5G电力应急通信装置的研究和设计

 从理论、硬件、软件、组网应用及关键技术等方面研究了5G电力应急通信装置。5G电力应急通信装置具有一款多端口多模组的融合网关，并采用多模融合、抗干扰等技术，实现了5G网络与电力无线专网以及其他网络的兼容，可依据无线信道质量选择无线网络，支持动态路由，能够为电力数据回传提供可靠高速的无线传输通道，满足了应急救援指挥行动的通信需求。     

超奈奎斯特的频谱效率与参数优化分析

对超奈奎斯特(faster than Nyquist, FTN)和奈奎斯特系统的频谱效率进行了对比分析。在绝对带宽的前提下,首先证明了基于根升余弦函数脉冲的单载波FTN可达速率大于奈奎斯特可达速率,并推导了有子载波间干扰的多载波FTN的频谱效率公式。本文证明了单载波FTN的频谱效率大于奈奎斯特系统的频谱效率,并且证明了单载波FTN的频谱效率随着滚降因子的减小而增大。基于频谱效率公式和数值仿真,本文给出了多载波FTN对于不同滚降因子的最优子载波间隔。结果表明,即使存在子载波间干扰,基于最优子载波间隔的多载波FTN频谱效率也高于正交系统(奈奎斯特)的频谱效率。     

从EOG扫视信号中提取眼球位置信息

提出了一种基于理想EOG曲线的处理算法从包含噪声和非线性漂移的EOG信号中提取扫视运动发生时眼球的位置数据。其基本思想是,根据眼运动的特点构造理想EOG曲线模型;基于理想EOG曲线提取特征值,根据特征值分类提取位置数据。通过一个实验讨论了算法的有效性,实验证明对扫视运动偏转角的提取可以精确到4°。     

铸造残余应力对铝合金副车架疲劳寿命的影响

运用ProCast软件对真空压铸铝合金副车架进行铸造工艺仿真,得到副车架的残余应力场.通过中间文件把残余应力作为初始条件加载到副车架力学分析有限元模型上,利用HyperMesh、ABAQUS、Fe-Safe等软件对副车架进行疲劳寿命分析.结果显示残余应力使纵向工况、侧向工况、垂向工况中的疲劳寿命分别降低了48%、71.3%、32.5%.对副车架进行台架试验,结果表明:考虑了残余应力的疲劳仿真结果更接近台架试验结果,并且该铝合金副车架的性能指标符合实际使用要求.因此考虑了残余应力的疲劳仿真对真空压铸铝合金副车架的生产更具指导意义.     

基于BICM-ID的多址接入协同中继系统的性能研究

为了提高联合网络编码调制在多址接入中继系统的上行链路衰落信道下的性能,提出了在中继节点处使用卷积码与16进制正交幅度调制改进集分割映射星座映射方式相匹配的联合编码调制方式,并在基站处设计了相应的迭代译码解调方案。通过衰落信道下系统误比特率的性能渐近限和外信息转移图的分析,证明了在衰落信道下,改进集分割映射在卷积码迭代译码方案下优于传统格雷映射方式。软件仿真结果也证明了在瑞利衰落信道下,改进集分割映射相对于传统格雷映射方法在误码率为10^-5时获得了4 dB的显著性能增益。     

多址接入中继系统中LDPC乘积码的优化设计

针对两个用户、一个中继节点、一个基站的多址接入中继系统提出了一种基于低密度奇偶校验（low density parity check,LDPC）乘积编码的网络编码方案。为了进一步提升系统性能,方案中采用了一种基于外信息转移（extrinsic information transfer, EXIT）图的LDPC乘积码度分布优化算法。该算法主要是对中继节点的LDPC乘积编码进行优化设计,同时可预测LDPC乘积码的迭代译码性能。性能分析与仿真结果表明：优化的网络编码方案进一步改善了传输网络的误码率性能,利用EXIT曲线图实现了迭代译码性能的近似估计。     

5G电力应急通信装置的研究和设计

 从理论、硬件、软件、组网应用及关键技术等方面研究了5G电力应急通信装置。5G电力应急通信装置具有一款多端口多模组的融合网关,并采用多模融合、抗干扰等技术,实现了5G网络与电力无线专网以及其他网络的兼容,可依据无线信道质量选择无线网络,支持动态路由,能够为电力数据回传提供可靠高速的无线传输通道,满足了应急救援指挥行动的通信需求。     

LDPC码的高效译码算法研究

对于LDPC码的译码算法即和积算法,目前的简化算法多在对数域中进行。提出了一种新的基于差分的译码算法,其主要思想是：在LDPC码的二部图上所传递的消息是概率的差分值,而对于校验节点和消息节点的更新都是在特定的加法域中进行。针对校验节点的更新,还可以选择若干个绝对值最小的差分值进行运算,以进一步降低复杂度。与传统的基于对数似然比的译码方法相比,该算法的计算复杂度有很大降低,而译码性能和收敛速度没有明显损失。     

基于差分编码调制的多址中继网络编码方法

现有多址接入中继信道（multiple-access relay channel,MARC）的网络编码技术多采用非差分调制,相干解调时会产生相位模糊。引用差分调制可克服此问题,但解调性能会损失约2.5 dB。为了弥补此损失,文中提出一种基于差分调制的比特交织编码调制迭代译码（bit-interleaved coded modulation scheme with iterative decoding,BICM-ID）方法。利用外信息转移图分析比较了两种编码（卷积码和低密度校验（low density parity check,LDPC）码）结合差分正交幅度调制（differential quadrature amplitude modulation,DQAM）在格雷和改进集合分割（modified set partitioning, MSP）映射下的性能,并做仿真对比。结果表明,对于差分调制,格雷映射比MSP映射更优。对于格雷映射,卷积码比LDPC码更优,有0.7dB的增益,且复杂度更低。     

高效的联合卷积DQPSK编码调制方法

在数字通信中，90°或者180°的相位模糊是影响正交相位偏移键控（quadrature phase shift keying， QPSK）相干接收机性能的重要因素。差分正交相位偏移键控（differential QPSK， DQPSK）可以克服相位模糊,但是会导致约2.3 dB的性能损失。为了消除DQPSK的性能损失，提出一种低复杂度的基于迭代译码的联合卷积DQPSK编码调制方法，并且基于外信息转移图，提出了一种在DQPSK调制下优化卷积码生成多项式的算法。仿真结果表明，所提差分编码方案不仅可以克服相位模糊，而且通过迭代译码完全补偿了差分编码所导致的差分代价损失，甚至获得了3.5 dB的性能增益。优化后的卷积码与IEEE 802.11n协议中给定的卷积码相比，获得了大约0.3 dB的信噪比增益，和第3代合作伙伴计划（3rd generation partnership project， 3GPP）长期演进（long term evolution， LTE）协议中的Turbo码相比，有大约1.1 dB的性能增益。