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[发明专利]一种伪噪声序列伴随编码的DNA存储方法-CN202310626234.6在审
发明人： 陈为刚;郭健;元英进 -专利权人：天津大学
申请日： 2023-05-30 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： H03M13/05 文献下载
摘要：本发明公开了一种伪噪声序列伴随编码的DNA存储方法。该方法采用分组纠错码对信息序列进行编码生成码字序列，并与伪噪声序列伴随构建两层编码序列，然后将其映射为数据DNA序列；将数据DNA序列合成、组装为中等长度DNA作为存储介质；数据读出时，对中等长度DNA进行高效建库和三代测序，从而生成测序读段；将测序读段解映射得到受损伪噪声序列，将其与已知伪噪声序列比对，确定读段对齐位置并识别插入/删节错误，然后修正码字序列并进行共识、译码。本发明具有低测序覆盖度下快速恢复数据的能力，其优势在于伪噪声序列伴随编码对插入/删节错误具有高鲁棒性，而伪噪声序列比对避免了复杂的组装操作，从而降低了处理复杂度。
一种噪声序列伴随编码 dna 存储方法

[发明专利]基于信息截断的低复杂度多进制LDPC码译码器装置-CN202110912443.8有效
发明人： 陈为刚;李姗姗;王瑞雪 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-08-10 - 公布日： 2023-09-01 - 主分类号： H03M13/11 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于信息截断的低复杂度多进制LDPC码译码器装置，该装置包括：拼接单元、变量节点处理模块、校正子计算单元、校验节点更新模块和校验矩阵存储单元。其中，变量节点处理模块包括二选一选择器、消息存储单元和变量节点更新单元。对于有限域GF(q)上的多进制LDPC码，译码时将每个符号的对数似然值由q个截断为t(t＜q)个，可将变量节点更新单元中基本更新单元的数目由q个减至t个。结果表明，与未进行对数似然值截断的译码器相比，所实现LDPC码译码器显著降低了查找表和寄存器资源的消耗，且译码性能损失较少，适用于吞吐量要求不高且要求硬件实现复杂度低的通信系统。
基于信息截断复杂度多进制 ldpc 译码器装置

[发明专利]一种DNA数据存储高效编码电路-CN202310620236.4在审
发明人： 陈为刚;郭健;胡文杰;张洪瑞;李佳蓉 -专利权人：天津大学
申请日： 2023-05-30 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： H03M13/13 文献下载
摘要：本发明公开了一种DNA数据存储高效编码电路，包括：控制模块输出的使能信号连接进制转换模块、旋转编码模块和线性循环码编码模块，用于控制数据输入、输出请求的发送以及其余各模块的当前状态显示。进制转换模块输出的32位十五进制数连接旋转编码模块，用于将31位二进制数据转换为32位十五进制数。旋转编码模块输出的32位十五进制数连接旋转编码模块，用于将32位十五进制数据经循环移位和累加操作转化为适合DNA碱基合成的二进制数据。线性循环码编码模块用于将不断输入的32位数据经串并转换、合并等方式输入线性循环码编码单元得到具有一定纠错能力的编码码字。本发明提出的DNA存储专用编码算法硬件电路可以在实现高数据吞吐率的同时，占用较少的硬件逻辑资源。
一种 dna 数据存储高效编码电路

[发明专利]一种DNA测序用条形码识别算法的硬件加速装置-CN202110687788.8有效
发明人： 陈为刚;胡文杰;韩昌彩;赵毅强 -专利权人：天津大学合肥创新发展研究院
申请日： 2021-06-21 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： G06K7/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种DNA测序用条形码识别算法的硬件加速装置，包括控制逻辑单元、解映射单元、循环移位单元、内解码器以及外解码器，控制逻辑单元分别连接解映射单元、循环移位单元、内解码器和外解码器，解映射单元和循环移位单元连接，内解码器和外解码器连接；本发明的优点在于：降低时间复杂度，减少区分来自不同样本的测序读段的时间，快速对测序条形码的各类错误纠错。
一种 dna 测序用条形码识别算法硬件加速装置

