地面数字电视广播系统的发射分集实现

中国地面数字电视广播系统采用了时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)技术。在该系统中实现双天线发射分集时,不同天线发送的训练序列在独立链路上传输,到达接收端时相互之间存在干扰。该文提出了一种有效实现双天线发射分集的帧结构,将一组伪随机序列对经过空时编码后,分别作为双天线发射信号帧中二个帧时隙的帧头序列。基于该帧结构,给出了迭代的信道估计算法,提高了在衰落信道下系统的接收性能,可以改善电视信号的覆盖范围。     

基于频域二值块通序列的TDS-OFDM发射分集

在数字电视地面广播中,为了消除时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)技术在发射分集应用中的相互干扰,提出了频域二值块通序列的设计方法。该序列频域块状连续、正交、自相关性良好,且具有零互相关特性,可以很好地满足TDS-OFDM发射分集系统对时域快速同步和相互干扰消除的要求。分析了用该发射分集系统结构和信道估计算法。仿真结果表明:和传统的单天线低密度校验编码(LDPC)系统相比,该发射分集系统在慢衰落信道下可以获得1～3 dB的分集增益。     

基于TDS-OFDM系统的发射分集技术

为了提高在衰落信道下数字电视地面广播系统的传输性能,在时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)系统中应用空时、空频两种发射分集方法。根据系统信号帧结构的特点,提出了简单易行的发射链路信号配置方法,保持原有链路不变,运算复杂度小。同时,分析了空时、空频两种分集方法的适用范围。仿真结果表明:在慢衰落信道下,两种方法都能提高系统的误码性能,当误码率为10-3时有不低于8dB的分集增益;在快衰落信道下,空时分集性能受D opp ler频移的影响而变得很差,空频分集的增益则与在慢衰落信道时相近。对于不同类型的信道采用合适的发射分集方法,数字电视地面广播系统的传输性能可以得到很大提高。     

TDS-OFDM系统的载波间干扰消除方法

为了消除时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)系统中的载波间干扰(ICI),通过假定信道在OFDM块内呈线性变化,建立了TDS-OFDM在时变信道下的系统传输模型,在此基础上采用一种决策反馈的方法来消除ICI。该方法使用伪随机(PN)序列时域相关进行信道粗估计,并在一个OFDM块内进行线性内插得到整个OFDM块内的信道细估计。分析和仿真结果表明,该方法相对于TDS-OFDM系统的传统方法有2 dB以上的误码率性能增益,并且复杂度与传统方法相当。     

TDS-OFDM系统的载波间干扰消除方法

为了消除时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)系统中的载波间干扰(ICI),通过假定信道在OFDM块内呈线性变化,该文建立了TDS-OFDM在时变信道下的系统传输模型,在此基础上采用了一种决策反馈的方法来消除ICI。该方法使用伪随机(PN)序列时域相关进行信道粗估计,并在一个OFDM块内进行线性内插得到整个OFDM块内的信道细估计。分析和仿真结果表明,该方法相对于TDS-OFDM系统的传统方法有2dB以上的误码率性能增益,并且复杂度与传统方法相当。     

TDS-OFDM系统的训练序列设计

为了提高时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)系统信道估计精度并降低其复杂度,根据时/频的对偶关系,提出了使用二值全通(BAP)序列作为保护间隔填充方案。为了进一步兼顾时域相关特性和硬件实现复杂度,提出了Legendre序列及其离散Fourier逆变换(IDFT)的保护间隔填充方案。该方案能够方便地进行时域相关以辅助接收机同步,其信道估计可以利用FFT计算循环互相关或直接利用算术Fourier变换完成。在不改变TDS-OFDM系统结构的情况下,该方案能获得更准确的信道估计。仿真表明,在频率选择性信道下误符号率较PN序列填充方案有0.4 dB左右的性能改善。     

TDS-OFDM时变信道估计和均衡的BEM-LSQR方法

中国地面高清数字电视(DTMB)在高速移动环境下的应用日益广泛.利用其多载波模式下的时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)帧结构,提出三种利用基展开模型(BEM)的针对不同场合的时变信道估计方法,并利用正交分解最小二乘(LSQR)对帧体进行均衡.第一种信道估计方法针对400Hz及以下多普勒频移,分别估计帧体前后帧头的一阶信道冲击响应,映射得到基展开系数,第二种方法针对400Hz以上情况,利用帧头循环结构,估计帧头内部信道的时变性,第三种方法针对945模式,对同一帧头进行两次一阶估计.由于信道矩阵使用基展开系数进行表示,因此LSQR均衡可以实现O(Nlog N)的复杂度.仿真结果显示,该方法提高了系统在高速时变下的性能.     

