星地链路雨衰信道动态特性的HIL仿真

为进一步研究自适应传输、功率控制和分集等毫米波频段星地链路的抗雨衰措施,提出了一种雨衰信道硬件在环路HIL(Hardware-in-the-loop)仿真系统的原理与实现方案.讨论了U.C.Fiebig等人提出的基于时间序列发生器原理的雨衰信道动态预测模型,设计并实现了基于MATLAB/SIMULINK软件与FPGA硬件相结合的雨衰信道硬件在环路实时仿真器.在此基础上,对不同降雨衰减条件下的MPSK/MQAM自适应调制抗雨衰措施及误码率性能进行了分析和比较,HIL仿真结果与理论上的预测分析是一致的.这种HIL雨衰信道仿真器可以用于检验卫星通信系统抗雨衰措施的有效性.     

网络控制系统反馈和前向通道的随机时延补偿

针对网络化控制系统的网络诱导时延,提出了一种改进的补偿时延的预测控制方法。对于反馈通道,根据测量的反馈时延设置预测步长,采用柔性控制增量算法设计预测控制器对时延进行补偿。对于前向通道,前向时延相对控制器来说是未知的,为此在系统输出端和前向通道间添加一个反馈补偿环节,设计一个控制补偿器估算出历史时刻实际作用于被控对象的控制量与控制器在此时刻输出的控制量之间的误差,用该误差来补偿前向时延的影响。当被控对象参数缓慢变化或未知时,给出了渐消记忆递推最小二乘辨识算法的网络化反馈修正算法。最后对闭环系统的稳定性做了分析并通过仿真验证了该策略的有效性,保证了网络化控制系统的良好性能。     

Ka频段自相关雨衰预测模型

针对目前雨衰预测模型在Ka频段雨衰估计中复杂度高、计算量大的问题,提出了一种结构相对简单、计算量较小的自相关雨衰预测模型.该模型首先利用前导雨衰数据之间的自相关性,采用平均误差功率最小的原则计算出模型的参数,然后结合前导数据迭代推算出Ka频段各个频率点的雨衰值.仿真结果表明,不同的前导数据量和预测间隔具有不同的预测精度,在前导数据量为20、预测间隔为0.05 GHz时,新模型的雨衰量预测误差在整个Ka频段均达到10-5dB以下.     

APF指定次谐波电流无差拍控制策略

针对传感器在信号采集时易受噪声干扰影响检测精度的问题,提出一种基于卡尔曼预测的指定次谐波电流无差拍控制方法.该方法是通过离散傅里叶谐波检测方法检测出电网中指定次谐波含量,建立当前的谐波方程,通过卡尔曼算法预测出下一补偿时刻该次谐波的相位和幅值,从而确定该补偿时刻的指令电流.研究结果表明:卡尔曼算法预测同时可以滤除干扰信号,实现指定次谐波电流的高精度无差拍控制.研究结果突破了传统无差拍控制受噪声干扰的问题,实现了电网中含量较高的5、7次谐波采用单独检测与单独补偿,对提高有源电力滤波器补偿精度具有实际应用价值.     

磁流变阻尼器的磁滞效应与神经网络预测调整

研究了磁流变阻尼器的磁滞效应对控制效果的影响,提出了采用神经网络预测的方法来减小磁滞效应对振动控制的不利影响.通过过去时刻和当前时刻的结构响应来预测将来时刻的结构响应,并用线性最优控制(LQR)算法经将来时刻结构响应计算得到主动控制力,为磁流变阻尼器产生该主动控制力赢得时间.研究结果表明:通过神经网络预测能有效补偿磁滞时间,使控制效果接近无磁滞效应的控制效果.     

基于信道衰落相关矩阵的自适应多天线技术

为了在满足目标频谱效率和目标误码率前提下减小多天线系统的发送功率,针对采用线性接收机的无编码空间复用系统,提出了一种发送天线选择及速率(调制方式)分配、功率分配准则。该准则利用了信道衰落的空间相关矩阵,以各子码流的误码率为约束条件,对发送功率进行优化。仿真结果表明:该准则相比于目前已有的天线集合及调制方式选择准则有2 dB的信噪比增益。给出了逼近该准则性能的简化算法,该算法在很大范围内能达到穷举搜索的性能。     

