滤波器组多载波技术仿真性能分析

基于滤波器组的多载波调制技术是第5代移动通信系统(5 G)研究的关键技术之一。与传统的调制技术相比滤波器组多载波技术具有不需要插入循环前缀、较低旁瓣等优点,其技术发展尚处于探索阶段。使用滤波器组多载波技术调制方式实现信号调制主要有两种方式,其中之一的 FBMC是在 IFFT的基础上使用原型滤波器在帧结构水平上对信号进行滤波,因此重点是设计出滤波器组对帧信号的合理处理方式。     

基于时分处理的BOC信号通道时延标定算法

卫星导航信号发射通道的设备自身时延是星地组合时延的一个部分,卫星在地面测试中必须进行通道时延标定。针对导航卫星BOC（binary offset carrier）调制导航信号发射通道绝对时延,提出了一种采用时分处理的时延标定算法。在完成导航卫星输出BOC导航信号和时间保持系统产生的秒脉冲信号双通道同步采样后,在数字域对BOC采样信号进行预处理和串并变换,将高速数据流变换为多路低速率数据流,对每路信号频率码相位捕获,从而得到BOC信号发射通道绝对时延。计算机仿真表明在采样率10 Gsa/s时提出算法的标定不确定度优于0.2 ns。     

一种基于FPGA和SRD的超宽带混沌脉冲产生技术

在超宽带雷达系统中,混沌脉冲位置调制(CPPM)信号通常是由时间间隔按混沌变化的高斯脉冲序列组成,针对高斯脉冲的天线辐射效率低的问题,设计一种调制脉冲为单周期脉冲的超宽带CPPM信号源。首先数字仿真验证了Tent映射作为调制函数的可行性,然后利用FPGA模块和以阶跃恢复二极管(SRD)为核心的模拟电路模块获得了主脉冲宽度为590 ps、主峰峰值为-1. 76 V且波形良好的单周期脉冲。自相关运算结果表明该信号具有良好的抗干扰能力和较高的检测概率;频谱图表明该信号没有直流成分,并且在低频区有极少的能量,作为雷达的发射信号时,可有效提高雷达天线的辐射效率。     

基于五项MSD窗三谱线插值的高精度谐波分析算法

为了解决快速傅里叶变换中存在的频率泄露和栅栏效应的问题,提出一种高精度的五项最大旁瓣(Maximum- sidelobe-decay, MSD)窗插值算法。从时域和频域分别分析了该窗函数和其他常用窗函数,体现出该窗函数的优秀旁瓣特性。用Matlab中的cftool工具拟合出该算法的修正公式,并用该方法对一般信号和频率变动的信号进行仿真分析。对比其他常用的几种窗函数插值算法的结果,表明五项MSD窗三谱线插值算法具有相对更高的精度,幅值相对误差达到10^-9%,而且在工频波动的情况下仍具有较高精度。     

基于遗传算法的正交多相码产生技术研究

正交信号设计是MIMO背景下的雷达信号产生的关键技术之一,为了降低正交多相码设计的复杂度,提高雷达的相关性能,本文采用了一种基于遗传算法的正交多相码设计方法。该方法利用Hadamard矩阵的严格正交性,首先构造一类Hadamard矩阵,从中选取初始码序列;然后把“和函数”作为代价函数,采用遗传算法求解出近似最优的信号组。整个实验通过MATLAB仿真实现。仿真结果表明,该方法在保证低自相关旁瓣量和低互相关量的同时,能够保证设计出的信号符合严格正交性。     

紧支撑小波自相关函数构成的多精度表示及其在瞬时信号检测中的应用

本文介绍了一种采用由紧支撑小波的自相关函数所构成的多精度表示来进行瞬时信号的检测方法。这种多精度表示是由紧支撑小波的自相关函数经过伸缩．平移构成,它的基函数是完全对称的,因此具有移不变特性。我们所做的数值模拟实验表明,这种方法为瞬时信号的检测提供了一条实用而有效的途径。     

分数傅里叶变换在GNSS信号捕获中的应用

首先给出了分数傅里叶变换的数学模型并分析其相关性质,在此基础上,将分数傅里叶变换用于BPSK调制的GPS信号和BOC调制的信号的捕获当中,分析捕获结果与分数傅里叶变换角度的关系,实验证明分数傅里叶变换的角度取较小值时,存在模糊问题,取较大值时能正确捕获。因此GNSS信号捕获过程中,可以采用分数傅里叶变换,无需进行频域搜索,从而节省捕获时间。     

