基于自适应阈值优化算法的Golay编码RDTS研究

Golay编码可有效提升拉曼分布式光纤测温(RDTS)系统的信号强度,但数据处理量增加了4倍,大量数据的累加平均影响了信噪比和测量速度。文中提出了基于Golay编码的自适应阈值优化算法,旨在提升RDTS的信噪比和数据处理速率。分析了Golay编码RDTS的信号特征,设计了粒子群优化的自适应阈值算法,动态调整小波阈值,实现最优降噪。实验证明:与仅用Golay编码相比,在45 km长的传感光纤测试中,末端信噪比从14.5 dB提升至21.7 dB,末端最大温度不确定度从±7℃降低至±2.5℃,同样精度下,累加平均次数从30万次降至3万次。

Golay3望远镜系统的设计

提出用Golay3稀疏孔径取代望远镜两镜系统中的主镜,以在保证望远镜角分辨率的同时减少系统的质量和体积。首先利用三级像差理论设计了一套两镜系统,其中主镜是球面镜,次镜是双曲面镜。用Golay3稀疏孔径代替主镜,分析了填充因子与子镜半径的关系。然后,通过Zemax程序对系统进行模拟,分析了系统的调制传递函数特性及点列图。最后,在次镜后加入两块熔石英校正镜,并优化校正镜表面曲率半径以及成像工作距离以改进视场。通过Zemax程序模拟发现:系统的截止频率随着主镜填充因子的减小而减小,从F=22.2%的114.5lp/mm到F=15%的97.7lp/mm,再到F=10%的77.8lp/mm;另外,在成像面之前加入校正镜极大地提高了系统的视场,在0.3°视场下,加入校正镜之前的最大像斑半径均方根值是加入后的2.5倍左右。

利用Golay码测量长骨中传播的超声导波

近年来利用超声导波评价长骨状况已成为研究热点之一。但是超声导波信号在长骨的皮质骨层传播时会遭遇很大的衰减,尤其是当皮质骨层上附有软组织时,接收到的导波信号很小。为了提高信噪比,增大接收到的导波信号幅度,引入Golay码编码的超声信号作为激励。仿真结果表明,Golay码激励并解码后的L(0,5)导波模式与单脉冲激励得到的模式波形几乎完全一致,证明了利用Golay码作为激励,产生超声导波的可行性。在离体牛胫骨实验中,Golay码在提高信噪比的同时,还可以增加超声导波的测量距离。说明把Golay码应用到超声导波的测量上很有潜力。

基于Golay互补序列空时编码的MIMO雷达波形设计

针对多输入多输出(MIMO)雷达正交波形设计中数值优化方法所得波形脉冲压缩旁瓣较高的问题,该文提出一种基于Golay互补序列空时编码的设计方法。该方法利用Golay互补序列的互补性,并通过对序列构成的脉冲串进行扩展的空时编码,减小了波形的自相关旁瓣和互相关,从而降低了脉冲压缩波形的旁瓣;然后,为解决多普勒频移导致波形检测性能下降的问题,利用零空间向量加权法对脉冲压缩后波形进行多普勒补偿,显著提高了其目标检测能力。仿真结果验证了该文方法的有效性。

基于三元Golay隐写码的快速隐写算法

研究GF(3)上的编码方法,利用三元Golay码给出一种GF(3)上的隐写码,其隐写性能较常见二元隐写码有显著提高。提出基于三元Golay隐写码的快速隐写算法。该算法有效地降低了隐写算法的计算复杂度,提高了实现效率。

DNA Golay码的设计与分析

DNA编码是DNA计算初始数据库中寡核苷酸序列的设计问题.合理的DNA编码可以提高实验的稳定性和正确性,从而确保DNA计算的成功率.本文给出DNA码字重量和DNA码字间Watson-Crick Hamming距离的定义;提出DNA Golay码的设计方法;分析了DNA Golay码的性质和规模;与随机搜索优码方法相比,DNA Golay码求解优码更加简单可行.

