ADS-B接收机S模式关键算法研究及实现

分析了广播式自动相关监视(ADS-B)模式S接收机的数字信号处理算法,着重阐述了基于参考功率进行位和置信度检测、判定算法的原理。根据接收机的性能参数,提出了一种基于时域处理的置信度算法。该算法主要是利用通过对数字信号的功率幅度值进行对比,然后用一定规则分析对比结果,最终得到数据位的比特位和置信度的高低。文中还给出了置信度算法的可编程门阵列(FPGA)实现方案,采用Verilog HDL语言完成了其功能模块的设计,并进行了电路仿真、实验。实验结果表明,该算法设计合理,能够快速准确地实现ADS-B系统报头的比特位和置信度的检测及提取。     

加权频繁项集挖掘算法在超市商品捆绑销售中的应用

引入一种新的加权关联规则支持度和置信度的计算方法,并利用矩阵的存储结构提出一种新的加权关联规则挖掘算法,从而改进了加权频繁项集的挖掘效率.该算法在Apriori算法的基础上,对数据库仅需扫描一次,能很快地计算项集的支持度,大大减少了I/O次数,有效提高了加权频繁项集的生成效率.通过应用于超市捆绑销售,证明了该算法能有效地提取商品间的关联信息,有助于商品的销售.     

一种基于二次监视雷达应答信号的海杂波抑制方法

二次雷达是对海上军、民航飞行目标进行监视的重要手段之一。由于应答信号受海杂波干扰,询问机在应答信号中提取航管代码时的误码降低了目标的正确识别概率,弱化了二次雷达对海上飞行目标的监视性能。如何对受海杂波影响的应答信号进行译码以获取正确的航管代码,一直是二次雷达海上监视技术领域亟待解决的难题。本文对应答信号受海杂波影响造成航管代码译码错误的原因进行了深入分析,提出了一种基于二次雷达应答信号海杂波抑制方法,并给出了具体的实现过程,通过工程实践中验证了该方法的有效性。     

单脉冲二次雷达应答分析的抗干扰处理

本文提出了一种新的二次雷达应答分析的抗干扰处理技术,通过准确提取应答框架位置和参考信号特征,利用应答脉冲与参考信号的信号特征一致性进行有效信号判定.采用该方法,能在高密度应答中有效地筛选真实应答,去除幻影和FRUIT干扰.通过理论分析和产品使用证明,即使在高密度询问下和复杂的FRUIT干扰,应答信号存在非常严重的重叠情况时,本文的抗干扰处理技术都具有极高的真实应答的检测概率和极低的虚警概率.     

基于FPGA的二次雷达多目标应答信号处理

多目标应答信号处理技术是提高二次监视雷达(SSR)系统处理能力的关键.提出了一种基于FPGA设计的多目标处理技术,利用单脉冲二次雷达天线的和差关系、目标应答信号脉冲幅度的一致性以及数字STC脉冲处理,能在高密度应答中快速准确地提取出交叠目标的框架脉冲和信息脉冲,同时有效地剔除混扰、窜扰等干扰引起的虚假目标.实测结果证明,该方法能够快速处理出4个交叠的目标,有效提高了SSR系统的应答信号处理能力.     

遮挡情况下多尺度压缩感知跟踪

针对现有在线学习跟踪算法中目标在线模型更新错误导致跟踪漂移的问题,提出一种在线模型自适应更新的目标跟踪算法:首先利用压缩感知技术的高效性,对多尺度图像特征进行降维,并提取多尺度样本来实现目标尺度自适应更新,再由提取的正负样本低维图像特征训练朴素贝叶斯分类器,利用分类器输出置信度最大处目标样本完成目标跟踪,并依据当前目标置信度来自适应在线模型更新速率,减少了遮挡带来的目标错误更新。实验表明:该方法在尺度变化、局部和全局遮挡、光照变化等情况下均能完成鲁棒跟踪,平均跟踪成功率较原始压缩感知跟踪算法提高了20.3%。     

OFDM系统中一种新的迭代信道估计算法

本文提出了OFDM系统中一种新的基于软信息迭代处理的信道估计算法。该算法将面向判决最小二乘估计算法和盲估计算法相结合,在估计器中构造了一种新的置信度量函数,根据解码和软映射重构的反馈信号置信度大小在两种估计算法中自适应选择,这样估计的信道频响可以有效提高软信息迭代接收性能,大大降低信道估计训练开销。仿真结果表明,本文提出的算法能有效跟踪信道时变,限制传统面向判决估计的错误传播,达到好的系统性能。     

