改进的数字匹配滤波器的设计及FPGA实现

提出一种改进的数字匹配滤波器(digital matchedfilter,DMF)结构。在发送端用2个码元长度为N的同一伪随机序列重复对一个基带数据码元进行整周期扩频,替代常规的用一个码元长度为2N的伪随机序列对一个基带数据码元进行整周期扩频。在接收端只需要用码元长度为N的DMF来实现解扩,将同一个基带数据码元内出现的两个相关峰叠加后输出即可。分析并仿真了改进的DMF的检测概率和虚警概率。基于递归折叠原理实现了改进的DMF结构。实验结果表明,在相同扩频增益的条件下,该改进结构与基本DMF的检测概率和虚警概率基本相同,而与递归折叠结构相比,该改进结构大大节约了硬件资源。     

实现中频衰落模拟的新方法

本文主要根据IEC1984年12E文件提出的数字无线电系统抗衰落特性实验室测量方法,提出了一种新的实现方法.它利用一种具有多抽头的延迟线就可取代一般衰落模拟器中技术难度较高的无限移相器及其构成部件.     

硅基转接板上传输线的电学特性

对硅基转接板上单层RDL(redistribution layer)和多层RDL传输线的损耗特性进行了深入的分析和比较。研究了硅的电阻率、传输线几何尺寸(包括线宽,线高和介质厚度等)对传输特性的影响,并总结了硅基上单层RDL和多层RDL传输线的不同传输规律。另外,提出了一种优化的叠层结构和差分信号线结构,大大改善了硅基上互连结构的传输性能。     

基于DMF的Rake接收机的捕获性能分析

对数字匹配滤波器(DMF)的Rake接收机的捕获性能进行了深入讨论,利用状态转移图推导出频率选择性信道下Rake接收机的平均捕获时间的表达式,并进行了数值分析.得出的主要结论是:DMF的Rake接收机具有很快的捕获速度;对于频率选择性信道,接收信号存在可以分离的多径分量,采用Rake接收机的检测性能要比常规接收机的检测性能好;Rake接收机的抽头数越多,平均捕获时间就越长,捕获性能就越差; Rake接收机的抽头数越多,门限取值范围就越宽.     

上下文相关算术编码的VLSI结构设计

由于上下文相关算术编码(CAE)方法的良好压缩特性，使其适用于二值形状视频对象的编码．然而CAE配编码所消耗的运算资源较大，不能满足实时视频编码的要求．为了有效减少数据载入次数，提出一种高效的上下文相关算术编码(CAE)的VISI结构．采用延迟线结构保存输入像素，使其在以后的处理中重复利用．实验结果表明，采用这种结构，有效减少了存储器的访问次数，在计算概率索引时，避免了加法操作，从而达到了利用较少的门电路实现高效编码的设计目标．     

压缩查找表的高精度CORDIC算法设计

目前16位精度的坐标旋转数字计算机(CORDIC)算法设计存在输出时延长、硬件消耗大等问题,而在数字加密和信息安全等领域需要32位乃至更高精度的输出.文中提出了一种基于压缩查找表的32位精度CORDIC算法,根据内在迭代规律分解并压缩查找表,还采用区间折叠、角度重编码和合并迭代等,实现了一种电路资源消耗不大,输出时延仅需3个时钟周期,基于定点数格式的算法设计.仿真结果表明,查找表容量压缩到常规方法所需容量的1. 78%,输出时延从常规方法所需的8个时钟周期降低至3个时钟周期,输出平均误差为2. 3048×10-10.本设计具有电路资源消耗少、精度高、输出时延低等优点,更适合实时性强、硬件资源紧凑的现代通信应用场合.     

