一种Turbo码的新的改进算法

Turbo码巧妙地将卷积码和随机交织器结合在一起,实现了随机编码的思想。虽然Turbo码的性能非常优越,但由于它的译码运算量非常大,时延也大,利用维特比算法的改进算法(SOVA)可以大大改善译码性能。     

基于深度学习的语义分割算法综述

图像的语义分割是对图像中的每个像素标注其所属的类别。在航天领域,语义分割技术可用于定位航天器及其零部件,为航天器故障排除、部件维修、太空垃圾清理等在轨服务创造条件。近几年,全部或部分使用深度学习时,语义分割的效果获得了很大的提升。本文对基于深度学习的语义分割算法进行综述。首先介绍常用的数据集和通用的深度神经网络,随后对两类具有重大实用意义的分割算法:编码器-解码器算法和整合上下文信息算法进行总结。最后对语义分割的发展进行了展望。     

深空通信中的Turbo折线译码器设计

基于分段线性逼近Turbo译码校正函数的方法,提出了Log-MAP折线逼近法。在保证Turbo码固有性能的前提下,其误比特率性能接近MAP(最大后验概率译码)和Log-MAP(对数最大后验概率译码)的理论译码性能,改善系统资源占用情况,同时与Max-Log-MAP的运算速度相差无几。软件仿真结果表明,折线逼近法能带来0.35dB的编码增益。用硬件语言进行描述,时序仿真显示,系统主要资源占用率只比Max-Log-MAP提高8%,系统延时与Max-Log-MAP相当,通过Xilinx的Virtex2系列芯片的实验表明译码速率可达25MHz。     

粒子群算法和蚁群算法的结合及其在组合优化中的应用

文章首次提出了一种用于求解组合优化问题的PAAA算法。该算法有效地结合了粒子群算法和蚁群算法的优点,先利用粒子群算法的随机性、快速性、全局性得到初始信息素分布(即粗搜索),再利用蚁群算法的并行性、正反馈性、求解精度高等优点求精确解(即细搜索)。将文中提出的算法用于经典TSP问题的求解,仿真结果表明PAAA算法兼有两种算法的优点,同时抛弃了各自的缺点。该算法在时间效率上优于蚁群算法,在求精效率上优于粒子群算法,是综合了两种算法长处的一种新的启发式算法,达到时间性能和优化性能上的双赢,获得了非常好的效果。     

基于EM算法的InSAR区域网连接点检测

本文提出一种基于期望极大化(EM)算法的干涉测量合成孔径雷达(InSAR)区域网连接点(TPs)检测新方法。利用混合模型将TPs检测问题归结为缺损数据下的最大后验概率(MAP)估计和最大似然(ML)估计,并将特征描述符的匹配概率融入到算法框架中,最后通过EM算法实现变换矩阵和点对应同时求解。同航带相邻SAR影像和相邻航带相邻SAR影像的实验验证了方法的有效性。     

MWD算法和NCS算法在低频UWB SAR成像中的比较

首先,从SAR成像角度重新推导了MWD算法,新推导方法更好地阐述了MWD算法的两维分离聚焦成像原理,并使该算法在形式上能够和其它频域算法保持一致,以便于不同频域算法间的比较分析。其次,基于文中所给的MWD算法和NCS算法成像流程,研究了两种算法对低频UWB SAR的成像性能。此外,通过评估浮点运算量,对比分析了两种算法的成像效率。最后,仿真和实测数据成像结果证明了理论分析的正确性。
     

GA-PSO组合算法模型修正

文章在遗传算法（GA）和粒子群算法（PSO）的基础上,介绍了GA-PSO组合算法的流程和模态修正适应度函数的确定,并利用该算法对一个5层钢架结构模型进行修正,证实了该算法能有效修正模型。该算法能在前期利用GA算法进行高效全局搜索,后期利用PSO算法进行细致局部搜索,与单独使用PSO算法和GA算法相比,该组合算法修正效率和精度更高。     