航管一次雷达精细化点迹处理设计与实现

针对复杂多变的空间环境,提出了一种基于航管一次雷达体制下精细化点迹处理算法的设计方法。该点迹处理算法主要完成一次雷达的初始回波处理、点迹凝聚处理和点迹滤波处理。提取经过脉冲压缩、MTD滤波、恒虚警检测(CFAR)后的回波有效数据参数,形成一次点迹数据送给终端显示,同时剔除由干扰回波、固定回波、慢动回波和低质量等级回波等引起的其他回波数据参数。该算法中的一些关键技术在航管一次雷达中的应用效果证明了其在雷达系统工程中的有效性。     

基于条件随机场的中文分词算法改进

在中文分词领域,基于字标注的方法得到广泛应用,通过字标注分词问题可转换为序列标注问题,现在分词效果最好的是基于条件随机场(CRFs)的标注模型。作战命令的分词是进行作战指令自动生成的基础,在将CRFs模型应用到作战命令分词时,时间和空间复杂度非常高。为提高效率,对模型进行分析,根据特征选择算法选取特征子集,有效降低分词的时间与空间开销。利用CRFs置信度对分词结果进行后处理,进一步提高分词精确度。实验结果表明,特征选择算法及分词后处理方法可提高中文分词识别性能。     

基于对象的Boosting方法自动提取高分辨率遥感图像中建筑物目标

遥感图像空间分辨率的提高,在极大丰富地物目标信息含量的同时,也使得一些传统的目标提取方法受到较大挑战。该文结合基于对象的思想和Boosting算法,提出一种新的针对高分辨率遥感图像中建筑物自动提取的方法。该方法通过构建对象网络关联图像分割和识别,有效解决了一般方法中采用预先定义形状和大小的滑动窗检测目标时效果不佳的问题。然后针对建筑物的目标特性训练有效特征分类器,并利用标记置信度来综合分析图像的各类信息,完成目标提取及后续处理。实验结果表明,该方法可用于提取多种类型和结构的建筑物,准确率高、鲁棒性好,具有较高的应用价值。     

基于置信度的S模式信号随机多位纠错技术

针对现有纠错技术只能对少量随机错误或突发错误进行纠错的不足,提出了一种基于置信度的随机多位纠错方法。该方法在准确进行置信度判断的基础上,通过缩短循环冗余校验（CRC）处理时间或增加并行运算能力以增加纠错位数。同时给出了可运用于工程实际的保守技术和强力技术的联合纠错处理流程。通过解码纠错实验,统计结果表明该置信度判定法则的准确性为98.24%,通过图形处理器（GPU）强力纠错可实现高达83.37%的解码率,通过现场可编程门阵列（FPGA）强力纠错可实现73.66%的解码率,较现有强力纠错技术的纠错能力有较大提高,可增强对航空器监视的连续性。     

光学多比特矩阵乘法器

本文提出并实现了一种利用改进的符号数(MSD)算法和多窗口解码光学符号代换法则(MW-OSSR)实现多比特矩阵相乘的光学方法,它具有精度高和速度快的特点。实验中的计算速度为每秒实现两个2×2阶32比特的MSD矩阵相乘。     

基于LDPC码的数字图像水印算法研究

传统的数字水印不具备抗比特攻击能力,本文提出一种基于LDPC码的数字水印算法,对水印图像编码,可抵御比特攻击。水印图像在进入高噪声信道前需要进行LDPC编码。本文给出了LDPC码的编码结构,可传播置信解码算法。通过仿真结果表明,该算法降低了水印图像在传输中的误码率,具有较强的鲁棒性。     

Efficient digital-to-analog encoding

An important issue in analog circuit design is the problem of digital-to-analog conversion, i.e., the encoding of Boolean variables into a single analog value which contains enough information to reconstruct the values of the Boolean variables. A natural question is: what is the complexity of implementing the digital-to-analog encoding function? That question was answered by Wegener (see Inform. Processing Lett., vol.60, no.1, p.49-52, 1995), who proved matching lower and upper bounds on the size of the circuit for the encoding function. In particular, it was proven that [(3n-1)/2] 2-input arithmetic gates are necessary and sufficient for implementing the encoding function of n Boolean variables. However, the proof of the upper bound is not constructive. In this paper, we present an explicit construction of a digital-to-analog encoder that is optimal in the number of 2-input arithmetic gates. In addition, we present an efficient analog-to-digital decoding algorithm. Namely, given the encoded analog value, our decoding algorithm reconstructs the original Boolean values. Our construction is suboptimal in that it uses constants of maximum size n log n bits; the nonconstructive proof uses constants of maximum size 2n+[log n] bits     

