高速RS编码器的FPGA实现

ＲＳ码广泛应用于卫星通信,移动通信和数据存储等领域中,研究用现场可编程编辑阵列（ＦＰＧＡ）实现高速ＲＳ码编码器;对硬件实现中的主要问题做了分析和讨论,仿真和实际测试结果均表明,编码器原理样机功能正常,吞吐率可达２００Ｍｂｉｔ／ｓ。     

循环冗余校验码的查表生成算法及其实现

给出了ＣＲＣ码的查表生成算法和一个码表实例，所给算法适合用软件方法快速生成ＣＲＣ码，由于计算上的复杂性，ＣＲＣ码通常用硬件来产生，限制了在一些地方的应用。在应用系统中，用ＣＲＣ码取代简单的奇偶校验码能提高数据传输的可靠性，所给算法为在应用系统采用ＣＲＣ码提供了方便的途径。     

美国“地球观测系统”卫星参数表

美国“地球观测系统”卫星参数见表１。表１　“地球观测系统”参数表卫星ＥＯＳ－ＡＭＥＯＳ－ＰＭＥＯＳ－ＣＯＬＯＲＥＯＳ－ＡＥＲＯＥＯＳ－ＡＬＴＥＯＳ－ＣＨＥＭ科学用途测量地表、云、气溶胶和辐射收支特性测量云、降水和辐射收支、地面雪和海冰、海面温度和海洋生产率研究海洋生物量和生产率观测大气和气溶胶测量海平面高度、洋流和冰层质量测量大气化学成分及其传输过程、海洋现象有效载荷ＡＳＴＥＲ，ＣＥＲＥＳ，ＭＯＤＩＳ，ＭＩＳＲ，ＭＯＰＩＴＴＡＩＲＳ／ＡＭＳＵ／ＭＨＳ，ＭＯＤＩＳ，ＣＥＲＥＳ，ＭＩＭＲＳｅａＷＩＦ…     

网格编码8PSK系统中最佳码的研究

网格编调制（ＴＣＭ）是一种先进的纠错编码方案。用网格编码８ＰＳＫ系统代替目前广泛使用的ＱＰＳＫ系统,可在不扩展占用带宽的前提下获得可观的编码增益。文章主要研究了在加性白高斯噪声（ＡＷＧＮ）干扰环境下,网格编码８ＰＳＫ系统中最佳码的设计问题。首先对Ｇ．Ｕｎｇｅｒｂｏｅｃｋ和Ｓ．Ｓ．Ｐｉｅｔｒｏｂｏｎ的结果进行了验证,在此基础上修正了“最佳码”的搜索规则,在２维和６维时,分别发现了一些距离参数更优的码。所得结果对ＴＣＭ系统的设计提供了更多的直接依据。     

遥感图像数据压缩新技术研究

研究了遥感图像数据压缩新技术。利用半正交小波基和对偶系设计了具有严格线性相位和精确重建特性的ＦＩＲ滤波器组，将其应用于遥感图像的数据压缩，取得了良好的成果。     

基于造型系统的曲面及二维域有限元网格部分

介绍了一个基于几何造型系统的有限元分析前置处理系统。基信要功能是对几何造型系统的ＮＵＲＢＳ曲面以及二维任意形体有限元网格划分，该系统可作为几何造型系统与有限元分析程序之间的接口。     

以NURBS为基础的造型方法

讨论了基于ＮＵＲＢＳ的算法和造型方法，所给出的ＮＵＲＢＳ曲线、曲面的插值算法，不仅插值于数据点，而且插值于数据点上的权。为Ｓｋｉｎ造型方法提供了基础，还讨论了ＮＵＲＢＳ曲线，曲面退化情况及其处理，展示了ＮＵＲＢＳ方法可以容纳许多复杂的形状，最后，给出了基于ＮＵＲＢＳ的造型方法，如Ｄｒｉｖｅ曲面、Ｓｋｉｎ曲面的造型方法，为用户提供了方便地造出适合于工程应用的复杂形状的方法，上述讨论表明ＮＵＲＢＳ的表     