基于改进k-means算法的可见光通信非线性补偿技术

可见光通信系统中,正交频分复用技术的高峰均功率比会加大发射信号产生非线性失真的概率。为了降低系统的误码率,提出了一种改进的k均值(k-means)算法的非线性补偿技术。该算法考虑了信号的传输特性,运用Dijkstra算法优化了k-means算法中初始点的选择,能够准确地找到接收信号星座图的聚类中心,避免了传统k-means算法在选择初始聚类点时陷入局部最优解。仿真结果表明,相比于传统的k-means算法,改进的k-means算法能更准确地找到非线性失真后信号的星座点位置,因此能有效地解决可见光通信系统的非线性问题,降低了系统的误码率。     

基于信道线性滤波估计的迭代解调及译码技术

为了提高衰落信道下基于判决反馈的差分迭代译码 (Turbo DPSK)系统的性能 ,针对系统的特点 ,提出了一种基于信道增益线性滤波估计的解调 /译码算法。与传统的基于信道增益线性预测估计的 Turbo DPSK解调 /译码算法相比 ,新算法在根据判决反馈进行信道增益 hi 的估计时 ,不仅利用了时刻 i以前的波形值和判决反馈 ,而且还利用了 i时刻本身的波形值和判决反馈 ,因而能更有效地消除噪声干扰 ,获得更准确的信道估计 ,从而提高了系统的性能。仿真结果表明 ,该算法对系统性能确有明显的提高 ,在误码率为10 - 4时 ,性能增益大约为 0 .6 d B。     

MIMO-OFDM系统自适应分步功率分配算法

研究了一种针对MIMO-OFDM系统的自适应分步功率分配算法,在通信系统总功率约束的情况下,采用速率最大化准则计算开关信道的临界值,从而利用最小均方误差准则进行自适应分步功率分配.仿真表明:基于分步算法自适应功率分配的MIMO-OFDM系统误码率低于采用注水算法和MMSE算法的系统误码率,其频谱效率也优于另外两种算法;同时,对于分步算法,随着天线数目的增加,系统的误码率明显降低,频谱效率明显提高,验证了该算法没有奇异性.     

短期光伏发电系统功率预测

针对光伏功率预测没有充分利用历史数据的问题，提出一种改进随机森林算法与长短期记忆神经网络相结合的预测方法（IRF-LSTM）。利用粒子群算法优化随机森林算法中的参数，并对原始气象数据进行特征选择。将特征选择后的结果作为输入，对预测模型输出的结果进行反归一化处理得到预测的功率序列。选用某光伏电站的实测数据对该算法模型进行预测，结果表明：该方法能充分利用预测时刻之前的气象时间序列，有效提高光伏功率预测精度，与RF-LSTM方法、单一LSTM方法相比具有更高的准确性，预测误差更小。     

Ka波段卫星通信上行链路功率控制算法

为了减少降雨衰减对Ka波段(30/20 GHz)卫星通信系统信号传输质量造成的影响,提出了一种改进的上行链路功率控制方法,即在控制方法中增加一个修正参数。该方法针对不同控制周期选取不同的修正参数,以提高上行链路降雨衰减的预测精度。仿真结果表明,该方法具有较好的补偿效果和精度。     

Ka波段多波束卫星通信降雨衰减功率优化法

降雨衰减是影响Ka波段卫星通信系统传输质量及系统性能的主要因素之一。为了保证卫星通信链路的传输质量,根据我国的降雨统计数据,计算得到了Ka波段降雨衰减的等值分布图,并采用功率优化法对多波束天线系统的转发器功率进行优化分配,以补偿降雨衰减的影响。研究结果表明,该方法在减小降雨衰减对通信传输质量的影响方面具有较好的效果。     

基于改进梯度投影法的MIMO-NOMA系统迭代信号检测算法

针对多输入多输出-非正交多址(multiple-input multiple-output non-orthogonal multiple access,MIMO-NOMA)系统信号检测问题,基于改进梯度投影(improved gradient projection,IGP)方法,提出一种适用于多用户MIMO-NOMA系统的上行链路的迭代信号检测算法。在该算法中,利用MIMO-NOMA系统中活跃用户的稀疏特性,基于IGP方法实现对发送信号的迭代恢复;在每次迭代后,先对所得估计解向量进行预处理,以得到更为接近真实值的估计值,接着再对活跃用户支撑集进行更新,以便于下次迭代操作。仿真结果表明,与经典的基于压缩感知的信号检测算法相比,基于IGP的迭代算法具有更低的误比特率(bit error rate,BER),在计算复杂度基本相同的条件下,可取得更佳的BER性能。     

改进PTS技术和改进阈值限幅法结合的PAPR降低方法

针对阈值限幅法误码率极大和部分传输序列(PTS)技术复杂度高的问题,提出一种改进的基于阈值限幅和PTS技术的正交小波包复用(OWPM)系统高峰均功率比(PAPR)降低方法.仿真结果表明:改进后的算法性能得到提升,且经阈值限幅法和PTS技术联合处理后,能够在尽量不影响原系统误码率性能的前提下,更好地降低系统PAPR值,同时也降低了系统计算复杂度.     

