无源感应装定系统的改进型传号反转码

针对现有编码在无源感应装定系统中能量传输效率不高的问题,在使用2ASK调制的条件下,通过改变1个码元周期内高电平的等效平均持续时间的方法,设计了一种改进型传号反转码(coded mark inversion,CMI)作为基带码,并分析了该码的能量传输效率、功率谱及AWGN信道非相干解调的误码性能,并成功地运用于无源感应装定系统中,最后给出了解码方法和实测电压波形。该编码相对于CMI码的能量传输效率提高了60%,而且具备CMI位定时信息易于提取的优点,可以在非相干解调中充分利用其位定时信息解决接收端内部震荡器不稳定造成的采样时刻误差累积问题。     

新型无接触电能传输系统多负载解耦控制研究

利用无接触感应耦合电能传输系统互感数学模型,研究了多负载时系统的功率传输问题.提出了一种解耦控制策略,在能量拾取侧中增加一个Boost电路.在负载轻载时,以较低开关频率控制Boost电路中功率开关管的通断.当功率开关管关断时,系统向负载传输功率;当功率开关管导通时,系统屏蔽副边负载,实现原边线圈与副边线圈的解耦控制.针对系统有无Boost电路分别进行了PSpice仿真分析.理论分析与仿真结果表明,该控制方法能在多负载系统的单一负载轻载时实现副边线圈与原边线圈的电磁解耦,为多负载无接触感应耦合电能传输系统的稳定运行提供保障.     

基于功率分配协作干扰的无线信息与能量安全协同传输方法

为了提高信息与能量协同传输系统的安全传输性能,提出一种基于功率分配协作干扰的无线信息与能量安全协同传输方法.该方法中包含一个信息发送端和信息接收端以及一个能量接收器和干扰器.由于能量接收器离信息发送端较近,很容易窃听信息发送端的信息.在接收到来自信息发送端的信息后,能量接收器利用一部分接收到的功率进行能量接收,利用另外一部分功率进行信息解码,窃听信息发送端的信息.为了保证信息发送端到接收端信息的安全传输,干扰器使用其中一根天线对来自信息发送端的信号进行能量接收,利用接收到的能量使用另一根天线发射干扰信号,对能量接收器进行信息干扰.研究该方法中如何对功率进行分配,保证能量接收器收到的能量达到要求的条件下最大化信息接收端的保密信息速率.仿真结果表明,该方法能有效提高信息与能量协同传输系统的安全性能.     

基于广义失谐量的引信能量无线传输控制方法

为解决引信感应装定过程中耦合回路失谐导致能量无线传输效率降低问题,提出一种基于耦合回路广义失谐量的引信能量无线传输自适应控制方法.建立了次级回路电流的数学模型,并根据该模型提出自适应控制方法,通过检测基于耦合回路广义失谐量的电流变化率,生成压控振荡器的控制信号,使次级回路电流趋近于最大值,实现能量无线传输自适应控制.最后,构建了基于等效次级回路的副线圈反馈硬件电路,并对该方法进行了实验验证,实验结果表明该控制方法可行有效.      

基于强化学习的能量采集物联网视频编码技术

物联网设备的视频压缩码率和量化参数等编码方案决定着视频质量和物联网设备的使用寿命.针对未知视频传输模型和能量采集模型的物联网设备,提出一种基于强化学习的视频编码方案,能够动态优化视频编码码率和量化参数.该技术根据物联网设备的无线信道带宽、电池水平和采集的能量,结合反馈的视频质量和时延等信息,采用强化学习算法优化选择视频编码码率和量化参数.在动态的网络环境下,物联网设备不需预知视频传输模型就可以综合优化视频质量和设备能量损耗.仿真结果表明,该方案可以提高视频质量,降低设备能量损耗和时延,改善物联网设备效益.     

OFDM放大转发中继系统信息与能量同传优化算法研究

信息与能量同传是解决无线通信网络能量受限问题的有效技术.文章针对能量受限无线中继的OFDM放大转发中继系统,研究信息与能量同传的快速优化算法,在提高系统端到端传输速率性能的同时,延长中继结点电池的使用寿命.1研究了OFDM放大转发中继系统的最优能量传输和子载波配对方案;2将信息传输功率分配和能量传输时间优化问题形成为具有非凸目标函数和非凸能量收集约束的非凸优化问题;3通过分式规划问题优化方法和CCCP(Constrained Concave Convex Procedure)方法对该非凸优化问题进行求解,提出了相应的资源分配优化算法.仿真结果表明,与已有算法相比,文章提出的资源分配优化算法可明显提高信息与能量同传OFDM AF中继系统的速率性能.     