[发明专利]一种针对测序数据的多标记序列并行识别的加速器装置-CN202110074302.3有效
发明人： 陈为刚;赵文婷;赵毅强 -专利权人：天津大学合肥创新发展研究院
申请日： 2021-01-20 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： G16B50/30 文献下载
摘要：本发明公开了一种针对测序数据的多标记序列并行识别的加速器装置，包括待比对序列整理单元、处理单元阵列、回溯方向存储器、写地址生成器、读地址生成器、回溯单元阵列、选择单元和结果整理单元，待比对序列整理单元将输入的待分类标记序列整理为标记字符输入至所述处理单元阵列，回溯方向存储器接收所述处理单元阵列输出的回溯信息序列以及写、读地址和写、读使能，回溯单元接收所述回溯方向存储器输出的回溯信息序列，选择单元接收所述处理单元阵列输出的最小比对得分，输出控制读地址起始位置的使能信号以及读使能至读地址生成器，并输出与待分类标记序列相似度最高的参考序列，结果整理单元接收所述回溯单元输出的回溯方向，并输出待分类标记序列与所识别出的参考序列的比对结果；本发明的优点在于：对矩阵计算阶段加速从而加快整个序列比对的执行速度。
一种针对序数标记序列并行识别加速器装置

[发明专利]一种ZIFs混合基质复合纳滤膜及其制备方法和应用-CN202111483605.7有效
发明人：李雁博;苏润恺;李琛威;陈为刚;徐慢;王存文 -专利权人：武汉工程大学;深圳市久大轻工机械有限公司
申请日： 2021-12-07 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： B01D71/82 文献下载
摘要：本发明属于纳滤膜技术领域，具体涉及一种ZIFs混合基质复合纳滤膜及其制备方法和应用。该方法包括步骤：1)功能化支撑膜的制备，2)金属盐溶液浸泡，3)表面反应生成选择性分离层和ZIFs，4)后处理。上述技术方案通过在水溶液中同步原位合成ZIFs和选择性分离层，制备成低截留分子量ZIFs混合基质复合纳滤膜，以达到对小分子污染物有高效截留作用并有着对无机盐的较高选择透过性。由于是ZIFs和选择性分离层的同步原位合成，因而该方法有效解决了疏水性ZIFs在复合纳滤膜选择性分离层中的团聚问题。
一种 zifs 混合基质复合滤膜及其制备方法应用

[发明专利]一种亲水改性PVDF膜及其绿色原位共价亲水改性方法-CN202111483608.0有效
发明人：李雁博;王之路;陈为刚;徐慢;王存文 -专利权人：武汉工程大学;深圳市久大轻工机械有限公司
申请日： 2021-12-07 - 公布日： 2023-02-07 - 主分类号： B01D71/34 文献下载
摘要：本发明提供了一种简单的亲水性PVDF膜制备方法。通过在PVDF铸膜液中加入多氨基化合物使PVDF在膜液配置过程中被活化，通过相分离成膜后，在后续的接枝化合物水溶液中浸泡后即可获得改性PVDF膜。该方法所制备的PVDF膜具有极好的亲水性。BSA耐污染性测试表明，改性后的PVDF膜具有很好的抗污染性能。本发明涉及的方法步骤少，所用材料廉价易得，改性时间短，具有工业应用的潜力。
一种改性 pvdf 及其绿色原位共价方法

[发明专利]一种无线传感器网络的传输方法-CN202110572782.6有效
发明人： 陈为刚;张林;孙东明 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-05-25 - 公布日： 2022-11-15 - 主分类号： H04B7/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于分布式接收的无线传感器网络，包括上位机，汇聚节点和多个传感器节点；所述上位机根据TCP协议与汇聚节点进行通信，所述汇聚节点与传感器节点之间通过天线进行通信；所述汇聚节点用于实现上行链路中传感器节点数据的分集合并，与数据由传感器节点到汇聚节点的反馈确认工作，以及下行链路中向所述传感器节点的数据分发，所述传感器节点执行汇聚节点各天线的CSI数据帧组装、甄别并反馈汇聚节点数据丢失和错误情况。还公开了一种利用无线传感器网络的传输方法，包括最优天线选择、数据分发、丢包反馈和定位重传步骤，从而实现可靠传输、可以有效减少数据重传次数，提高数据传输可靠性和系统效率。
一种无线传感器网络传输方法

