基于三维反向射线跟踪的电波传播预测

在复杂城市传播环境中,搜索三阶及以上反射及绕射路径能提高电波损耗预测精度,但现有研究主要针对二阶及以下反射及绕射路径。为此,提出一种任意阶反射及绕射反向射线跟踪算法。该算法基于镜像原理和一致性绕射理论,反向搜索确定射线传播路径,同时通过正向筛选过程建立可见多边形、棱边和场点,从而减少相交测试次数,降低高阶路径的搜索复杂度。在此基础上论述反射及绕射次数等因素对电波传播预测精度和复杂度的影响。数值仿真结果表明,考虑高阶传播路径能有效提高预测精度和预测效率,为三维城市中电信基站的规划设计和网络优化提供依据。     

绕环天线的干涉ISAR测高算法

提出了两副雷达天线在平面内绕环时的干涉逆合成孔径雷达(Inverse synthetic aperture radar, ISAR)成像算法.现有的干涉ISAR成像研究通常忽略了天线几何位置对成像影响,将天线设置为仅在高度上有差别的两副垂直天线.针对这一情况,本文推导了当两副雷达天线不垂直时、特别是在平面内圆周绕环时的干涉ISAR测高算法.研究结果表明,干涉ISAR高程测量不仅与基线长度有关,还与散射点横距坐标有关,于是需要对散射点横距进行估计.仿真结果验证了在此情况下干涉ISAR测高公式的正确性,并进一步分析了天线基线与有效基线之间夹角的变化对测高精度的影响.经统计,目标高度平均测量误差低于3%,几乎达到原两副天线垂直时的测高精度.     

黄金分割法结合UTD计算机载天线方向图

机载天线辐射特性的研究,对机载天线的一体化设计、布局以及机载电子系统的电磁兼容性(EMC)具有非常重要的意义.应用一致性几何绕射理论(UTD)分析机载天线的辐射特性,利用黄金分割法(0.618法)优化二阶射线寻迹,并考虑了遮挡的判断问题,提高了运算的速度和精度.以机载单极子天线为例.给出了机载天线远场方向图的仿真结果.结果比较令人满意,证明了方法是正确的,并对机载天线耦合分析有一定参考意义.     

电磁环境评价及预测算法研究与实现

为提高电磁辐射环境影响评价的科学性和准确性,考虑大型辐射源附近建筑物群对电磁环境的影响编制了电磁环境预测软件。提出计算建筑物群对射线产生单纯性多次反射时反射点通用算法、单纯性多次绕射时绕射点通用算法,将混合型路径转换成单纯型绕射路径的算法。将这些算法运用于角度z缓存区改进算法中,并采用场强精确算法编制程序。用该程序分别对两个通信基站、一个电视发射塔周边环境进行预测,预测结果与实测结果之间误差小于4 d B。说明该程序可以用于电磁环境影响评价。     

雷达电磁信号的多径传播仿真研究

从工程实际出发,系统研究雷达天线到目标间的电磁信号,受地形和地球曲率等因素影响而产生的多径传播问题。分别建立雷达电磁波在干涉区、中间区和绕射区传播的数学模型和它们适用的边界条件。给出了应用Mathmatic软件提供的Interpolating Polynomia[data,x]多项式内插技术求解由干涉区平滑过渡到绕射区的中间区场强计算问题,并对雷达电磁信号在各区中的电磁传播作了仿真,来模拟雷达发射机经天线向空间辐射并到雷达接收机输入端的信号强度。此外,为了便于从电子地图中查找反射点区域的电磁反射特性,还给出了应用球面三角形计算反射点地理位置的求解方法。实验结果表明,该文不仅有助于雷达对抗战场环境的内场注入式仿真研究,而且对雷达系统的性能分析也将具有十分重要的参考价值。     

基于移动散射点模型的雷达回波仿真及分析

针对中段目标宽带雷达回波信号难于获取的问题,进一步研究了目标雷达视线角和中段目标姿态的建模方法,给出了基于移动散射点模型的散射中心位置计算公式,然后基于几何绕射理论计算了各散射中心的散射强度,最后对雷达一维距离像进行归一化处理,提取了散射点的相对距离特征,得到了散射点相对距离变化的特征序列.实验结果显示,对雷达一维距离像进行特征提取,可以得到中段目标的姿态信息,为中段目标识别奠定基础.     

螺旋天线的精确匹配及小型高效变螺距螺旋天线的设计

阐述螺旋天线的几种高效精确匹配的技术措施,并分析在螺旋天线中通过渐进减小螺距来提高功效、展宽频带的方法,给出有关设计、计算原理公式及数据.     

