2017年第06期

刊出日期:2017-06-08
邮发代号: ISSN 0258-7998
CN11-2305/TN
邮发代号:2-889
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技术专栏-航天电子技术

太阳辐照度光谱仪光谱定标用汞灯电源设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.001

作者:张 恒,马庆军,汪龙祺,王淑荣

作者单位:中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春130033

摘要: 为了满足FY-3太阳辐照度光谱仪的星上光谱定标要求,针对汞灯高起辉电压、低工作电压的特点设计了一种汞灯电源。采用单端反激拓扑结构及四级倍压整流电路实现了汞灯高压起辉,通过闭环负反馈实现了汞灯工作电流的恒流控制;无需外加微控制器,完成了汞灯高起辉电压和低工作电压的自动切换,并且在保证电源稳定性的同时,解决了现有汞灯电源适用性较差、低温下无法可靠起辉的问题。实验结果表明:设计的汞灯电源电流精度为0.000 21、电流调整率为0.001 8、稳流系数为0.009,在低温下也可稳定驱动汞灯工作,完全满足载荷的任务需求。
关键词:
太阳辐照度光谱仪
星上光谱定标
汞灯电源
单端反激
恒流控制

高速CMOS图像存储与实时显示系统设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.002

作者:马 林1,2,李锦明1,2,张虎威1,2,侯天喜1,2,降 帅1,2

作者单位:1.中北大学 电子测试国家重点实验室,山西 太原030051; 2.中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西 太原030051

摘要: 针对遥测系统图像单元存在数据量大、速度快、无法直接存储显示等问题,设计了一种高速图像存储与实时显示系统。系统以Spartan 6系列现场可编程门阵列(FPGA)作为核心处理器,使用Full模式Camera Link接口采集CMOS相机输出的图像数据,利用DDR3乒乓缓存技术将图像数据写入由SATA控制器组成的磁盘阵列中,并且通过千兆以太网接口将处理后的数据上传至计算机;图像数据采用抽帧以及降低分辨率的形式,将其转换为1 024×768像素的VGA分辨率格式,最后通过VGA接口对图像进行实时显示。实验结果表明,该系统能够对分辨率为2 048×2 048像素、帧频为150 f/s的高速图像数据进行长时间存储与实时显示。
关键词:
CMOS相机
现场可编程门阵列
磁盘阵列
千兆以太网

星载高速大容量存储器文件化坏块管理设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.003

作者:杨志勇1,2,董振兴1,2,朱 岩1,2,董文涛1

作者单位:1.中国科学院国家空间科学中心,北京100190;2.中国科学院大学,北京100190

摘要: 为保证星载高速大容量存储器高速稳定的存储速率,需对NAND Flash存储芯片中因单粒子翻转或超过擦除极限而在写入时出现的坏块进行管理。文件化坏块管理采用链表的方式将坏块、分流水级未使用块和分有效载荷数据存储块分别链接成不同的文件,并采用四级流水乒乓缓冲机制快速替换写入失败块。运行于型号任务中的文件化坏块管理,解决了因数据写入出现坏块时的存储速率抖动问题,实现了四倍于单流水级的写入速率对多有效载荷数据分文件进行稳定存储,从而保证了载荷数据的正确性和完整性。
关键词:
星载高速大容量存储器
多有效载荷
流水线操作
文件化坏块管理

北斗格网电离层模型格网点计算方法研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.004

作者:于 耕1,曲 歌2

作者单位:1.沈阳航空航天大学 民用航空学院,辽宁 沈阳110136;2.沈阳航空航天大学 电子信息工程学院,辽宁 沈阳110136

摘要: 基于北斗导航系统星基增强系统的格网电离层模型修正算法,讨论了由穿透点处的垂直延迟计算格网点处垂直电离层延迟的计算方案,并检验了格网电离层垂直延迟修正误差GIVE。结果表明,格网电离层修正算法是一种精度较高的电离层延迟修正法,选取格网点附近参考站的可用数据计算出的格网点垂直延迟值更接近真实延迟值,进而有利于获得高精度的电离层改正效果,证明了电离层格网点的延迟值是建立格网模型的关键;修正误差在正常范围内,验证了算法在中国地区的可行性,也说明了GIVE算法能够以99.9%的置信度限定格网点电离层延迟改正误差。
关键词:
北斗导航星基增强系统BDSBAS
格网电离层模型
格网点垂直延迟
GIVE