基于多尺度投入-产出表的中国对外贸易产业结构调整多目标优化

出口贸易引发的资源流失风险是当今研究的热点. 本文动态地分析了出口贸易引起的资源流出变动及其影响因素, 并对2018-2022年中国地区出口贸易进行优化调整. 首先, 本文利用行业间投入-产出表和资源消耗数据计算中国各行业的直接和完全资源消耗系数; 其次, 利用结构分解模型挖掘出口导向的隐含资源流出量变动的主要原因; 随即, 将45个行业进行聚类分析, 探讨未来各行业的节约资源潜力和调整路径; 最后基于情景分析和多目标优化理论, 从出口贸易结构, 贸易额和技术发展视角对中国未来出口贸易进行模拟分析. 实证分析结果表明: (1) 直接消耗强度, 技术进步, 出口总量和出口结构等4个影响因素中, 出口额对资源流失风险的贡献率最大. 直接能源消耗强度有助于降低因出口导致的能源流出, 而完全消耗水资源强度的降低大大减少了资源流失风险, 符合现实； (2) 以2017 年为基准年, 利用多目标优化模型求解2018-2022年出口结构和出口量, 结果表明优化结果有利于降低资源流出量. 通过调整未来各行业资源消耗强度, 优化结果发现技术提升带来的资源节约优势逐渐增强, 本文认为, 为技术改善的资金(人员)投入的边际产出呈现逐渐增强效应.     

基于DVB-S2标准低密度奇偶校验码译码器设计

为解决DVB-S2标准下码长较长,译码器资源消耗较高,但速率要求较高的问题,研究了DVB-S2标准LDPC (Low Density Parity Check Code)码译码器的硬件结构.利用校验矩阵周期特性,以16 200 bit码长和0.6码率为例,设计了基于共享内存和后验概率累加储存的译码器结构.实验表明,该设...     

抗单粒子瞬态的辐射加固压控延时单元

为解决空间应用的延迟锁相环中压控延迟线易受单粒子扰动问题,提出了一种加固的压控延迟线结构。在分析了传统压控延时单元的单粒子敏感性基础上,通过在延时单元的输出节点之间增加2个NMOS管和2个PMOS管形成正反馈结构,提高了延时单元的抗单粒子瞬态特性。在输入参考时钟为1 GHz时,先通过计算机辅助设计技术(TCAD)混合仿真验证了该单元的加固效果:当LET值?_1为20 MeV·cm~2/mg时,提出的加固结构将电压扰动幅度降低了44.9%;当LET值?_2为80 MeV·cm~2/mg时,翻转电压降低幅度为23.7%。再基于Spice仿真,验证了在延迟锁相环实际工作的锁定状态下,该结构起到了抑制压控延迟线中单粒子瞬态的作用。仿真结果表明,对比传统的加固方法,提出的加固压控延迟线结构在只付出13.6%的面积增加代价下,在533 MHz～1 GHz的频率范围内实现了对两种LET值下的单粒子瞬态免疫。     

基于吡嗪基吡唑类卟啉构筑的配位聚合物的合成、结构及性质研究

使用吡嗪基吡唑类卟啉配体与CdCl_2·5H_2O在溶剂热条件下构筑了两个卟啉基配位聚合物[Cd(TPPP)]·DMF(1)和[Mn(TPPP)]·DMF (2),并通过单晶X射线衍射分析、元素分析和红外光谱表征了其结构组成.单晶结构分析显示:化合物(1)属于三斜P-1空间群,化合物(2)为单斜P2_1/c空间群.化合物(1)和(2)均为一维链状结构,并通过C—H…π分子间作用力连接为三维超分子结构.热重曲线和紫外-可见漫反射光谱显示,化合物(1)和(2)具有良好的稳定性和可见光吸收性能.固体光致发光光谱表明化合物(1)有明显的发射峰,是潜在的发光材料.     

直扩系统中匹配滤波器的FPGA实现及优化设计

数字匹配滤波器也称作数字相关器,文章介绍了数字匹配滤波器在FPGA上的实现方式,对于卫星通信等领域中要求的匹配长度较长而导致的器件消耗增大,讨论了资源优化的途径,并对比2种优化方式,给出了经改进后的逻辑复用的FIR结构;综合结果表明,该结构能有效地节省器件的消耗。     

OFDMA系统中支持混合业务的跨层资源分配算法

针对正交频分多址接入系统（OFDMA）下行链路资源分配问题,提出一种支持混合业务的跨层子载波-功率-比特联合分配算法.引入平均时延控制因子和丢包率控制因子作为时延敏感（DS）业务服务质量（平均时延和丢包率）的控制参数;每分配1个子载波后立即对该子载波所属用户进行一次最优的子载波功率和比特分配,该联合分配方案可最大化系统功率效率.仿真结果表明：该算法既可同时保证不同类型DS业务的服务质量,又可提高时延不敏感（NDS）业务的平均吞吐量并保证用户间的公平性.通过调整2个控制因子不仅能满足不同DS用户的服务质量要求,还可在DS用户服务质量和NDS用户的吞吐量间达到不同的折衷,以满足各种系统设计要求.     