基于图形硬件的快速RCS估算

为了对复杂目标模型进行快速估算,在介绍复杂目标的RCS计算系统emX及其所采用的物理光学方法、几何光学寻迹方法和物理绕射方法的基础上,结合图形硬件对估算进行了加速,实现了对于复杂目标模型的一次反射,多次散射和边缘绕射相结合的快速RCS计算算法。最后对实验数据进行了对比和分析,结果证明,该方法是一种有效的RCS快速估算方法。     

基于内容图像检索的机器人障碍物检测方法

为研究搬运机器人的视觉识别系统,提出一种基于内容图像检索的方法识别障碍物.为检测固体障碍物,从不同位置拍摄多种障碍物,保证这些图像的数量和质量,利用拍摄的图像构建一个稳健的图像数据库;利用3种不同的特征提取方法,将图像纹理作为障碍物的特征信息,实时更新障碍物的信息;进行相似度距离计算,比较检索图像与数据库中的图像距离,将固体障碍物的所有实时信息和G PS数据传输到服务器.实验结果验证了所提方法的有效性,实验结果表明,EM D距离的精准度最高,性能比其它距离计算更好.     

矿用5G频段选择及天线优化设置研究

矿井无线通信和矿用5G移动通信技术是煤矿智能化关键技术之一。为提高煤矿井下无线传输距离、绕射能力及无线通信系统的稳定性和可靠性,减少基站用量、组网成本和维护工作量,研究了矿用5G工作频段和基站天线位置对无线传输损耗和传输距离的影响。主要结论如下:①煤矿井下无线发射功率受本质安全防爆限制,接收灵敏度受电磁噪声限制,天线增益受本质安全防爆和巷道空间限制。在煤矿井下无线发射功率、接收灵敏度、天线增益受限的情况下,应通过优选无线工作频段和优化天线设置位置,提高矿井无线传输距离和绕射能力,提高系统稳定性和可靠性,减少基站用量、组网成本和维护工作量。②矿用5G工作频段应优选700 MHz。煤矿井下700 MHz频段与现有5G其他工作频段2.6,3.5,4.9 GHz相比,具有无线传输损耗小、无线传输距离远、绕射能力强、基站用量少、组网成本低和维护工作量小等优点。③提出的传输损耗/位置变化率分析方法便于分析巷道横向不同区域位置变化引起的无线传输损耗变化情况。④无线基站天线应靠近巷帮设置,距巷帮不小于0.01 m,垂向位于巷道高度约2/5处。这样既不影响行人和行车、便于安装维护,也可以满足无线传输损耗较小、无线传输距离较远的要求。⑤矿用手机、人员定位卡、便携式无线甲烷检测报警仪、多功能无线矿灯、便携式无线摄像机、便携式无线仪器设备、可穿戴无线设备、车辆定位卡、车载无线设备、无线摄像机、无线传感器、物联网设备等无线终端,在不影响使用的条件下应尽量靠近巷道中心,以提高无线传输距离。     

Cyclic delay transmission for unique word OFDM systems

In this article, we propose a cyclic delay diversity （CDD） transmission scheme for unique word （UW） OFDM system, which is denoted as CDD-UW-OFDM. In our proposed CDD-UW-OFDM system, the first transmit antenna transmits a UW-OFDM and then, for every UW-OFDM block, the i-th transmit antenna transmits a cyclically delayed version of the symbols transmitted at the first transmit antenna. With this proposed CDD-OFDM system, each antenna transmission is a UW-OFDM. Also, at the receiver under a certain condition on the cyclic delay amounts, the received signal is equivMent to that of a single transmit antenna UW-OFDM transmission with a longer multipath channel. We design the lengths of UW and cyclic delays to achieve the full multipath and spatial diversities for the CDD-UW-OFDM system when the linear MMSE receiver is used. We then present some simulation results to illustrate the claimed performance of the proposed system.     

The design and analysis of unequal error protection fountain coding for multiple source networks over binary erasure channels

A novel network model of multiple source fountain coding is developed and a novel class of generic multiple source fountain codes with unequal error protection(UEP)property is proposed.The And–Or tree analysis technique is generalized to analyze the asymptotic performance of the proposed codes and a joint optimization method employing both linear and nonlinear programs is developed to optimize the degree distributions.Furthermore,we propose three basic methods to achieve UEP property and the performance of each method is discussed.We employ these analytical results and optimization method to design and discuss several UEP codes with two and four sources for different application scenarios.Simulation results verify that the proposed codes can be applied to the networks with any number of sources and can provide strong UEP property in various ways based on the proposed three basic methods.     