低密度奇偶校验码快速收敛译码算法研究

介绍低密度奇偶校验码(LDPC码)的构造方法和置信传播译码算法,引入基于校验节点的一种快速收敛译码算法——串行译码算法。从树的深度方面分析串行译码算法的消息收敛特性,证明该算法与置信传播译码算法相比具有较好的收敛特性,且降低了译码复杂度。在加性高斯白噪声(AWGN)环境下,采用BPSK调制方式分别对串行译码算法和置信传播算法进行了计算机仿真。结果表明,串行译码算法的译码性能具有明显的改善。该算法使硬件实现变得更容易,资源占有量会降低,这就为LDPC码的工程实现提供了一种可行的方案。     

团队进步算法与遗传算法和粒子群算法进行天线阵综合的比较

团队进步算法（TPA）是近期由研究者提出的一种新型优化算法,具有与传统优化算法不同的寻优机制。函数测试结果表明,该算法是一种能够兼顾避免早熟收敛和计算速度的有效的优化算法。文章将团队进步算法、遗传算法和粒子群算法应用于阵列天线方向图综合,给定阵列天线合适的设计要求,用Matlab编制程序对阵列天线进行了优化计算。通过对三种优化算法的综合结果比较,表明新算法在应用于较复杂的阵列天线方面以及在优化性能方面的优越性,显示了新算法在天线设计中的广泛应用前景。     

基于改进最大期望算法迭代相位检测器的研究

近年来出现的基于最大期望(EM)迭代算法的相位同步算法具有比传统非数据辅助(NDA)相位估计算法更低的相位误差,是适合于Turbo编码系统的一种相位同步算法。然而,EM迭代算法对初值的选取比较敏感,收敛性较差。为了克服EM迭代算法收敛性较差的缺点,提出一种基于改进EM算法的Turbo编码系统迭代相位同步算法。针对EM算法的缺点,用数据辅助(DA)和NDA结合的方法得到的相位估计作为EM算法的初值。数值仿真显示,该方法具有比随机初始化EM算法更好的相位检测性能。     

基于最大后验概率的SAR图像自适应超分辨率盲重建

提出了一种SAR图像自适应超分
辨率(SR)盲重建算法。首先给出了一种图像退化过程中 模糊核函数的选择策略;然后基于最大后验概率提出了新的SAR图像配准与SR盲重建的框架 ;再次,针对每一幅低分辨率图像引入了重要性权值并随之给出了迭代算法的总体框架,使 得算法具有自适应性。试验表明,算法在SAR图像SR重建上取得了良好的效果,并且具 有较好的收敛性。
     

一种节省存储资源的Turbo码译码算法

针对Turbo码译码过程需要占用大量存储资源的问题，在Max—Log-MAP算法的基础上介绍了一种节省存储资源的译码方法^[1]。通过逆运算在反向递推计算后向路径度量的过程中同时计算部分前向路径度量，节省了近50％前向路径度量的存储资源；通过使用一种性能良好的线性运算代替查表法求得Jacobian（雅可比）对数函数，避免了查找表资源的使用。在避免路径度量溢出进行的归一化操作中，采用了一种有效的方案，进一步节省了计算资源。实验表明，文章方法在有效节省存储资源的同时保证了良好的译码性能。     

迭代伪码捕获算法的改进方法

为了解决扩频通信系统中长伪随机码的快速捕获问题,在分析现有迭代伪码捕获算法 性能的基础上,提出了该算法的改进方法,即多重迭代伪码捕获算法。给出了改进算法的迭 代流程,并与原算法进行了性能的对比分析,结果表明迭代后极大似然估计的误码率较改进 以前有了明显的降低,同时得到了多重迭代伪码捕获算法的最优算法参数。
     