[发明专利]一种基于复合码的测距与通信融合传输方法-CN202110591240.3有效
发明人： 陈为刚;何亚龙;韩昌彩 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-05-28 - 公布日： 2022-10-14 - 主分类号： H04B7/185 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于复合码的测距与通信融合传输方法，所述融合传输方法包括以下步骤：地面站将上行待传输信息序列稀疏编码叠加到复合码，调制并发送；星载单元收到发送信号后，首先根据子码捕获相位生成并恢复出复合码，然后完成叠加数据的帧同步，并从测距信号中消除复合码，得到叠加的稀疏编码序列，接着对稀疏编码序列进行译码得到传输信息，最后星载单元将待传输信息稀疏编码后叠加到再生的复合码上，调制到载波回传；地面站收到回传信号，完成复合码检测，进一步完成测距，同时恢复稀疏编码序列，并译码恢复待测节点发送的下行信息。本发明可用一个码流与载波同时实现测距、通信信号同步以及双向通信多个功能。
一种基于复合测距通信融合传输方法

[发明专利]比特域叠加伪随机序列与稀疏级联编码的传输方法-CN202110588500.1有效
发明人： 陈为刚;何亚龙;韩昌彩 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-05-28 - 公布日： 2022-08-26 - 主分类号： H04L27/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种比特域叠加伪随机序列与稀疏级联编码的传输方法，包括：(1)在发送端，首先对待传输信息序列进行信道编码，将每个信道编码符号按照稀疏编码方案转换为码元“1”的比例较少的稀疏序列，接着将稀疏序列与伪随机序列逐比特异或叠加得到待传输序列，最后调制发送；(2)在接收端，首先将接收信号与本地伪随机序列进行滑动相关判决，以实现帧同步和传输符号同步，进一步移除信号中的伪随机序列，然后在解调器中计算每一比特的硬判决和软判决信息，送入译码器进行译码并计算每个稀疏编码码字的硬输出和软输出信息，根据与发送端相同的映射规则得到每个码字对应的信道编码符号硬判决信息和软判决信息，经信道译码得到原始信息序列。
比特叠加随机序列稀疏级联编码传输方法

[发明专利]一种基于浅海多径时延的复合码水声测距方法-CN202010365731.1有效
发明人：杨晋生;郝梦华;陈为刚 -专利权人：天津大学
申请日： 2020-04-30 - 公布日： 2022-08-19 - 主分类号： G01S15/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于浅海多径时延的复合码水声测距方法，采用复合测距码作为同步测距序列，对复合测距码进行调制、滤波处理后循环通过水声多径信道发送，对接收信号及本地已知信号各自进行FFT变换，得到对应的接收信号的频域信噪比估计值、接收及本地信号的自功率谱函数、互功率谱函数；建立加权函数，利用加权函数对互功率谱函数进行频域加权处理，对加权处理后的互功率谱函数进行反傅里叶变换，对变换后的互功率谱函数的实部进行峰值检测，进而提取多径时延；根据多径时延与不同传播路径之间的几何关系，由多径时延和已知的地理环境数据计算发射端与接收端之间的直线距离。本发明运算复杂度低、抗干扰能力强且具有较准确的测距性能。
一种基于浅海多径时延复合码水声测距方法