基于证据理论的雷达信号融合识别算法改进研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.005

作者:赵汝鹏,田润澜,王晓峰

作者单位:空军航空大学 对抗系,吉林 长春130022

摘要: 针对利用证据理论不能高效识别和区分复杂多变的雷达信号的问题,对证据融合识别算法进行了改进。首先引入分类策略和运用一致性排序法分别对待识别信号进行证据分类和求各参数的权重值;然后用改进的证据融合规则对信号进行参数加权融合和验证,再对各信号集中的信号进行融合和判决识别。仿真表明,改进后的算法可对待识别信号进行正确分类识别,识别率高,消耗时间少,适合实际信号的识别应用。
关键词:
雷达信号
融合识别
证据理论
分类策略
一致性排序法

双层混合卫星网络优化设计及覆盖性能评估

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.006

作者:戴翠琴,李 剑

作者单位:重庆邮电大学 通信与信息工程学院,重庆400065

摘要: 针对单层卫星网络抗毁能力差、处理时延高以及三层卫星网络管理复杂、链路冗余度高等问题,分别采用Walker星座和极轨星座对MEO和LEO卫星进行了组网分析和星座设计,提出了一种双层混合卫星网络优化设计方案;同时,针对传统卫星覆盖性能指标不能统一评价不同构型卫星星座的问题,提出了一种基于层次分析法模型的不同构型卫星星座统一评估模型。仿真结果表明,所提出的方案不仅能够很好地提升对中国区域的覆盖率,而且可以有效地降低平均间隙时长和平均响应时间,从而满足对中国地区全天时覆盖的总体设计要求。
关键词:
卫星星座设计
最差观察点
覆盖带
层次分析法
覆盖性能

综述与评论

医学应用集成电路的新进展

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.007

作者:李 严

作者单位:北京信息科技大学,北京100192

摘要: 集成电路在便携式、可穿戴式、植入式医疗仪器及仿生器官中具有重要应用。依据具体的场合及所面对的生理信号,这些医学领域的应用在降低功耗、减小体积、实现低截止频率、提高稳定性、保证测量准确性等方面提出了新的要求和挑战。从便携式、可穿戴式、植入式医疗仪器,以及仿生器官四个方面总结了医学应用集成电路的最新进展,概括了具有代表性的研究成果中所采用的新的思路、方法和技术,并且在此基础上分析了医学应用集成电路的发展趋势。
关键词:
集成电路
便携式
可穿戴式
植入式
仿生器官

无线通信中的轨道角动量天线综述

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.008

作者:党唯菓,朱永忠,余 阳,张叶枫

作者单位:武警工程大学 信息工程系,陕西 西安710086

摘要: 随着无线通信技术的飞速发展,射频频谱资源已日趋香农极限。轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)理论上能提供无限多个正交信道, 有效提高频谱利用率。介绍了OAM的基本原理;综述了目前典型的OAM天线种类及其具体实现形式,着重分析其在增益、方向图、接收和解复用等方面的优缺点;最后梳理了目前各种天线存在的共性问题,展望了下一步OAM在无线通信领域可能的应用方向。
关键词:
轨道角动量
天线
无线通信

微电子技术

基于FPGA的极化码译码研究及实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.009

作者:邓媛媛,卿粼波,王正勇,高菁汐,徐成强

作者单位:四川大学 电子信息学院,四川 成都610064

摘要: 在二进制离散无记忆信道中极化码可以达到其信道极限容量,并且实现的复杂度较低,这在通信领域无疑是一个重大突破,因此在FPGA中实现极化码的译码有着非常重要的研究意义。首先介绍了SC(Successive Cancellation)译码算法,并将该算法的蝶形结构改进为线形结构从而提高了译码效率;接着对译码算法做了包括最小和译码、定点量化和资源共享的改进,以便于在硬件中更容易实现;最后在FPGA中实现了极化码的译码并给出了测试波形以及对不同编码块长度的综合资源进行了对比。实验结果表明,译码的最高频率可达145 MHz,吞吐率可达36.4 Mbps。
关键词:
FPGA
极化码
信道极化
SC译码

一款应用于LED驱动的过温保护电路

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.010

作者:崔晶晶,曾以成,夏俊雅

作者单位:湘潭大学 微电子科学与工程系,湖南 湘潭411105

摘要: 设计了一款电压随温度自适应变化,从而使驱动电流随温度自适应变化的过温保护电路。应用于LED驱动电路,具有滞回关断的特点,在恒流输出中增加温度自适应模块,设计简单而且比较稳定。基于0.5 μm CMOS工艺,使用Cadence Spectre对电路进行仿真。仿真结果表明,基准电压精度高,温漂低,温度系数为1.6×10-5/℃;LED电路在0~65 ℃,恒定输出350 mA,输出变化范围小于0.285%;在65~108 ℃范围内变化时,电流输出自适应范围为85 mA;在温度达到110 ℃时,关断信号为高电平,电路关断输出,直到温度下降到60 ℃时,电路重新开启。
关键词:
恒流输出
温度自适应
滞回关断
LED驱动
过温保护