一种性能优越的纠错码——Turbo码

Turbo码是一种性能优异的纠错编码方式 ,已引起广大学者的高度重视。文中介绍了 Turbo码的编码方式和迭代译码原理 ,详细推导了 MAP算法。给出了目前用于 CCSDS标准中的 Turbo码结构。对 Turbo码和卷积码的异同点做了比较。最后给出了一些目前关于 Turbo码研究的热点问题。     

一种基于全变分理论的红外背景杂波抑制算法

针对复杂背景下的小目标检测问题,提出基于全变分理论的单帧红外图像空域背景杂波抑制算法.分析红外图像背景抑制的最大后验概率模型,引入全变分的概念作为背景图像的先验信息,描述估计背景的平滑度约束,从而转化为泛函极值问题进行求解.估计背景在满足对观测图像数据依赖的同时,能够保留背景图像的边缘信息,有效降低复杂背景灰度值起伏较大处的虚警.通过仿真实验验证了算法的可行性和有效性,分析结果表明其背景抑制性能较传统算法有较大提高,算法架构适用于大数据图像并行处理的工程实现.     

Cardiovascular effects of simulated zero-gravity in humans

Head-down and head-up [correction of heat-up] tilted bedrest (5 degrees) and head out water immersion (HOWI) for 6 hr were compared. Parameters: Cardiac output (rebreathing method), blood pressure (arm cuff), forearm blood flow (venous occlusion plethysmography), total peripheral (TPR), and forearm vascular (FVR) resistances, Hct, Hb, relative plasma volume (PV) changes, and plasma catecholamines (single-isotope assay). During HOWI there was as expected a decrement in TPR, FVR, Mean arterial pressure (MAP, from 100 to 80 mmHg), Hct, and PV, and--as a new finding--catecholamines, which were 30-50% lower compared with both +5 and -5 degrees bedrest. During head down tilt, MAP was elevated (to 100-110 mmHg) and catecholamines did not fall, while TPR and EVR slowly decreased over 6 hr. HOWI is a stronger stimulus than -5 degrees bedrest, probably because HOWI elevates central venous pressure more markedly emptying the peripheral veins, while bedrest permits a distension of veins, which induces an increase in sympathetic nervous activity.     

星载低复杂度Turbo译码器的实现技术研究

针对航天测控通信系统中微弱信号处理的实际应用需求,研究了Turbo译码算法在星载平台上的低复杂度实现技术。基于折线近似的Log_MAP算法,提出了一种新的基于FPGA的译码器实现方案,一方面简化了迭代译码过程中分支度量的计算存储方法,有效减少了存储容量及算法复杂度;另一方面采用半并行化及流水的数据处理方式,提高了译码处理速度。利用CCSDS标准建议的交织器和生成矩阵进行了仿真和实测,结果表明相较于其它结构,采用本文设计方案实现的Turbo译码器在Slice资源没有增加的条件下存储复杂度降低了29.6%,且在输出误码率<10 -6 时编码增益达到了9.9dB,保持了良好的译码性能。本文译码器已成功应用于某航天型号工程。     

System identification of dynamic closed-loop control of total peripheral resistance by arterial and cardiopulmonary baroreceptors.

Prolonged exposure to microgravity in space flight missions (days) impairs the mechanisms responsible for defense of arterial blood pressure (ABP) and cardiac output (CO) against orthostatic stress in the post-flight period. The mechanisms responsible for the observed orthostatic intolerance are not yet completely understood. Additionally, effective counter measures to attenuate this pathophysiological response are not available. The aim of this study was to investigate the ability of our proposed system identification method to predict closed-loop dynamic changes in TPR induced by changes in mean arterial pressure (MAP) and right atrial pressure (RAP). For this purpose we designed and employed a novel experimental animal model for the examination of arterial and cardiopulmonary baroreceptors in the dynamic closed-loop control of total peripheral resistance (TPR), and applied system identification to the analysis of beat-to-beat fluctuations in the measured signals. Grant numbers: NAG5-4989.