[发明专利]一种多进制非规则重复累加码并行编码装置及方法-CN202110558937.0有效
发明人： 陈为刚;王瑞雪;韩昌彩 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-05-21 - 公布日： 2022-07-08 - 主分类号： H03M13/11 文献下载
摘要：本发明公开了一种多进制非规则重复累加码并行编码装置与方法，本发明为解决累加器结构的多进制非规则重复累加码串行编码器延迟较大的问题，利用校验矩阵中对应校验位部分的子矩阵具有双对角线特征，针对校验位的计算提出了并行累加方法，并采用并行累加器电路实现并行多路计算奇偶校验符号；进一步，对并行累加器电路进行了减速和割集重新定时，用来缩短电路的关键路径，从而提高编码器装置的吞吐量。与传统串行编码器相比，本发明提出的编码器装置的吞吐量得到了较大提高，使用较少的硬件资源，适用于吞吐量要求高，硬件实现复杂度要求低的系统中。
一种多进制非规则重复累加并行编码装置方法

[发明专利]一种针对叠加水印的长DNA序列的插入删节的分段识别方法-CN202110572789.8有效
发明人：葛奇;陈为刚;杨晋生;韩昌彩 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-05-25 - 公布日： 2022-06-28 - 主分类号： H03M13/11 文献下载
摘要：本发明公开了长DNA序列存储的插入删节分段识别方法。针对由叠加水印的长DNA分子经过三代测序、组装得到的存在插入删节错误的长序列在采用硬判决纠错时性能存在损失，以及采用软判决算法时，状态转移网格图过大导致中间度量计算复杂度高问题，首先对长序列建立隐马尔科夫模型，利用硬判决前向‑后向算法计算每个碱基距离原始位置的偏移，给每个碱基建立偏移索引；然后对水印序列分段并按照分段后的水印序列边界的偏移索引将读出序列划分为若干长度不同的片段；最后依次对短序列片段采用软判决前向‑后向算法估计符号似然概率，完成纠错。本发明提出的分段式纠错方法可以有效地减少网格图的大小，降低纠错复杂度。
一种针对叠加水印 dna 序列插入删节分段识别方法

[发明专利]一种基于比特域叠加训练序列的载波同步方法-CN202110579640.2有效
发明人： 陈为刚;李姗姗;韩昌彩 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-05-26 - 公布日： 2022-05-31 - 主分类号： H04L27/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于比特域叠加训练序列的载波同步方法。本发明针对稀疏化编码码字与伪随机序列叠加的信号设计方法，提出一种抗干扰能力强的载波同步方法。该方法在接收端利用隐藏伪随机序列完成频偏估计，并使用粗同步与精同步相结合以提高估计精度，最后对恢复序列执行稀疏译码和信道译码。本发明提出的基于稀疏化编码码字与伪随机序列叠加的载波同步方法，可在不占用额外带宽资源的前提下，保障载波频偏的准确估计，并结合信道编译码实现信息的可靠传输；此外，伪随机序列的叠加可以增强突发信号的抗截获能力；当数据帧存在片段丢失时，仍可利用剩余隐藏伪随机序列对频偏进行估计。
一种基于比特叠加训练序列载波同步方法

[发明专利]一种6-QAM与LDPC码结合方案的星座图优化方法-CN202110519145.2有效
发明人：韩昌彩;代锁蕾;陈为刚 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-05-12 - 公布日： 2022-04-08 - 主分类号： H04L1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种6‑QAM与LDPC码结合方案的星座图优化方法，包括：针对6‑QAM与LDPC码结合的编码调制方案，首先将6‑QAM星座图分割为三个子集，以其中一子集内星座点间的欧氏距离为自变量，设该方案的误符号率为目标函数，将最小化误符号率作为优化准则，建立星座图优化模型；然后分析子集内最小平方欧氏距离和自变量的关系、子集间最小平方欧氏距离和自变量的关系，根据子集内最小平方欧氏距离和子集间最小平方欧氏距离满足的约束条件，得出自变量的可行域；最后基于自变量的可行域，对该方案的误符号率进行数值仿真，获取目标函数与自变量的关系，得到优化后的6‑QAM星座图。
一种 qam ldpc 结合方案星座图优化方法

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