OFDM系统中基于预编码的时变信道半盲估计方法

讨论了一种适用于时变信道的OFDM系统半盲信道估计方法。该算法以一种基于线性预编码的信道估计技术为基础,利用接收信号的自相关矩阵所包含的信道信息进行信道估计。引入了一个具有单一参数的遗忘多项式,在时变信道下快速获得接收信号的自相关矩阵,使得该算法具有很强的信道跟踪能力。仿真结果表明,在时变多径瑞利衰落信道中,当信道仅在一个OFDM符号时间内保持不变时,该方法仍能够获得较高的信道估计精度和系统误比特率性能。     

紧支撑小波自相关函数构成的多精度表示及其在瞬时信号检测中 …

本文介绍了一种采用由紧支撑小波的自相关函数所构成的多精度表示来进行瞬时信号的检测方法。这种多精度表示是由以支撑上波的自相关函数经过伸缩，平移构成，它的基函数是完全对称的，因此具有移不变特性。     

基于VMD与自相关分析的滚动轴承故障特征提取

滚动轴承故障信号多呈现非平稳、多分量调制特性,早期故障信号调制特性微弱、易受周围设备噪声干扰,导致轴承早期故障特征淹没在噪声信号中,故障特征难以提取。为此,提出一种变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)与自相关分析相结合的轴承故障特征提取方法。首先利用自相关分析消除故障信号中噪声干扰,提取周期成分;然后再用VMD算法将消噪信号分解成若干本征模态分量(intrinsic mode function,IMF),运用能量算子对相关系数及峭度值较大分量进行解调分析;最后通过能量解调谱来判别滚动轴承故障类型。将该方法应用到滚动轴承仿真故障数据和实测数据中,结果表明,该方法可降低了噪声的干扰,有效提取故障特征频率,能够实现滚动轴承故障的精确诊断。     

An improved MSK‐BCS modulation for global navigation satellite systems in C band

Because of the congestion of current navigation signals in the L band, the frequency band between 5010 and 5030 MHz allocated as C band with smaller ionospheric errors can be taken as a candidate band for global navigation satellite system (GNSS). The main objective of C band signal design is to achieve band limitation, compatibility, multipath resistance, satisfactory tracking, and acquisition performance. The minimum shift keying (MSK) chip waveform has been proven to be effective in providing better spectrum confinement and a constant envelope. However, the MSK chip waveform with an arbitrary binary coded symbol (BCS) may not meet the requirements of the C band. Thus, the BCS sequence ([s₀,s₁,⋯ ,s_{n − 1}],f_c) = ([1,1,1,1,−1,−1,1,−1,1,−1],1) is obtained by means of a thorough computer search for low autocorrelation side lobes based on a Neuman–Hofman code of length 10 with MSK pulses form MSK‐BCS ([1,1,1,1,−1,−1,1,−1,1,−1],1). It is proved to have better autocorrelation with a sharp main lobe and smaller side lobes, larger Gabor bandwidth, smaller Cramér–Rao lower bound, and less multipath error; more importantly, it can satisfy the threshold of leakage out of band. It will be of great significance for signal design in C band. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

GPS同步时钟的高精度守时方案

基于全球定位系统(GPS)的高精度同步时钟信号在电网广域测量系统(WAMS)等很多领域具有广泛用途,但在实际应用中存在因卫星失锁等原因导致同步时钟信号失步的问题.文中提出了一种预设时间差补偿值实现高精度守时的方案.研制了基于GPS接收器和复杂可编程逻辑器件(CPLD)的高精度守时GPS授时系统样机,并在实验室与上升沿同步及时间差反馈调整2种守时方案进行了对比验证.实测结果表明,采用文中提出的方案,GPS授时系统样机输出的秒脉冲(PPS)信号在正常情况下的精度可达±300 ns,并能保证在卫星失锁24 h内的误差不超过20μs,守时精度明显优于另外2种方案.     