一种基于TMS320C6678多核处理器的JPEG实时解码优化算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.011

作者:彭益智

作者单位:江苏自动化研究所,江苏 连云港222061

摘要: 针对电子信息系统应用中数字视频的实时处理要求,在解析JPEG解码原理的基础上,针对多核DSP的系统架构,提出了多核DSP任务并行设计方法,设计了基于TMS320C6678的JPEG解码系统,实现了解码任务并行流水和核间高效通信。实验结果表明,基于TMS320C6678的JPEG解码系统的实时处理能力有很大提升,在电子信息系统数字视频传输与处理领域有广泛应用前景。
关键词:
数字视频
JPEG
多核DSP
TMS320C6678
实时

基于FPGA的高速串行数据收发接口设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.012

作者:刘 安1,2,禹卫东1,马小兵1,吕志鹏1,2

作者单位:1.中国科学院电子学研究所,北京100190;2.中国科学院大学 电子电气与通信工程学院,北京100039

摘要: 针对传统ADC/DAC应用中采样数据并行传输存在线间串扰大、同步难等问题,设计了一种基于高速串行协议——JESD204B的数据收发接口。以Xilinx公司V7系列FPGA为核心控制单元设计电路,在单通道传输速率为6 Gb/s的条件下完成数据收发测试,验证了传输过程中数据的同步性、准确性及整体方案的可行性。设计结果表明,这种串行传输方式不仅解决了并行传输所带来的诸多问题,还降低了制板设计时PCB布线的复杂程度、减少了板层数量、节约了成本。
关键词:
高速串行协议
JESD204B
数据传输接口设计
FPGA
模数数模转换器

基于MEMS滤波器芯片的X波段混频通道设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.013

作者:刘博源,徐 军

作者单位:电子科技大学 物理电子学院,四川 成都610054

摘要: 提出了基于MEMS滤波器芯片进行X波段接收模块小型化设计的方法,构成下变频电路,与本振功分电路、电源控制电路完成放大、滤波和增益控制功能,实现由X波段到L波段中频的小体积、低功耗四路下变频接收通道。利用电路分析与建模仿真,分解各部分电路的技术指标。各部分电路中最关键的是下变频电路,即混频放大链路,其中的射频开关滤波器和中频滤波器对通道整体性能至关重要,因此可以采用MEMS滤波器芯片设计来实现。MEMS滤波器芯片在性能、体积方面具有明显优势,用以实现的单路混频通道结构紧凑、功耗低,满足小型化、模块化和集成化的技术趋势与需求,适合在实际应用中推广。
关键词:
混频
MEMS滤波器芯片
四路下变频接收通道
ADS

基于CFA的运算电路设计与仿真

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.014

作者:丰 豪,王雅洁,赵柏树

作者单位:湖北大学 计算机与信息工程学院,湖北 武汉430062

摘要: 选用一种典型的电流反馈型运放OPA603进行研究,设计运算电路,详细论述了电路设计原理、电路结构以及元件参数选择方法。通过外部调零的方法,解决电流反馈运放失调较大的问题;用Howland电流源设计同相积分器,或在反相积分器中加入补偿电阻的方法,避免CFA电路中不能采用直接电容反馈构成反相积分器的限制。仿真结果表明,论述的电路设计方法可行,由CFA构成的运算电路的带宽达到100 MHz数量级。
关键词:
电流模电路
CFA
运算电路
积分电路

嵌入式技术

一种使用MATLAB/Simulink的Arduino模型化开发方法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.015

作者:吴 姣,郝玉锴,徐 宁,李向东

作者单位:中航工业西安航空计算技术研究所,陕西 西安710115

摘要: 针对在测量和控制领域广泛使用的开源的低成本软硬件平台Arduino,研究了其使用MATLAB/Simulink软件进行模型化软件开发的方法和工作流程;进行了Arduino模型化开发实例分析,实现了模型设计、模型调试、自动代码生成、自动下载运行以及在线调试等功能;进行了生成代码分析和协议符合性检查,探索了完整的Arduino模型化开发方法;验证了使用MATLAB/Simulink进行Arduino模型化开发的可行性、便捷性以及对高安全协议的符合性。
关键词:
基于模型的软件开发
DO-178BC
MATLABSimulink
Arduino