一种低存储量需求的高效LDPC译码方法

提出了一种高效的低密度奇偶校验码（LDPC）译码方法,相对于传统译码方法,仅需增加少量存储量便能获得接近2 倍的吞吐率增益.本文将修正的最小和算法与分组双向消息传递（STMP）译码算法相结合,提出了基于最小和的分组双向消息传递算法（MS-STMP）,并给出了相应的迭代交叠方案.随后讨论了交叠过程中2 种运算单元对存储器的访问.最后以中国地面数字电视传输（DTTB）标准中使用的一组LDPC 码为例,计算了MS-STMP 算法相对于传统双向消息传递（TPMP）算法的吞吐率增益和额外增加的存储量.计算结果表明,MS-STMP 算法平均增加44%的存储量,而将吞吐率平均提高到1.85 倍,相对于交叠（OMP）算法有明显的优势.     

Two Extended Programmable BCH Soft Decoders Using Least Reliable Bits Reprocessing

This paper proposes two Bose–Chaudhuri–Hocquenghem (BCH) soft decoders suitable for high-rate codes with medium to large word length. The proposed decoders extend the correcting capability by providing a programmable performance gain according to the choice of the extra compensated bits p, with a theoretical maximum likelihood decoding when 2t+p approaches the codeword size n, where t is the correcting capability of the code under algebraic decoding. Our proposed architectures for the proposed algorithms use pipelined arithmetic units, leading to a reduction in the critical paths. This allows for an increase in the operating frequency by up to m/2 times compared to algebraic decoders, where m is the Galois field size. Our proposed decoders operate only on the least reliable bits, which leads to a reduction in the decoder complexity by removing the Chien search procedure.     

一种适用于DTMB系统的NR译码方法

在分析国标数字电视传输系统NR编码的基础上,提出一种以节省硬件资源为目标的NR译码方法。首先根据DTMB系统中(16,8,6)NR编码关系式,推导出由衍生比特表示信息比特的生成关系式;进而,结合信息比特表示衍生比特的生成关系式、衍生比特表示信息比特的生成关系式和(16,8,6)NR码至多可以纠正2位误码的特点,通过逻辑分析,给出了NR译码方法;然后,根据译码方法,设计了硬件实现结构;最后,通过实例分析了本文方法的译码过程及可行性,并分析了硬件实现资源情况。本文方法能够达到(16,8,6)NR码纠2位误码的纠错极限,与传统的最大似然估计算法相比,实现简单,极大降低了译码器的复杂度,节省了硬件资源。     

一种带辅助译码比特的Polar码译码方法

在传统的Polar码译码的基础上,引入辅助译码比特,构造了一个辅助的Polar码字以提高译码性能。辅助比特由信道选择辅助窗口内的信息位决定。接收端如译码失败,将进行二次译码尝试。译码方案分两阶段进行：基于相同结构的扩展生成矩阵,将辅助译码比特译出;结合译出的辅助比特,对原码字进行译码,提高译码成功率。仿真结果显示,使用所提方法进行译码,其译码性能明显优于普通串行抵消译码方法;与两种传统的自动重传请求方案相比,能分别获得1 dB和1.9 dB的性能增益。     

Variable-Bin-Rate CABAC Engine for H.264/AVC High Definition Real-Time Decoding

This paper presents an efficient VLSI architecture for H.264/AVC content-adaptive binary arithmetic code (CABAC) decoding. We introduce several new techniques to maximize the parallelism of the decoding process, including variable-bin-rate strategy, multiple-bin arithmetic decoding, and efficient probability propagation scheme. The CABAC engine can ensure the real-time decoding for H.264/AVC main profile HD level 4.0. Synthesis results show that the multi-bin decoder can be operated up to 45 MHz, and the total logic area is only 42 K gates when targeted at TSMC's 0.18-$mu$ m process.      

高速无线数传网格编码信号的简化解码算法

简单分析了网格编码信号在加性白高斯噪声(AWGN)信道中基于相位解码的维特比算法原理,并给出了一个两阶段解码算法的实现过程.该解码算法是基于接受到信号的相位信息进行解码,并带有一个简单的锁相环解决了相位模糊问题.两阶段解码算法对信号中的编码位和未编码位分别进行译码,因此增加了解码器的可移植性.该译码算法在保证译码性能的同时,明显降低了接收机的复杂度.