基于Golay互补序列的压缩感知稀疏信道估计算法

该文针对现有基于压缩感知的信道估计方法峰均功率比高、计算量大等问题,使用确定性格雷(Golay)序列作为训练序列对稀疏信道进行信道估计,在接收端实现了对信道冲激响应的估计,给出了估计模型和具体的算法推演,推导了该方法的峰均功率比,并与基于随机高斯序列的压缩感知信道估计方法的性能、峰均功率比和计算量进行了比较。仿真实验表明:格雷序列以及随机高斯序列两种序列都可以重构出稀疏信道非零抽头系数,但是格雷序列对稀疏信道冲激响应的确定性观测估计值的均方误差(MSE)和匹配度性能(Match Rate,MR)均优于随机高斯序列,计算量降低了许多,且在OFDM系统中峰均功率比大大降低。

APD检测Golay编码BOTDR系统的建模分析与优化设计

针对传统单脉冲布里渊光时域反射系统信号微弱、性能提升受限的问题,提出了一种雪崩光电二极管(APD)检测器本地外差检测的格雷(Golay)编码布里渊光时域反射系统。分析了Golay码应用于该系统的编解码原理及系统外差检测原理,讨论了光纤受激布里渊散射阈值对编码系统平均入纤功率的限制,推导了系统信噪比的数学表达式,研究系统信噪比与APD倍增因子、编码长度的关系,分别得到了APD最佳倍增因子和系统最佳编码长度的表达式。MATLAB仿真结果表明,选用带宽为500 MHz的APD光电检测器和峰值功率50 m W、脉冲宽度100 ns的入纤脉冲时,系统APD倍增因子和编码长度均存在最佳值,系统最佳编码长度的确定不仅依赖于系统的散粒噪声和热噪声功率,还由光纤受激布里渊散射阈值共同决定。经优化计算得,该系统的APD最佳倍增因子为5,最佳编码长度为128位时,在25 km光纤末端的系统信噪比比传统单脉冲系统提高了26.42 d B,温度和应变分辨率分别达到了1.60℃和35.48。

Golay互补序列在眼科超声生物测量中的应用

目的本研究拟在眼科超声生物测量中采用编码激励技术降低超声发射电压,以替代传统的单脉冲激励。方法采用Golay互补序列编码序列激励,通过对接收回波进行相应的解码压缩和信号处理,使得发射电压由60 V降低至±15 V,设计了单反射面、分辨率测量和在体实验来验证该方法的有效性。结果实验结果表明,编码激励技术虽降低了超声发射电压,但仍可保持与高发射电压时同样的探测深度、信号强度、分辨率和测量精度。结论编码激励的方法对于降低超声波的瞬时发射功率,使声输出参数满足相关检测标准,实现眼部生物组织的准确测量具有深远的意义。

基于(24,12)扩展Golay码的信息协调协议

基于(24,12)扩展Golay码结合奇偶校验和提出了一种新的信息协调协议,对此协议的安全性做了分析.

异常点检测与Savitzky-Golay滤波算法在手写系统中的应用

针对手写输入设备已成为一个新的研究热点,在自行研制的练字板程序和F-Tablet手写板的基础上,提出了一种基于3σ准则异常点检测与Savitzky-Golay滤波的预处理算法。首先利用3σ准则对力信息数据进行了异常点检测和剔除,然后对没有异常点的坐标数据进行了滤波,以减少噪声。实验结果表明,采用提出的预处理方法,可以消除大部分噪声和异常点的干扰,同时避免了如小波变换等方法的复杂计算,取得了令人满意的结果。

准单次正交互补Golay码超声编解码方法研究

正交互补Golay(A、B)码是重要的超声相控阵系统编码激励码型,但两次激励可能会存在相对扫查位置变化而导致会影响解码性能,本文研究一种准单次正交互补Golay码超声编解码方法,该方法基于二元调相(0、π)理想编解码公式和AB激励转换因子的推导,实现A码一次实际激励而形成A、B码两次激励的效果,既可避免两次激励可能存在的问题又发挥了单次激励简单成熟优点,进一步设计了降噪解码模型,有效地降低了反卷积运算对噪声敏感度。通过加性高斯白噪声(AWGN)对整个系统进行仿真测试和基于现场可编程门阵列(FPGA)的实际测试,对8位Golay码进行准单次编码激励仿真测试降噪下就能获得20 d B的信噪比增益。最后,本文介绍了应用该方法的超声相控阵仪器在高难穿透材料的自动化检测的实验结果。

微机械Golay腔型红外探测器的研究

通过分析微机械Golay腔型红外探测器设计中影响性能的关键因素:温致压变系数、红外吸收层、阻尼噪声,提出了一种采用硅和玻璃阳极键合技术实现的新型Golay腔型红外探测器。计算其灵敏度为2 700 pF/W、噪声等效功率为8.4×10-8W/Hz1/2和响应时间为0.5m s。利用光学测量变形,可以实现探测器无电化设计,使得测量不受强电磁场和湿度的影响。