基于人工噪声和SWIET的安全双向中继通信

针对基于解码转发的对称双向中继网络的安全传输问题,提出一种基于人工噪声干扰和信息、能量同时传输技术(SWIET)的物理层安全传输策略.系统采用两时隙传输方案,能量收集节点利用第一时隙收集的能量发射人工噪声干扰,而用户节点和中继分别通过功率分配技术将目的节点先验已知的人工噪声干扰添加到有用信息中,以降低窃听信道的传输质量.建立双向中继网络窃听信道下联合能量收集和无能量收集节点的两种数学模型,推导基于人工噪声干扰的系统保密容量的数学表达式,分别求解两种模型的最大化系统保密容量下最优功率分配因子,并分析了SWIET技术对系统保密容量的增益.仿真结果表明:对应于不同的窃听节点位置,所提出的联合SWIET技术的方案能使双向中继网络保密性能改善3%~90%,且能量收集节点越靠近窃听节点,系统性能越好.     

无线数据传输中RS-LT级联码的应用

提出了一种RS频域编码和LT编码级联的方法,探讨了其在无线数据传输中的应用。分析了RS-LT级联编码相对传统LT码在提高可译码概率方面的优点。该方法在低信噪比情况下的大数据量信息传输应用中具有很好的性能。仿真结果表明,在低信噪比的环境下可以有效恢复传输信息,提高接收图像品质。     

基于FPGA的数字基带传输系统编译码器的设计

选择合适的基带码型是数字基带传输的关键,HDB3码型因其特点成为ITU推荐使用的基带传输码型之一.提出了一种基于FPGA实现HDB3编译码的设计方法,采用VHDL语言,并在Quartus Ⅱ的环境中,验证了该方法实现HDB3编码译码的正确性.     

全双工中继协作下认知MIMO系统的自干扰收集

针对传统基于能量收集的全双工认知多输入多输出(MIMO)系统忽略自干扰对提高能量利用率的作用问题,建立了基于全双工MIMO的认知中继网络,通过能量收集技术进行自干扰收集.研究了系统能量效率最大化问题,在满足中继发送功率限制等约束条件下,对传输信号协方差和功率划分因子进行联合优化.利用半定松弛算法将系统优化问题转化成凸优化问题,并结合注水功率算法分析得到最优解.仿真结果表明:与传统自干扰消除模式相比,所提方案在保证系统频谱效率的同时,系统能量效率还可提高13.9%;在自干扰收集模式下,与系统容量最大化方案相比,所提方案每传输1 bit信息可降低近0.1 J的功率消耗.     

一种基于对数似然比的解扩方法

提出了一种基于对数似然比的解扩方法. 该方法基于解调输出的软信息(即对数似然比)解扩且输出也为软信息,理论分析表明该方法的误码率能达到最佳误码率性能. 在不同调制方式下对该解扩方法的误码率进行了仿真,结果显示该方法的误码率曲线与最佳误码率理论曲线重合,且比传统基于硬信息的解扩方法的性能优化2 dB左右. 利用该方法可以方便地与软信息输入输出的Turbo信道编译码技术相结合.      

大功率液压机械传动系统的高效节能控制方法研究

当前节能控制方法通常通过建立大功率液压机械传动系统的准确数学节能控制模型实现,但在实际应用中,被控对象的准确数学模型很难建立,不仅效率低下,且影响节能控制性能。为此,提出一种新的大功率机械传动系统的高效节能控制方法。介绍了典型的大功率液压机械传动系统图,获取大功率液压机械传动系统在以外界负载为输入,以负载转速为输出的传递函数,得到通过控制发动机转速可达到节能控制目的的结论,在此基础上,通过具有自学习和自适应能力的单神经元建立单神经元自适应智能节能控制器,对大功率液压机械传动系统进行高效节能控制。实验结果表明,所提方法节能控制性能优越,且效率高。     

一种基于互信息最大化的Raptor码优化设计方法

Raptor码通过级联预编码可以很好地改善错误平层问题,但编译码的复杂度相对较高。为了降低级联Raptor码的复杂度,提出一种基于互信息最大化的Raptor码优化设计方法。该方法基于外部信息转移图的渐进收敛分析,从最大化互信息的角度出发,得到有限迭代次数约束下的校验节点度分布的数学模型。仿真结果表明,当译码迭代次数一定时,基于互信息最大化设计的Raptor码与码率最大化设计的Raptor码相比,具有更好的误码性能。     

基于MIMO-OFDM系统的自适应调制算法研究

为了提高MIMO-OFDM系统的数据传输率和频谱利用率,提出一种新的自适应调制算法.该算法在信道传输质量满足一定系统误码率下,根据信道状态信息自适应地调整每个子载波的调制方式,使系统的发射总功率尽量最小.理论分析得出,该算法降低了MIMO-OFDM系统的运算复杂度,并使系统的整体性能得到了优化.     