基于FPGA的GPS基带产生与控制模块设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.016

作者:左小普1,杨祖芳2,潘 伟3,郑建生1,3

作者单位:1.武汉大学 电子信息学院,湖北 武汉430072;2.武汉工商学院 信息工程学院,湖北 武汉430065; 3.武汉大学卫星导航定位技术研究中心,湖北 武汉430079

摘要: 全球定位系统(GPS)基带信号可以用于导航定位设备的研发、性能测试以及生成式欺骗干扰信号的产生。针对一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的GPS基带信号产生与控制模块进行研究,主要通过硬件电路设计和软件代码编写,利用FPGA生成C/A码、P码,利用直接数字式频率合成器(DDS)产生L1、L2载波等功能,实现了多路可控增益GPS信号同时输出。测试结果表明,本设计输出增益可调、输出频点可控,可以为射频模块提供多路基带信号及控制信号。
关键词:
FPGA
GPS
基带信号
DDS

基于OpenWrt的6LoWPAN边界路由器的实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.017

作者:吉福生1,2,王亚琛1,2,华 磊1,2

作者单位:1.重庆邮电大学 通信与信息工程学院,重庆400065;2.重庆高校市级光通信与网络重点实验室,重庆400065

摘要: OpenWrt作为一个高度模块化、自动化的嵌入式Linux系统,拥有强大的网络组建和扩展性。基于该系统,提出了一种6LoWPAN边界路由器的设计方案。通过在边界路由器上分别搭建两种协议栈,实现对于IPv6和6LoWPAN网络的接入;之后在协议栈之间建立SLIP通道,实现两种异构网络之间的通信。借助OpenWrt系统强大的路由功能和包管理机制,该边界路由器可以直接接入IPv6网络,并具备极强的拓展性。
关键词:
OpenWrt
6LoWPAN边界路由器
6LoWPAN
IPv6

基于FPGA的交通视频快速去雾系统的设计与实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.018

作者:高全明1,孙俊喜2,刘广文1,才 华1,陈广秋1

作者单位:1.长春理工大学 电子信息工程学院,吉林 长春130022;2.东北师范大学 计算机科学与信息技术学院,吉林 长春130117

摘要: 针对雾天交通监控视频图像退化问题,提出了一种基于FPGA架构的雾天交通视频图像快速去雾系统。首先将采集到的实时图像数据缓存到SDRAM中,然后在亮度分量基础上估计传播图,最后基于大气散射模型复原清晰图像。该系统利用FPGA并行运算处理能力强、逻辑资源丰富等特性,针对PAL制式640×480彩色图像,处理速度为60帧/s。实验结果表明,该系统在保证输出视频质量的前提下达到了很好的去雾效果。
关键词:
FPGA
交通视频
快速去雾
硬件系统
大气散射模型

测控技术与仪器仪表

一种非接触式道面温度测量系统研制

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.019

作者:解 乐1,2,3,刘建国1,2,3,程 寅1,3,桂华侨1,3,陆亦怀1,3

作者单位:1.中国科学院安徽光学精密机械研究所 环境光学与技术重点实验室,安徽 合肥230031; 2.中国科学技术大学,安徽 合肥230026;3.安徽省环境光学监测技术重点实验室,安徽 合肥230031

摘要: 道面温度是道面气象要素之一,也是判断道路表面状态的重要依据。测量道面温度的非接触式红外测温系统基于全辐射测温法,用热释电探测器接收道面红外辐射进行系统整体设计及数据分析,分别采用最小二乘法和BP神经网络算法进行标定。结果表明:三层BP神经网络的拟合效果较好,系统测量误差在1%以内。通过外场实验并与PT100对比,相关系数达到0.999,能实现对道面温度的精准测量。
关键词:
道面温度
热释电探测器
红外测温
BP神经网络

教学楼电能节能控制系统的设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.020

作者:于新业,易 艺,郝建卫

作者单位:桂林电子科技大学 信息科技学院,广西 桂林541004

摘要: 针对高校教学楼教室使用及其内用电设备使用存在不科学的管理而造成电能等资源严重浪费的问题,设计了一种远程的教学楼电能节能控制系统。系统既可以由用户通过手机或PC实现对教学楼中用电设备的控制与管理,又可以根据学校的通、断电安排自动控制教室内的用电设备供电。该系统已应用于某高校的教学楼中,运行结果表明,该设计具有结构简单、易安装、性能可靠、方便实用等众多优点,达到了节约能源和节约人力、物力的目的。
关键词:
电能节能控制
STM32
STM8
自动控制与管理
单火线供电技术