基于电力物联网的边缘计算任务卸载优化

为了解决传统卸载模型仅涉及用户设备和边缘计算资源,而在云端资源利用上存在局限性的问题,通过有效利用计算任务时延、能耗及计算资源配置,提出了基于深度强化学习算法的计算任务卸载策略和资源配置优化算法,建立了边云协同的时延、能耗及能效模型,研究了用户设备数量、任务量、任务优先级等对时延、能耗及能效的影响。结果表明：边缘计算服务器资源配置为30 GHz较为合理;高级计算任务优先处理策略和计算资源优化分配,使得时延、能耗均较低;本文所提出的优化算法在时延、能耗及能效方面均优于其他3个对比算法,表明针对不同用户设备数量和计算任务量场景,本文所提出的优化算法和建立的模型能够更有效的实现基于电力物联网的计算任务卸载策略和资源配置优化。     

CSMA—SNP/TR协议的性能优化

在传统的CSMA/CD协议的基础上,本文提出了一种性能更佳的优化CSMA-SNP/TR协议,并从理论分析和模拟实验中得到验证.本研究的理论分析以马尔可夫链(Markov Chain)为基础,通过优化数学模型得出一个重要的延迟方程,并以此作为推测到达率的依据.这种以确定的负反馈方式求得的最佳延迟,最大限度地缩短了冲突浪费的时间,系统的吞吐量可达0.97,而延迟比相同负载下CSMA/CD的延迟小得多.模拟实验结果表明,优化CSMA-SNP/TR较为明显地改善了CSMA/CD在重载下的性能,尤以对延迟特性的改善更为显著.     

CORDIC算法的优化及实现

为提高坐标旋转数字计算(CORDIC)算法的精度并降低硬件资源消耗,对CORDIC算法收敛性以及旋转序列的选取进行了研究.针对圆周系统下CORDIC算法的角度覆盖范围、硬件资源和运算精度等问题提出了进一步的优化措施.利用经过优化后的CORDIC算法,在FPGA中实现了流水线结构的正余弦函数和反正切函数,并把运算精度与硬件资源消耗与Xilinx IP核进行了比较.比较结果表明该优化算法在提高运算精度的同时能够有效降低硬件资源消耗.      

面向高效节能和拥塞优化的 WSN 数据汇集算法研究

无线传感器网络应用中经常需要对信息进行查询,而查询主要通过数据汇聚完成。过多的数据查询必然引起能量的快速消耗。通过分析无线传感器网络中基于查询的数据汇聚算法,并设计实现了基于树结构的数据汇集算法;并引入了能量估算模型和延时抖动模型,提出基于树结构的汇聚改进策略;同时基于 TOSSIM 仿真平台建立WSN网络;调节不同参数数值,测试数据汇聚算法的成功应答率、总能量消耗、总传输次数和总延迟等性能指标。实验表明：该改进算法通过数据汇聚算法在能源消耗和传输拥塞控制上达到较好的表现。     

一种用于两跳中继网络的节能调度方案

针对两跳OFDMA中继蜂窝网络,提出一种节能比例公平调度方案.根据不同业务类型的时延需求和单位比特能耗等QoS参数来设计业务调度优先级因子,并给出一种高效的资源分配方案.数值仿真结果表明,本文给出的调度方案在保证不同类型业务QoS需求的同时,能有效降低系统能耗,提高系统吞吐量.     

PLC控制电梯的研究和五层模型电梯的研制

基于三菱公司Ｆ／Ｆ１／Ｆ２／ＦＸ２系列ＰＬＣ的指令系统，提出了电梯集选控制的一种递推选层算法，该算法可明显地减少编程语句，优化程序设计。所研制的五层模型电梯，具有相当的复杂程度，既可用于ＰＬＣ教学，又可用于实用电梯控制软件的研究及调试。     

基于FPGA的Turbo码译码器设计与实现

对Turbo码的Log-MAP译码算法进行了研究,引入滑动窗技术对Log-MAP译码算法进行了优化,并设计了适合硬件实现的流水线结构的译码器。结合3G标准规定的数据速率,对译码器和交织器进行硬件电路的设计和FPGA实现。仿真结果表明所设计的电路在译码性能和延迟方面满足实际要求,具有一定的实用价值。