Polar码在图像传输中的性能研究

文中研究Polar码在图像传输系统中的应用,讨论Polar码的译码迭代次数、码长、码率等因素对恢复图像的影响,并与等同条件下的低密度奇偶校验码（Iow Density Parity Check Code,LDPC）在图像传输中的性能进行比较.数值仿真表明：随着Polar码译码迭代次数增加、码长增长和码率减小,图像传输的误块率（Block Error Rate,BER）减小,峰值信噪比（Peak Signal to Noise Ratio,PSNR）增大.同时在码长为2 048,码率为0.5时,Polar码在图像传输中的性能比LDPC码的性能有明显地提高,在输入信噪比为3 dB时,Polar码的误块率有102增强,PSNR值有4倍的提高.     

Reliable and Energy Efficient Protocol for Wireless Sensor Network

Low-power design is one of the most important issues in wireless sensor networks (WSNs) , while reliable information transmitting should be ensured as well. Transmitting power (TP) control is a simple method to make the power consumption down, but excessive interferences from potential adjacent operating links and communication reliability between nodes should be considered. In this paper, a reliable and energy efficient protocol is presented, which adopts adaptive rate control based on an optimal TP. A mathematical model considering average interference and network connectivity was used to predict the optimal TP. Then for the optimal TP, active nodes adaptively chose the data rate with the change of bit-error-rate(BER) performance. The efficiency of the new strategy was validated by mathematical analysis and simulations. Compared with 802.11 DCF which uses maximum unified TP and BASIC protocol, it is shown that the higher average throughput can achieve while the energy consumption per useful bit can be reduced according to the results.     

一种新型分组卷积码

针对固定长度报文的差错控制,设计了一种新型分组卷积码,它结合了分组码和卷积码的优点,具有高传输效率、低时延及高可靠性的特点。介绍了分组卷积码的基本思想,给出了分组卷积码的生成矩阵和校验矩阵,并通过编译码例子展示了分组卷积码的整个编码和译码过程;对传输效率及误码率性能进行了分析;通过计算机仿真,比较了分组卷积码和传统卷积码的误比特率。结果表明:与传统卷积码相比,分组卷积码具有更高的传输效率,而误比特率基本相同。     

基于编码与信噪一体化的窃听信道模型研究

提出一种LDPC编码与信号噪声一体化联合设计建立窃听信道模型的方法,以保证信息的安全传输. 在LDPC编码的设计中加入了扰码,给出了扰码矩阵的设计方法;在保证合法用户具有较高可靠性的前提下,采用信号噪声一体化设计恶化窃听者信道,建立了最小化保密中断概率模型,并给出了简化算法. 仿真结果表明,经过扰码的LDPC编码具有相对较小的安全间隔. 在保证合法用户具有10-5误比特率的前提下,信噪一体化设计可实现窃听端较低的保密中断概率,使窃听端的信息误比特率以极大的概率保持在0.5.      

多媒体DS-CDMA系统的中断率分析

为提高多媒体ＤＳ－ＣＤＭＡ系统的中断率性能,提出了一种改进的功率控制方案．该方案根据多媒体ＤＳ－ＣＤＭＡ系统中不同业务具有不同数据速率、误码率门限和处理增益的特点,对不同的业务使用不同的基站接收功率．根据方案所确定的基站接收功率,进而控制用户终端的发射功率．此功率控制方法可使多媒体ＤＳ－ＣＤＭＡ系统在不增加系统总发射功率的同时,大大提高系统的中断率性能．分析表明,在固定中断率门限的条件下,中断率性能的提高直接意味着ＤＳ－ＣＤＭＡ系统容量的提高．     

一种跨层的能量最优化图像无线传输方法

为实现高质量低能耗的图像无线传输,提出了一种最小化无线传输整幅图像能耗的新方法.分析了发送一个数据帧和接收其反馈帧的过程中传输系统的能耗和一定重传次数内图像数据帧的平均传输时间和丢帧率,提出具有时延和质量双重约束的图像数据帧能耗最小化问题的数学模型.采用跨层最优化策略,并通过联合优化传输过程中每个图像数据帧各自的调制编码模式、重传限制和数据帧每次传输的发射功率,来最小化无线传输整幅图像所需的总的系统能量.仿真实验结果表明,与目前一些具有代表性的高能效无线传输方案相比,提出的方法能够在保证图像质量和传输时延的基础上显著降低图像无线传输所需的总能耗.