基于自适应线性神经元网络的谐波检测算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.021

作者:方 树1,韩 杨2,罗 飞3,徐 琳4

作者单位:1.国网四川省电力公司,四川 成都610041;2.电子科技大学,四川 成都611731; 3.国网凉山供电公司,四川 西昌615050;4.国网四川省电力公司电力科学研究院,四川 成都610072

摘要: 为了克服基于傅里叶变换(FFT)谐波检测算法运算量大、实时性不强、易受噪声影响的缺点,提出了基于自适应线性神经元网络(ADALINE)的谐波检测算法,建立了基于最小二乘法(LMS)的最优解求解过程的数学模型,根据LMS误差与各次谐波傅里叶系数之间的三维流形的几何形状选择算法的步长因子。采用时域迭代的方法准确地提取基波有功、无功和各次谐波分量,为实现APF可选择性谐波补偿奠定了基础。
关键词:
谐波检测
最小二乘法
自适应线性神经元网络
步长因子

新一代军用航空总线系统测试方法研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.022

作者:王仲杰1,索高华2,陈 伟2,张亚琦2,王宣明3,4

作者单位:1.中国飞行试飞研究院,陕西 阎良710089;2.西安翔腾微电子科技有限公司,陕西 西安710068; 3.中航工业西安航空计算技术研究所,陕西 西安710068; 4.集成电路与微系统设计航空科技重点实验室,陕西 西安 710068

摘要: 为确保新一代军用航空总线系统——军用1394总线的性能及功能正确性、总线协议符合性及系统应用可靠性,对总线进行系统测试成为必要。搭建总线系统测试平台,从总线电气特性、总线协议符合性、系统应用方面对总线系统测试方法进行研究,经过总线系统的联试、试验及试飞任务,充分表明所描述的系统测试方法有效、可行,为新一代航空系统的飞行安全提供了可靠性保障。
关键词:
总线系统
1394总线
电气特性
协议符合性
可靠性

基于LabVIEW平台的嵌入式光谱强度检测系统设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.023

作者:赵硕峰1,张 娟2

作者单位:1.温州医科大学 仁济学院,浙江 温州325035;2.温州医科大学 生物医学工程学院,浙江 温州325035

摘要: 为了便于实际项目需要,设计了一种低成本、易集成的光谱强度测量系统。采用线阵CCD器件TSL1401作为光电转换器件,以FPGA芯片EP1C3T100C8作为采集系统的控制核心,ARM芯片STM32F103RCT6作为数据传输通道与上位机通信,通过LabVIEW上位机模块完成采集数据的实时显示。实验结果表明,系统可以明显区分不同条纹物体,结果符合理论预期,系统稳定高效,可广泛应用于光谱的实时快速准确测量。
关键词:
光谱强度
嵌入式
LabView

通信与网络

降低WOFDM系统PAPR的改进PTS-μ律算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.024

作者:吴 虹1,2,徐锡燕1,2,马肖旭1,2,唐 然1,2,刘 兵1,2

作者单位:1.南开大学 电子信息与光学工程学院,天津300350; 2.南开大学 天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室,天津300350

摘要: 基于小波变换的正交频分复用(WOFDM)系统存在较高的峰值平均功率比(PAPR),针对传统降低PAPR方法的高计算复杂度和低误码性能的问题,提出一种改进的部分传输序列(PTS)技术,并将其与μ律压扩进行联合处理。仿真结果表明,改进的PTS技术与传统方法相比,以牺牲少量的PAPR性能大大降低了系统的计算复杂度。经改进的PTS技术和μ律压扩联合处理,在计算复杂度不高的前提下,将WOFDM系统的PAPR值降低了4.7 dB,而误码性能仅损失1.4 dB。
关键词:
小波变换
正交频分复用
峰均比
μ律压扩
部分传输序列

宽带协作频谱感知的联合信号重构改进算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.025

作者:佟明磊1,2,白 勇1,2

作者单位:1.海南大学 南海海洋资源利用国家重点实验室,海南 海口570228;2.海南大学 信息科学技术学院,海南 海口570228

摘要: 在基于认知无线电(CR)的宽带频谱感知中,调制宽带转换器(MWC)可以通过采用欠奈奎斯特采样来降低所需要的采样率,并且多个CR设备和融合中心可进行协作频谱感知来提高频谱感知的精确度。由正交匹配追踪(OMP)算法扩展的块稀疏同步正交匹配追踪(BSOMP)算法作为一种基于MWC实现协作频谱感知的联合信号重构算法,在低信噪比(SNR)下的正确支撑集恢复百分比不够理想。提出由压缩采样匹配追踪(CoSaMP)算法扩展成块稀疏同步压缩采样匹配追踪(BSCoSaMP)算法作为实现协作频谱感知的联合信号重构改进算法。仿真结果显示,与BSOMP算法相比,BSCoSaMP算法可以得到更高的正确支撑集恢复百分比。
关键词:
认知无线电CR
频谱感知
欠奈奎斯特采样
正交匹配追踪OMP
压缩采样匹配追踪CoSaMP