星载宽测绘带合成孔径雷达成象处理

波束扫描合成孔径雷达是为了满足星载合成孔径雷达宽测绘的要求而提出的，本文主要研究ＳＣＡＮＳＡＲ成象处理。ＳＣＡＮＳＡＲ的工作原理、信号格式、信号结构和信号参数限制的深入分析是成象处理研究的基础，成象处理算法包括块数据成象算法和块图象拼接算法两部分，频谱分析法和时域频域混合相关法被用于块数据成象，块图象的拼接是利用时间关系剪裁块图象再顺次拼接，完整的计算机仿真验证了本文提出的ＳＣＡＮＳＡＲ信号格式和     

波导缝隙阵列RCS

介绍了Ｘ波段波导缝隙谐振阵列天线ＲＣＳ的实验研究实例，初步证明这种谐振式阵列天线的结构与模式散射大致相等，同时验证了得ＲＣＳ的测试结果获得天线增益之方法的实用性。     

可靠性维修性保障性效能模型研究

分析了系统效能的定义及其影响因素,提出了可靠性维修性保障性效能的概念,定义了进行可靠性维修性保障性综合设计分析的一个新的参数ＲＭＳ效能ＥＲＭＳ,推导了在执行任务期间可修复和不可修复２类典型系统的ＥＲＭＳ表达式,给出了利用参数ＥＲＭＳ进行可靠性维修性保障性综合设计分析的步骤．     

CCSDS-RS(255,223)码高速译码器的硬件实现研究

研究了空间通信用高速Reed-Solomon(255,223)码硬判决译码器的FPGA实现方法,提出一种新的纠错算法实现结构以最大程度提高译码器性能。设计中采用RiBM算法求解关键方程,并通过应用高速比特并行乘法器以及流水线和并行处理方法提高译码通过率。综合和测试验证结果显示,该译码器译码通过速率为1.7Gbit/s,译码延迟为296个时钟周期,优于目前同类型的RS译码器性能指标。     

增量式光电轴角编码器微机数显系统

采用增量式光电轴角编码器为位移测量传感器,采用微机处理输出信号,从而使系统智能化,且具有误差补偿功能。通过光电转换,将位移量转换成电脉冲信号。提出了高低速计数方法。获得了高精度绝对零位。为减少振动对系统的干扰,设计了抗振电路。     

Turbo码最优周期交织器

从码字重量分布的角度分析了影响Turbo码性能的原因,介绍了Turbo码最优周期交织器的概念,然后基于这一概念,为Turbo码提供了一个新的交织器设计方法, 并对采用这种交织器的Turbo码的性能进行仿真.与几种常用的交织器相比,这样的交织器使Turbo码的性能有了很大改善,这种改善在高信噪比的环境中更为明显.最优周期交织器的应用对于实际的Turbo码交织器设计有重要的意义,对于提高移动通信系统的性能有重要价值.     

一种基于小波零树的彩色图像编码算法

为提高基于分层树的集合分割算法(SPIHT)的编解码速度,对算法结构重新设计,提出了一种简单的无链表小波零树编码算法.通过预处理和主处理过程实现了流水线编码结构,减少了存储器的访问频率.预处理完成对所有节点显著性的标注,主处理完成无链表的零树编码.对彩色图像编码时首先进行RGB空间到YUV空间的变换,然后在比特平面扫描过程中,依次对YUV三个平面进行编码,这样输出的码流是完全嵌入式的.一般情况下,亮度分量的最高显著平面都高于色度分量.因此通过色度分量输出控制策略,可以进一步提高算法对彩色图像的编码性能.硬件实现结果表明,改进后算法的编解码速度明显提高,而率失真性能并没有下降,所以新算法特别适合高分辨率或不规则图像的编解码芯片设计.     

Problems and conception of ensuring radiation safety during Mars missions.

The Mars mission differs from near-Earth manned space flights by radiation environment and duration. The importance of effective using the weight of the spacecraft increases greatly because all the necessary things for the mission must be included in its starting weight. For this reason the development of optimal systems of radiation safety ensuring (RSES) acquires especial importance. It is the result of sharp change of radiation environment in the interplanetary space as compared to the one in the near-Earth orbits and significant increase of the interplanetary flight duration. The demand of a harder limitation of unfavorable factors effects should lead to radiation safety (RS) standards hardening. The main principles of ensuring the RS of the Mars mission (optimizing, radiation risk, ALARA) and the conception of RSES, developed on the basis of the described approach and the experience obtained during orbital flights are presented in the report. The problems that can impede the ensuring of the crew members' RS are also given here.     