DMB-TH标准中的一种帧同步与频偏估计算法

针对我国新一代数字电视地面广播传输标准,提出了一种新的帧同步及频偏估计算法.利用发送序列中的PN导频序列,通过接收信号自相关的方法实现帧同步,克服现有算法对频率偏移过于敏感的缺点;在频偏估计中,通过对PN序列进行FFT变换,在频域利用频偏的移位响应实现频偏的精确估计,具有较好的抗多径特性和鲁棒性,弥补现有D-Spaced算法初次捕获误差动态范围过大的不足.算法仿真证明了该方法的有效性.     

TDS-OFDM系统的训练序列设计

为了提高时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)系统信道估计精度并降低其复杂度,根据时/频的对偶关系,提出了使用BAP序列作为保护间隔填充方案。为了进一步兼顾时域相关特性和硬件实现复杂度,提出了Legendre序列及其离散Fourier逆变换(IDFT)的保护间隔填充方案。该方案能够方便进行时域相关以辅助接收机同步,其信道估计可以利用FFT计算循环互相关或直接利用算术Fourier变换完成。在不改变TDS-OFDM系统结构的情况下,本方案能获得更准确的信道估计。仿真表明,在频率选择性信道下误符号率较PN序列填充方案有0.4dB左右的性能改善。     

跳频序列的时频二维汉明相关理论界

在高速移动环境中,传输时延和频率偏移是影响跳频信号的2大因素.因此,研究在传输时延和频率偏移同时存在下的时频二维跳频序列具有重大实用价值.时频二维汉明相关函数满足的理论界是判定跳频序列性能优劣的重要准则.因此,对时频二维汉明相关函数进行了研究,并给出了关于时频二维汉明相关函数、序列个数、频隙个数、序列长度和频移范围的新理论界,证明了刘元慧的理论界以及Peng-Fan界为新理论界的特殊情况.     

基于OFDM的数字电视地面广播的信道模型及信道状态信息的提取

优化设计数字电视地面广播系统，必须对数字电视地面广播信道有一个充分的认识。基于OFDM，建立了数字电视地面广播的一种信道模型，同时，基于OFDM系统中信道估计与均衡的结果。给出了提取信道状态信息的一种方法。     

智能交通系统中基于GSM网络的移动定位技术

基于全球移动通信系统(GSM)网络的移动定位技术，提出一个符合智能交通系统(ITS)要求的定位试验系统，给出其结构组成，并利用GSM信令实现时间提前(TA)／信号到达时间(TOA)混合定位。仿真结果表明，TA／TOA定位对67％的用户定位精度达70m，通过与基于全球定位系统(GPS)定位方法和现行GSM定位能力的分析比较，试验系统在实施代价、网络覆盖有效性等方面具有优势，在现行GSM系统下具有实用价值。     

陆地车辆GNSS/MEMS惯性组合导航机体系约束算法研究

针对陆地车辆导航应用,基于速度特性建立了机体系约束用以提高卫星导航系统(GNSS)/微硅机械(MEMS)惯性组合导航系统的性能. 该约束将与车体运动方向相垂直的平面上的线速度近似为0,从而增加了组合系统的扩展卡尔曼滤波时间上连续的两维虚拟观测量,卫星信号失效时可保持滤波器的量测更新,当无外部观测量且车辆处于动态情况下,滤波可持续估计与反馈. 车载实验表明,组合系统在卫星信号失效30 s时,采用该算法可以将系统的定位精度提高约75%,姿态精度及速度精度也有相应的提高.      