移动通信车辆动态组网抗干扰效能评估仿真

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.026

作者:王淑娟1,李卫平2

作者单位:1.中原工学院信息商务学院 信息技术系,河南 郑州451191;2.铁道警察学院 公安技术系,河南 郑州450053

摘要: 针对传统的评估方法非移动通信车辆动态组网抗干扰效能评估不准确的问题,提出基于最大离差法与支持向量机法相互结合的移动通信车辆动态组网抗干扰效能评估方法,在分析移动通信车辆动态组网结构及评估指标的基础上,对移动通信车辆动态组网信息进行预处理,增加信息的准确度;引入基于最大离差法与支持向量机法相互结合,建立移动通信车辆动态组网抗干扰效能评估模型,实现抗干扰效能的评估。实验结果证明,采用改进的评估方法时,其评估相对误差较小,抗干扰效能评估性能好,具有一定的优势。
关键词:
移动通信车辆
动态组网
抗干扰效能
评估模型
仿真分析

瑞利衰落信道下基于平均速率安全性能分析

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.027

作者:袁良凤1,林胜斌2

作者单位:1.广西水利电力职业技术学院,广西 南宁530023;2.重庆通信学院,重庆400000

摘要: 针对现有的物理层安全技术缺乏以瑞利衰落信道为研究背景的安全性能分析,建立瑞利衰落信道下的窃听模型,首先分别用平均解码速率和平均发送速率来衡量传输系统的有效性和安全性,并推导其解析表达式。然后,将传输系统有效性和安全性的折中问题建模为多目标优化问题,通过线性加权和法进一步将其转化为单目标优化问题,并给出基于梯度下降法的最优发送速率求解算法。最后,通过数值仿真分析信号发送速率、窃听者位置、循环迭代次数等因素对系统安全性能的影响。
关键词:
物理层安全
平均解码速率
平均发送速率
梯度下降法

基于GOP分帧协作的多媒体多流并行传输机制

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.028

作者:靳 勇,钱振江

作者单位:常熟理工学院 计算机科学与工程学院,江苏 常熟215500

摘要: 针对移动多媒体通信的可靠性和并行多流的实时性保障问题,通过组建GOP分帧协作网络,提出了多媒体多流并行动态传输机制。首先,基于多媒体流结构和视频帧优先级与吞吐率、可解码帧率和信道质量的关系,提出了GOP分帧协作传输网络的构建和动态调整方案。其次,基于动态多媒体的状态分析了多媒体流数、信道质量、可解码帧率和误码率的变化规律,结合用户侧需求和通信距离,提出了基于GOP分帧协作的动态多媒体多流并行传输机制。最后,仿真实验证明了所提方案在实时性、并行效率和可靠性等方面具有良好表现,非常适合于并行大规模多媒体实时通信。
关键词:
GOP分帧
协作传输
多媒体流
动态调度
多流并行

基于基扩展模型的高移动性信道估计方法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.029

作者:黄锦锦,赵宜升,陈忠辉,赖鑫琳,董志翔

作者单位:福州大学 物理与信息工程学院,福建 福州350108

摘要: 针对铁路长期演进(LTE-R)通信系统,开展高移动性信道估计研究。通过引入基扩展模型,将LTE-R系统的信道冲激响应拟合为若干基函数与系数乘积和的形式。通过对基函数系数的估计,实现对快速时变信道进行近似。通过仿真对多项式基扩展模型、复指数基扩展模型、泛化复指数基扩展模型和优化泛化复指数基扩展模型进行性能对比。仿真结果表明,优化泛化复指数基扩展模型具有最低的归一化均方误差。此外,对于优化泛化复指数基扩展模型,分别探讨了不同移动速度、不同基函数个数和不同调制方式下的估计性能。仿真结果显示,在较高移动速度、较少基函数个数及较高阶调制方式下,优化泛化复指数基扩展模型仍然具有较低的归一化均方误差。
关键词:
信道估计
高移动性
基扩展模型