变码长图像编码数据实时解码器的设计与实现

给出了基于空间得采样图像压缩方法实时解码器的设计与实现。解码器的设计针对压缩编码算法的多模式处理及变码长的特点，找到一套简单有效的措施，实现了有非匀速环节的解码算法，设计中通过灵活的数据并串相互转换很好的控制了解码过程的变码长、非匀速问题，同时精细的并行流水线结构和高效的算术运算设计为提高解码器的速度性能，为高速下实现实时解码提供了保证。最终基于FPGA实现的解码器工作速度可达264Mbit/s。     

LZMA压缩算法FPGA硬件实现

LZMA(Lempel Ziv Markov-chain Algorithm)无损压缩算法在进行数据压缩时速度慢且占用大量的CPU(Central Processing Unit)资源,不能满足实时系统的要求.在改进算法的基础上,采用FPGA(Field Programmable Gate Array)设计了一个LZMA压缩算法硬件加速电路.该电路由LZ77压缩控制器、区间编码控制器和数据读出控制器组成,采用数据乒乓结构、高性能并行匹配结构和流水线处理结构等多种方法提高了LZMA压缩算法的速度,在支持标准LZMA压缩文件格式的同时,将压缩速度提升到近125 Mb/s,相比基于软件的LZMA算法加速10倍,每个时钟处理的相对数据加速近200倍.最后通过基于Virtex-6 FPGA的ML605开发平台验证了硬件加速电路的正确性和可行性.      

基于光电编码器的电机变周期速度观测器设计

针对光电编码器在伺服系统应用中速度估计易受系统振动干扰和存在量化误差的问题,设计了一种基于变采样周期观测器的速度估计算法.通过观测器的积分运算抑制振动干扰;通过采样周期和光电编码器脉冲的同步,使量化误差最小;为了减小观测器离散域极点变化对算法性能的影响,保证变周期观测器在较大速度范围保持较高精度,给出了一种观测器增益系数的计算方法.实验表明该算法可以在保证动态性能的同时,有效抑制振动和量化误差引起的估计误差,提高速度估计精度.      

激光测距通信一体化技术研究及深空应用探索

概述了空间激光测距通信一体化技术的研究现状,提出了一种激光精密测距与高速通信一体化技术,基于双向单程测距原理,在BPSK外差相干激光通信的基础上,采用码元相位测量实现了激光测距与通信一体化设计,并完成了地面实验验证。实验结果表明：在通信码速率1 Gbit/s的情况下,其测距精度优于0.9 mm,并分析了参考时钟频差对测距精度的影响。最后对激光测距通信一体化技术在未来深空探测中的应用进行了探索研究。     

基于改进遗传算法的航空集装箱装载问题研究

针对标准遗传算法求解装载方案时存在收敛速度慢、易早熟、寻优结果欠佳的问题，基于拟人装载策略，提出了一种以集装箱空间利用率最大为目标，考虑货物装载顺序、体积、质量、重心、不重叠等多种实际约束的改进遗传算法。首先，采用与货物放置状态相结合的实数编码，随机产生初始种群；然后，在常规选择操作中加入最优解保存策略，并将稳定性、支撑限制、重心约束考虑到进行线性尺度变换后的适应度函数中，以此来计算每种装载方案的评估值；最后，输出评估值最高的方案作为最优装载方案。实验采用异构性不同的测试算例进行性能测试，结合3组具体货物装载数据证明算法的普适性与实用性。结果表明:所提算法在求解强异构货物装载过程中具有较好的优化效果，适用于求解集装箱装载问题。与标准遗传算法相比，收敛性与搜索速度有所提高，2种不同箱型的集装箱空间利用率分别提高了3.82%和3.66%，运行时间分别缩短了7.9 s和5.58 s，能快速找到最优装载方案，可有效解决规则、不规则集装箱的货物装箱问题。基于MATLAB软件实现装载方案的可视化，为集装箱的实时装载决策提供了理论基础。