Golay码的快速译码

本文利用Ｇｏｌａｙ码的代数结构给出了二元（２３，１２，７）Ｇｏｌａｙ码及三元（１１，６，５）Ｇｏｌａｙ码新的译码算法。对于二元Ｇｏｌａｙ码，所提的算法的最坏时间复杂性为５３４次ｍｏｄ２加法，比已知的同类译码算法的时间复杂性都小；平均时间复杂性为２２４次ｍｏｄ２加法，比目前已知的最快的译码算法的平均时间复杂性２７９次ｍｏｄ２加法还要小。对于三元Ｇｏｌａｙ码，所提算法的最坏时间复杂性为１２３次ｍｏｄ３加法，平均时间复杂性为８５次ｍｏｄ３加法，比同类的算法都快。此外，这里给出的算法结构简单，易于实现。

〔23，12，7〕Golay码的改进译码算法

ＭａｒｉｏＢｌａｕｍ和ＪｅｈｏｓｈｕａＢｒｕｃｋ提出了一种基于［２３，１２，７］Ｇｏｌａｙ码校验矩阵＂设计＂特性的译码算法，和其它的Ｇｏｌａｙ码译码算法相比，这种译码算法的复杂度最小，但它不便于用集成器件实现和不便于完全集成化，作者对该算法进行了改进，使其易于集成实现；同时使［２３，１２，７］Ｇｏｌａｙ码译码算法进一步简化．对其复杂度分析证明，当误码率≤１０％时，作者所设计的译码算法优于其它译码算法。

高效GOLAY序列相关器的FPGA实现

介绍了二进制互补GOLAY序列及其FPGA(现场可编程门阵列)实现。首先介绍了GO-LAY序列递归生成方式,由此导出了高效GOLAY序列相关器的滤波器实现结构。高效GOLAY序列相关器算法实现复杂度低,特别适用于高速数据传输的情况。然后介绍了基于FPGA的实现方案,并且进一步提出了改进方案,大大节省了硬件资源。相对于传统的串行或并行相关器,高效GOLAY序列相关器在节约硬件资源和提高工作频率上都有很大的优势。硬件仿真结果表明,该结构能满足高速数据传输的快速计算要求,且硬件资源占用很少。

一种Golay码的快速译码算法

本文提出了一种（２４，１２，８）扩展Ｇｏｌａｙ码的新的软判决译码算法，其译一组码字的运算量最多为５０７次二元运算，优于目前已发表的各种算法。我们证明了该算法，并实现了广义最小距离译码。计算机模拟表明在完备译码时其性能与最大似然译码几乎一样。

基于Golay互补序列的20 MHz眼科超声成像方法

目的研究一种新型20 MHz眼科超声扫描成像方法,可在满足临床成像分辨力和声能安全性要求的前提下,显著提高图像的探测深度,拓展20 MHz超声频段的临床应用范围。方法通过8位Golay互补序列,激励超声换能器产生超声波。回波信息经高速采集与匹配滤波后,采用相邻正、反编码扫描线数据复用的方法交替相加,完成解码运算。在保证图像扫描线数和扫描帧频的前提下,实现实时显像。最后通过钨丝靶线和仿组织超声体模实验,验证了新的成像方法在保持原有分辨能力与扫描帧频不变的前提下,提高了图像的探测深度。结果与传统单脉冲模式相比,Golay互补编码模式成像中轴向分辨率与侧向分辨率分别达到80μm和150μm,小信号探测深度增加约0.5 cm,图像信噪比也得到显著改善。结论基于Golay互补序列实现20 MHz眼部组织超声成像,相对于传统成像方式可极大改善图像质量,具有很好的临床应用前景。

Golay互补序列在频谱分析中的应用

本文讨论了Golay互补序列的时域和频域的互补特性。我们可将Golay互补序列作为系统激励的信号源用作系统特性的频谱分析，与其它激励信号相比较，它具有谱特性平坦、能量充足等优点，从而提高了信噪比，改善了测量精度。

马氏距离、Savitzky-Golay平滑求导、SIMPLS结合天麻紫外光谱分析天麻素含量

以主成分分析法结合马氏距离法对天麻紫外光谱奇异样本进行剔除,剔除样本11个。将样本分为5/6的校正集和1/6的检验集,紫外光谱经过Savitzky-Golay(SG)平滑求导(窗口参数F=3～25之间的奇数,拟合次数N=2、3、4、5、6,共有162种SG平滑求导模式)后,利用SIMPLS建立天麻素的紫外光谱分析优化模型。按照预测效果进行优选,得到最优模型为2阶导数、窗口参数F=5、拟合次数N=4,最优相关系数r=0.910 2和预测标准偏差SEP=0.390 7 g/L。结果表明:紫外光谱法结合主成分分析、马氏距离法、Savitzky-Golay平滑求导和SIM偏最小二乘法,对预测天麻中的药用有效成分天麻素的含量具有很大的改进作用。