计算机技术与应用

面向网络股评观点的垂直搜索引擎设计与实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.030

作者:王 帅,黄永峰,胡 萍

作者单位:清华大学 电子工程系 下一代网络及应用技术研究室,北京100084

摘要: 股票市场是国家宏观经济环境的晴雨表。网民对股市评论观点在很大程度上反映了股市行情,也影响着股市涨跌。因此,通过网络文本情感极性分析技术和搜索引擎技术来挖掘网络股评观点是当前信息和金融学科的交叉研究课题热点之一。设计了一种融合全文搜索和观点挖掘的面向网络股评的垂直搜索引擎系统结构,提出了一种面向网络股评主题数据采集的定点收割算法和爬虫结构,并建立了一种网络股评的多粒度模糊计算的无监督情感极性分类方法,能实现股评观点的在线分析。通过对实现的垂直搜索引擎的测试表明,其在情感极性分类精度、爬虫数据采集效率、搜索引擎响应时间等性能指标上都能满足实际应用要求。
关键词:
网络股评
情感计算
搜索引擎
主题爬虫

基于无人机的飞机机身快速检测系统

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.031

作者:魏永超,赵 伟

作者单位:1.中国民用航空飞行学院 飞行技术与飞行安全科研基地,四川 广汉618307; 2.中国民用航空飞行学院 航空工程学院,四川 广汉618307

摘要: 为了解决飞机机身快速检测问题,提高检测的效率和准确度,设计了一种利用无人机搭载检测设备对飞机机身进行检测的飞机机身结构快速检测系统。利用多旋翼无人机的优点,系统硬件采用了多层次、模块化的开放式结构设计,构造了一套通用的软件测试平台。整个系统分为移动机载控制平台和后端处理平台两个部分,能够实现图像的回传和检测过程的实时监控,并通过对采集的数据进行分析处理,得出最后的诊断结果和检测报告。最后,通过完成的系统对真实飞机检测,数据结果验证了系统的有效性,可以用于飞机的快速检测。
关键词:
无人机
飞机机身
三维扫描
数据处理

基于Spark的改进关联规则算法研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.032

作者:叶 璐,董增寿

作者单位:太原科技大学 电子信息工程学院,山西 太原030024

摘要: 针对关联规则Apriori算法在信息爆炸时代面对海量数据时,其计算周期大、算法效率低等问题,将数据以特定的数据结构进行存储,降低数据遍历次数;在连接操作前进行剪枝操作,并且改变剪枝操作的判定条件;同时将改进算法IApriori与基于内存的大数据并行计算处理框架Apache Spark相结合,提出了一种基于Spark的Apriori改进算法(Spark+IAprior)。实验结果表明,Spark+IApriori算法在集群伸缩性和加速比方面都优于Apriori算法。
关键词:
关联规则
Apriori
MapReduce
Hadoop
Spark

结合轮廓粗筛和HOG细分的快速行人检测方法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.033

作者:张 莉1,魏艳鸣2,周 兵3

作者单位:1.浙江长征职业技术学院 计算机与信息技术系,浙江 杭州310012; 2.河南经贸职业学院 信息管理系,河南 郑州450018;3.郑州大学 信息工程学院,河南 郑州450001

摘要: 为解决现有行人检测方法虚警率高、运算效率低的问题,提出一种快速行人检测方法。首先,依靠轮廓的几何特征进行第一层粗筛选,依据轮廓的不变矩特征进行第二层粗筛选,剔除干扰目标,降低虚警率。在此基础上,裁剪图像上的可疑图像块,仅在可疑图像块上提取HOG特征,并结合线性支持向量机进行特征分类,进一步降低虚警率。同时由于大幅减少了提取HOG特征的数量,从而提高了运算效率。仿真实验在INRIA数据集上进行训练,在Caltech数据集上进行验证。结果表明,该方法的行人检测虚警率低,运算效率高。
关键词:
行人检测
轮廓提取
不变矩
方向梯度直方图
支持向量机

无人机序列图像快速三维重建系统设计与实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.034

作者:谢理想,万 刚,曹雪峰,王庆贺

作者单位:信息工程大学 地理空间信息学院,河南 郑州450001

摘要: 设计并实现了一种适用于高分辨无人机序列图像的快速三维重建系统(FDroneMap)。通过两个方面的改进提高系统运行的效率:一方面对重建算法进行优化,使用了一种新的基于哈希表的图像匹配方法,并根据无人机图像的时空序列特性对匹配策略进行调整,加快图像匹配速度;另一方面对重建算法各个模块进行并行化设计,提高系统对硬件的性能使用率。对比实验表明,在处理高分辨率无人机序列图像时,FDroneMap能显著提升三维重建的效率,并且能保证重建精度。
关键词:
无人机
哈希匹配
时空序列
并行