工程装备通用自动测试系统设计

为了提高自动测试系统的通用性能,将自动测试技术和虚拟仪器技术相结合,设计并实现了一种基于"PXI模块化仪器 程控仪器 连接器-适配器"结构的工程装备通用自动测试系统.系统根据各待测单元的信号频率和功能特征设计标准阵列接口连接器ICA(interface connector assembly);在仪器控制方面为了弥补可互换虚拟仪器ⅣⅠ(interchangeable virtual instruments)规范的不足,采用ⅣⅠ类仪器模型的基本思想,建立了系统的"ATS(automatic test system)资源模型",利用IVI规范配置仪器无关性系统;软件平台让用户根据待测单元的测试需求完成TPS(test program set)的开发,使在此软件平台上开发出的TPS完全独立于测试资源.工程应用表明,该系统具有良好的实用性和扩展性.     

带波束形成的在单频网广播中的信道均衡

针对数字电视地面广播在单频网(SFN)应用中的复杂多径问题，提出了一种基于多输入多输出(MIMO)系统的SFN信道模型，以获取信号的空间信息，从而得到一种新的均衡方案．该方案用波束形成器将来自不同发射机的信号进行分离，有效避免了在此过程中SFN信号固有的大时延和大幅度多径，输出的各路信号通过一组均衡器，再经过相位和时延校正后合并输出，得到SFN增益．仿真结果表明，这种方法比传统的均衡方法得到了更快的收敛速度和更好的性能．     

基于CDMA-TDOA的室内超声波定位系统

针对国内外对室内定位技术中定位精度不高问题,提出一种基于CDMA（Code Division Multiple Access）TDOA（Time Difference of Arrival）的室内超声波定位系统,并给出实时性差异等缺点,进行了其工作原理和超声波信号的分析。该系统基于射频和超声波传感器的固有性质,对超声波信号采用CDMA技术进行编码,以便在目标节点上能区分各个信标发来的超声波信号,并结合射频信号实现TDOA测距算法,最终实现三维定位。采用Matlab/Simulink模块对3个信标的超声波信号进行发射仿真与分析。仿真结果表明,该系统在目标节点上能被接收并识别相对应的超声波信号。     

基于ITK的数字重建放射影像重建算法与应用

数字重建放射影像在放射治疗计划系统中广泛应用,有多种实现方法,ITK是开源的图像分析和处理的开发包,广泛应用于医学图像处理等领域;文章在讨论DRR图像的基本原理基础上,介绍了一种基于ITK的数字重建影像成像算法,并将该算法应用于自主开发的精确放疗系统,效果良好。     

用于提高全球定位系统定位估计速度的滤波算法

为了提高全球定位系统（GPS）高精度定位的解算速度,从原理上比较了平淡卡尔曼滤波（UKF）及其改进算法和超球面平淡卡尔曼滤波（SUKF）及其改进型等非线性滤波估计算法,提出了将SUKF的改进型算法应用于单机GPS的定位估计.实验表明：该算法能够在保证高精度定位估计的前提下提高运算速度,有效解决GPS软件接收机中高精度定位输出的实时性问题.     

基于超声波的室内三维定位系统

为满足对室内定位技术和系统应用平台的迫切需求，提出一种基于超声波的室内三维定位系统，阐述了其工作原理并对三边定位算法进行了研究。该系统基于射频和超声波传
感器的固有性质，对超声波信号采用CDMA（Code Division Multiple Access）技术进行编码，以便在目标节点上区分每个信标发来的超声波信号，并结合射频信号实现TDOA（Time Difference Of Arrival）测距算法，最终实现三维定位。实验研究表明，以一个信标为原点，另外两个信标分别放置为X轴和Y轴上，建立三维坐标系，能简化三边定位算法，并能实现精度较高的三维定位。     

基于超宽带的 TOA-DOA 联合定位方法

针对现有的大多数超宽带(ultra-wide band,UWB)定位方法至少需要3个基站,系统开销较大的问题,提出一种新颖的基于波达时间-波达方向(time of arrival-direction of arrival,TOA-DOA)联合估计的定位方法,仅需一个基站即可准确快速定位目标.利用酋矩阵束算法估计视距信号TOA和最小二乘估计准则估计视距信号DOA,得到目标的相对坐标.Matlab仿真实验证明,该方法的TOA和DOA估计精度较高,定位精度达到厘米级,而且复杂度降低为矩阵束算法的1/4,采样频率为亚奈奎斯特速率,易于实现,是一种简单有效的定位方法.