国际法的研究不能够割裂或排除影响国际法的因素。国际法的本质并没有改变,一直以来都是一种调整国际关系的工具,但是在实际环境当中问题会变得更加复杂,这是此领域的性质带来的必然特征。国际法的本质未变,但是国际法的很多方面都发生着变化,国际法地位是不断上升的,很多方面是社会背景和国际关系力量使然。

关键词：国际关系学国际法社会背景法的本质国际格局

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一种改进的LPDC译码算法

工业控制计算机 2011年第11期24卷 72-74页

作者：王尤菁窦戈南京航空航天大学电子信息科学学院江苏南京210016

Mackay-Neal算法是基于LDPC码的BP译码简化算法,但仍存在大量乘法运算。为了降低译码算法的运算量,基于Mackay-Neal算法提出一种改进的对数和积译码算法。最后通过计算量复杂度分析结果表明,改进后的对数和积译码算法更简单,运算量大大... 详细信息

Mackay-Neal算法是基于LDPC码的BP译码简化算法,但仍存在大量乘法运算。为了降低译码算法的运算量,基于Mackay-Neal算法提出一种改进的对数和积译码算法。最后通过计算量复杂度分析结果表明,改进后的对数和积译码算法更简单,运算量大大降低,易于硬件的实现。

关键词： LDPC码 BP算法 Mackay—Neal算法对数和积算法计算量复杂度

一种基于FPGA的I^2C总线控制器的设计

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工业控制计算机 2014年第9期27卷 42-43页

作者：姚雷窦戈董振华江苏金陵机械制造总厂江苏南京210000

设计了一种I2C总线接口控制器,该控制器具备协议层处理功能,可以实现对基于I2C总线协议的AT24系列存储器的控制。在FPGA平台下利用VHDL硬件编程技术实现了该设计,进行了功能仿真,并在实验板上完成了验证。

关键词： I2C 总线控制器 AT24 FPGA

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某型数据传输计算机任务数据加载故障分析

航空维修与工程 2018年第4期 87-89页

作者：窦戈姚雷董振华江苏金陵机械制造总厂

某型数字地图/数据传输计算机在大修检查时发现无法加载任务数据的故障,该性能为产品的重要特性,影响飞行任务的完成。本文对此故障的排除过程进行分析。

关键词：任务数据加载 MBI板故障分析

CMMB标准中LDPC码的译码及定点仿真研究

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信息化研究 2011年第5期37卷 27-29,33页

作者：窦戈朱钢王尤菁南京航空航天大学大学电子信息工程学院江苏南京210016

针对CMMB标准中的LDPC码进行了译码算法的研究,提出最小的改进算法,同时给出归一化最小和算法的定点仿真。定点仿真结果表明,输入8位量化,中间变量分别9位和10位量化,可获得与浮点相差很小的误码率性能。

关键词： LDPC码 CMMB标准译码仿真定点

受限回程链路下无人机辅助MEC的空地能耗折中

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 142-148页

作者：李安窦邵婷南昌大学信息工程学院江西南昌330031

针对无人机(UAV)辅助的移动边缘计算(MEC)网络中无人机的能耗和地面用户的能耗的矛盾关系,研究了受限回程链路下的UAV辅助的MEC网络的空地能耗折中问题,同时考虑到无人机的能耗与地面用户的能耗通常相差几个数量级,引入放大因子兼顾地... 详细信息

针对无人机(UAV)辅助的移动边缘计算(MEC)网络中无人机的能耗和地面用户的能耗的矛盾关系,研究了受限回程链路下的UAV辅助的MEC网络的空地能耗折中问题,同时考虑到无人机的能耗与地面用户的能耗通常相差几个数量级,引入放大因子兼顾地面用户能耗.通过联合优化计算任务分配、GUs发射功率、GUs卸载时间和无人机轨迹,以最小化加权总能耗,可以表示空地能耗之间的权衡关系.由于所提出问题的非凸性使其难以优化,提出了一种基于块坐标下降法和连续凸近似技术的两阶段交替迭代优化算法得到该问题的次优解.仿真实验结果验证了所提出的方案在兼顾公平性条件下刻画了无人机能耗和用户能耗之间的折中关系,并在降低总能耗方面优于其他基准方案.

关键词：无人机辅助的移动边缘计算受限回程链路空地能耗折中计算资源分配轨迹优化