多传感器融合与邻居协作的车辆精确定位方法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.035

作者:黄金国1,周先春2

作者单位:1.江苏开放大学 信息与机电工程学院,江苏 南京210017;2.南京信息工程大学 电子与信息工程学院,江苏 南京210044

摘要: 针对现有车辆定位装置定位精度不高的问题,提出一种面向车辆自组织网络的车辆精确定位方法。首先,获取车辆上的多传感器信息,融合这些信息构建当前车辆的状态模型;然后,采用贝叶斯滤波方法计算车辆当前状态的可信度;接着,结合当前车辆的一跳邻居车辆信息估算其相对位置;最后,综合上述信息修正车辆的当前位置,提高车辆定位精度。实验表明,与常用的全球定位系统(GPS)、扩展卡尔曼滤波方法相比,该方法的定位精度高,且受GPS定位误差的影响小。
关键词:
车辆定位
多传感器融合
邻居协作
贝叶斯滤波
可信度

电源技术与应用

基于载波混合SPWM控制模块化多电平变换器的研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.036

作者:袁知文,董秀成,余小梅

作者单位:电力电子节能技术与装备重点实验室(西华大学),四川 成都610039

摘要: 模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)是柔性直流输电的应用热点之一。针对传统脉冲宽度调制方式在MMC系统中存在使每个模块单元输出功率不等,输出波形性能降低等问题,提出了一种基于载波混合脉冲宽度调制策略(carrier-based hybrid SPWM,CBH-SPWM)。该调制策略同时包含了载波重叠和载波移相两种调制方法的特点。一方面提高了输出电压的性能,另一方面使MMC中每个模块输出功率相等。仿真结果验证了所提CBH-SPWM方法的正确性与有效性。
关键词:
模块化多电平换流器MMC
模块输出功率
输出性能
载波混合SPWM

非隔离式CC/CV模式切换PI控制燃料电池升压充电器设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.037

作者:姚 金

作者单位:梧州学院 机械与材料工程学院,广西 梧州543000

摘要: 为实现燃料电池对锂聚合物电池充电纹波降低,提出非隔离式恒定电流/恒定电压模式切换PI控制燃料电池升压充电器设计方法。针对燃料电池需要电源启动平衡设备问题,将其作为锂聚合物电池备用充电电池,并对充电过程中传统升压充电器存在的纹波幅值较大,不利于电池寿命的问题,通过升压充电器稳态特性分析和传递函数推导,设计了基于商用集成电路MAX745的外部PI控制器,实现了恒定电流(Constant current,CC)和恒定电压(Constant voltage,CV)充电模式切换,获得较好的纹波抑制和稳定充电效果。实验结果表明,所提算法具有较高的稳定裕度,并可获得较快的充电速度和较低的电池损耗,验证了所设计充电电路的有效性。
关键词:
非隔离式
PI控制
模式切换
升压充电器
燃料电池

分布式发电微网控制系统的设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.038

作者:谢 檬,赵录怀,王 娟

作者单位:西安交通大学 城市学院,陕西 西安710018

摘要: 为了节约能源和保护环境,人们已经努力发展和使用可持续能源。光伏发电、风力发电和燃料电池发电将成为今后主要的分布式发电方式。所设计的分布式发电微网控制系统,将分布式电源发出的最大功率通过微控制器、H桥电路、驱动电路、采样电路双闭环控制、储能装置,在负载或分布式电源输出功率变化时,利用双闭环系统以稳定直流母线电压,该系统使得最大功率跟踪模块能量可以向电网输送,实现能量的双向流动。经过测试,控制系统可以完成光伏电池的最大功率的输出控制,并使得在电压稳定度的范围内很小,且达到很高的稳压精准度。
关键词:
分布式电源
光伏电池
最大功率跟踪
H桥式电路

1 800 MHz射频能量收集系统仿真与分析

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.06.039

作者:铁欢欢,刘高平

作者单位:浙江万里学院 EDA重点实验室,浙江 宁波315100

摘要: 射频能量收集系统的输出电压以及功率转换效率(PCE)是衡量系统性能的两个重要参数。本文电路工作在1 800 MHz频段,主要由接收天线、阻抗匹配电路、六阶整流倍压电路和负载电路构成,在ADS仿真时信号源功率在-30 dBm~0 dBm之间变化、负载电阻值在100 kΩ~500 kΩ之间变化,观察整个电路输出电压和功率转换效率的变化情况。结果表明,增大入射功率和负载电阻都能提高电路输出电压,PCE随着入射功率的增强而增大但会随着负载电阻的增大而减小,收集较大功率射频信号的系统无论是输出电压还是功率都可以满足低功耗设备的工作需求。
关键词:
射频能量收集
输出电压
功率转换效率
AdvancedDesignSystemADS仿真