空间调制信号的改进M-ML检测算法

空间调制(SM)系统的最大似然(ML)最优检测算法的计算复杂度很高,具有较低计算复杂度的M-ML检测算法受到了人们的关注.M-ML算法按照接收天线序号由小到大的顺序进行检测,从误比特率性能角度考虑并不是最佳的.通过研究不同检测顺序对算法性能的影响,提出了两个改进的M-ML算法,仿真结果表明改进的M-ML算法在误比特率性能上优于M-ML算法.由于M-ML算法在不同的信噪比下每层保留固定的节点数M,尤其在高信噪比时会造成计算资源的浪费,因此提出一种动态M-ML算法,即通过门限值自适应选择每层保留的节点数.仿真结果表明动态M-ML算法降低了M-ML算法的计算复杂度,同时性能逼近M-ML算法.     

桓仁水库汛限水位动态控制决策支持表研制

针对水库汛限水位动态控制方案的具体化和可操作性问题,依据水库调洪计算原理和流域水量平衡原理,研制了桓仁水库汛限水位动态控制决策支持表.由此套表,即可根据实时和预报的水雨工情信息,确定面临时刻允许控制的库水位值及控泄流量等,方便水库调度技术人员和决策人快速查算、决策.该研究方法可供我国调节性能较高的大型水库(水电站)汛期洪水退水段库水位实时控制借鉴参考.     

改进的Turbo码自适应迭代译码算法及其性能仿真

获得优良的差错控制特性和多次迭代处理产生大的时间延迟是一对矛盾.为了有效解决这一问题,对Turbo码机理和迭代译码技术进行了深入研究,在此基础上,提出一种改进的自适应迭代译码算法.该算法的实质在于其新颖的译码迭代终止判决策略.通过使用译码器产生的尾比特进行错误检测并设计合适的最小迭代译码次数Imin,可以确保在较低的误码率情况下,有效地减少平均译码处理的迭代次数.计算机仿真以及对仿真结果的比较分析证明了这种改进的Turbo译码算法能够有效减少译码时间延迟.     

基于预测分离的无线传感器网络多目标跟踪算法探讨

针对无线传感器网络目标跟踪中的限制因素,提出了一种基于预测分离的无线传感器网络多目标跟踪算法。该算法利用混叠信号分离的原理对多目标混叠信号进行分离,得出每个目标所产生的单一信号,计算每个目标的状态;根据目标前一时刻的状态,用直线预测的方法预测目标下一时刻的状态,最后通过仿真验证算法。     

抑制OFDM信号峰均比的优化脉冲整形

为了进一步降低正交频分复用系统中高的峰均比。通过分析基于脉冲整形抑制峰均比的正交频分复用系统模型,提出一种选择最优奈奎斯特脉冲的方法．该方法在保证系统误码率性能不受影响的条件下,可以根据具体应用调节系统峰均比抑制性能,调节参数为整形脉冲的滚降因子,使改进的奈奎斯特脉冲整形技术具有更强的适应性和实用性．仿真结果表明：优化的脉冲整形技术能够明显提高峰均比抑制性能,同时保证系统的误码率最小;通过选择合适的滚降因子,峰均比可接近单载波信号且保持系统误码率不变．     

光MIMO-OFDM预编码矩阵优化

由于水下非成像光多输入多输出正交频分复用(multiple input multiple output-orthogonal frequency division multiplexing,MIMO-OFDM)通信系统采用强度调制-直接检测的通信方式,缺失频率和相位分量,不同光源的光束在接收端相互叠加,因此其信道相关性强,误码率(bit error rate,BER)高。针对这一问题,提出一种基于非成像光MIMO-OFDM接收信号欧氏距离的预编码算法。假设发送端预知信道状态信息,在满足光信号非负性和总功率受限的约束下求解最优预编码矩阵,通过对不同光源分配不同的功率实现最大化接收信号的最小欧氏距离。系统发送端通过预编码矩阵对信号进行预编码,接收端通过最大似然方法对最大化欧氏距离的接收信号进行解码。仿真结果表明,与基于奇异值分解的光MIMO预编码算法相比,提出的算法在总功率不变的前提下,进一步降低了非成像光MIMO-OFDM系统误码率。