基于边缘计算的电表计量系统数据协同检测方案

虚假数据注入攻击以破坏电力数据采集与监控系统的数据完整性和可用性为目标,其检测方案对智能电网的安全与稳定运行具有重要意义。针对智能电网中庞大的数据带来的许多安全问题和漏洞,提出了基于边缘计算的一种虚假数据注入攻击协同检测模型,该模型基于边缘计算的框架,改进传统计量系统的网络结构,利用边缘服务器来提供全局的监控能力和虚假数据检测功能。该方案针对计量系统中的虚假数据注入问题不仅提出了检测规则,还对采集器进行了信誉评分。该方案在测试系统上进行了仿真实验,验证了该模型的有效性。     

宽频锁相的一种实现方法

将PWM整流器用于小型风力发电机时,宽频率范围锁相技术是其关键环节。针对此需求,文中将基于二阶广义积分(SOGI)锁相环与过零测频功能结合,并根据频率变化和频率适应范围实时调整PI参数,使相位跟踪快速准确。仿真表明所提方法在输入信号频率、幅值和谐波等多扰动源工况下都能准确实现相位和频率跟踪。     

UPS无互联线并联中锁相环与负载均分的协调控制方案

在UPS无互联线并联当中,目前普遍采用的是基于下垂特性的均流控制策略,但是在市电正常时,UPS并联系统中锁相环与频率下垂特性同时都会调节逆变器输出频率,二者相互干扰并有可能导致系统振荡甚至不稳定.本文针对此问题提出了一种协调控制方案,该方案不仅可以完全去除二者之间的相互干扰,而且还能保证并联各台UPS较好地均分负载功率,同时也能保证UPS跟踪市电时的锁相精度.本文针对两台UPS无互联线并联系统给出了带不同负载时的动态与稳态实验结果,结果证实了本文所提控制方案的可行性.     

一种优化的光伏全局最大功率点追踪方法

当前的光伏最大功率点追踪技术存在以下不足：在局部阴影工况下,易陷入局部功率峰值;在负载波动时,系统容易出现振荡甚至失稳。针对上述问题,提出一种自适应的光伏全局最大功率点追踪设计方案。该方案将光伏输出端电压-功率扫描电路与Zeta斩波电路有机结合,通过单开关管的简单电路拓扑,既可实现光伏输出端电压?功率特性快速扫描,定位全局最大功率点位置,又能根据后级电路需要,实现升降压斩波直流调节。在光照等输入或负载发生突变后,所述系统均能进行开关管占空比自适应调整,确保稳定工作在全局最大功率点附近,避免出现大幅振荡与失稳。经过PSCAD-EMTCD仿真与样机实验验证,结果表明该方案能在包括局部阴影等各种复杂工况下自适应地快速追踪与锁定当前光伏全局最大功率点。     

改善动态相位跟踪和不平衡电压检测性能的改进软锁相环算法

相位检测是控制系统的基础,软锁相环检测适用于电压畸变场合,便于数字化实现。分析了软锁相环应用于静止同步补偿器时面临的若干问题,并提出了2方面的改进方案:一是针对超前/滞后环节参数选取困难的问题,将其滤波功能转移到前置延时信号消除环节中;二是q轴电压经PI调节的输出直接作为相位的误差信号,减少了前向积分环节。通过仿真实验证明改进后的软锁相环在动态相位跟踪及不平衡电压检测等方面的性能有显著改善。     

Algorithms of adaptive tracking of unknown multisinusoidal signals in linear systems with arbitrary input delay

The problem of adaptive tracking control is addressed for the class of linear time‐invariant plants with known parameters and arbitrary known input delay. The reference signal is a priori unknown and is represented by a sum of biased harmonics with unknown amplitudes, frequencies, and phases. Asymptotic tracking is provided by predictive adjustable control with parameters generated by one of three designed adaptation algorithms. The first algorithm is based on a gradient scheme and ensures zero steady‐state tracking error with all signals bounded. The other two algorithms additionally involve the scheme with fast parametric convergence improving the closed‐loop system performance. In all the algorithms, the problem of delay compensation is resolved by special augmentation of tracking error. The adjustable control law proposed do not require identification of the reference signal parameters.     

Decentralized optimal tracking control for large-scale nonlinear systems with tracking error constraints

In this article, a decentralized optimal tracking control strategy is proposed for a class of nonlinear systems with tracking error constraints by utilizing adaptive dynamic programming (ADP). It should be noted that ADP technology cannot be directly used to solve decentralized optimal tracking problem of large-scale interconnected nonlinear system with nonzero equilibrium points, since that an infinite domain performance index function may result in an unsolvable solution. In addition, by introducing a smooth function, the constrained tracking error is transformed into an unconstrained one. Then, the error dynamics and a new infinite domain performance index function are designed, such that ADP technology can be used. Following the designed performance index function, the tracking error can be ensured within a small neighborhood of zero. Finally, the feasibility and the effectiveness of the proposed decentralized optimal control scheme are verified through two simulation examples.