Space–time code selection for OFDM–MISO systems

In this paper, a space–time code selection technique for multiple transmit antenna OFDM systems is proposed, and a constant-rate transmission mode for the space–time code selection technique is introduced. Subcarriers are divided into subcarrier groups and a comparison of the equivalent SISO channel envelopes with a set of predetermined threshold levels for a central subcarrier of each group is performed at the receiver, which decides on the subcarriers to be used at each antenna and sends this information to the transmitter. The transmitter adjusts the space–time code to the number of selected antennas at each subcarriers group using four bits for feedback information per group. Simulation results show that the system performs well for a range of Doppler frequencies for correlated and uncorrelated channels, outperforming transmit antenna selection techniques and adaptive transmit antenna diversity systems for both variable-rate and constant-rate transmission modes.     

Nakagami衰落信道上正交信号的性能分析

推导了Nakagami衰落信道上采用联合发收天线选择和相干检测的M进制正交（双正交）信号的精确或近似平均误符号率/误比特率解析表达式。数值计算和模拟结果验证了M进制正交信号平均误符号率/误比特率近似表达式的准确性,同时阐明了Nakagami衰落系数和发收天线数对采用联合发收天线选择的M进制正交（双正交）信号平均误符号率/误比特率性能的影响。数值计算和模拟结果还表明：当收发天线总数固定时,收发两端天线数量分配越均匀,M进制正交（双正交）信号的误码性能越好。     

Achievable throughput enhancement based on modified carrier interferometry for MIMO/OFDM

In MIMO systems, channel estimation is important to distinguish the transmitted signals from multiple transmit antennas. When MIMO systems are introduced in cellular systems, we have to measure the received power from all the connectable base station (BS), as well as to distinguish all the channel state information (CSI) for the combination of transmitter and receiver antenna elements. One of the most typical channel estimation schemes for MIMO in a cellular system is to employ a code division multiplexing (CDM) scheme in which a unique spreading code is assigned to distinguish both BS and MS antenna elements. However, by increasing the number of transmit antenna elements, large spreading codes and pilot symbols are required to estimate an accurate CSI. To reduce this problem, in this paper, we propose a high time resolution carrier interferometry (HTRCI) for MIMO/OFDM to achieve an accurate CSI without increasing the number of pilot symbols.     

802.11n与ZigBee共存:子载波置零多输入多输出物理层模型

针对802.11n与ZigBee共享ISM频段造成的WiFi与ZigBee信道重叠,进而导致网络间相互干扰使得网络性能下降,以及当前载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA）可能导致的频谱资源利用率较低的问题,提出一个采用子载波置零技术的2×2非相干多输入多输出(MIMO）物理层模型。该模型中,为了避免共信道干扰,WiFi发送端在发送数据前首先对其当前使用的信道中可能存在的ZigBee信号进行检测,若检测到ZigBee信号则对已被占用的频谱对应的子载波置零,使用余下频谱不重叠子载波进行通信。接收端对发送端使用的子载波进行识别,并完成后续工作。通过使WiFi与ZigBee信号频谱分离来消除信号间干扰,解决两者共存问题,实现WiFi与ZigBee数据并行传输。在由GNURadio/USRP软件无线电设备和ZigBee节点搭建的实验床上进行的实验结果表明,采用子载波置零技术的2×2非相干MIMO可以获得全带宽发送状态下50%~70%的吞吐量,同时在数据并行传输过程中ZigBee的正确收包百分比达到90%以上。     

微蜂窝结构分布式天线系统下行链路性能与信道容量分析

近期研究表明分布式天线系统(DAS)能有效扩展系统覆盖,增加系统容量并减小辐射功率.本文提出了两种应用于微蜂窝结构DAS的传榆策略:单天线选择方式(STAS)和双天线选择方式(DTAS),并从信息论的角度分析了这两种方式下的接收端信噪比(SNR)、误码率(SER)和各态遍历信道容量.理论分析结果证明,与传统蜂窝系统相比,本文提出的微蜂窝结构DAS能显著提高接收端SNR和信道容量并降低误码率,特别是对于小区边缘区域用户.此外,该微蜂窝结构DAS在提高30%的平均SNR和信道容量的同时能降低至少75%的发射功率,并能有效对抗实际系统中的路径衰落.因此,在功率受限的蜂窝系统中微蜂窝结构的DAS将成为提高信道容量、对抗大尺度衰落的有效解决方案.     

用于GNSS基带信号分析的相干累加算法

在对一般累加平均算法的原理、应用条件和误差来源等进行分析的基础上,提出了一种可以适用于更高数据速率(如500 bps)的相干累加算法,并且不需要进行导航信息的剥离.通过实验分析表明,在经过一定周期累加以后,就可以在时域观测到清晰的扩频码波形,也证明了新的累加平均算法确实可以达到提高信噪比的目的,而且比一般方法要好.     

基于RTP协议的音频流同步控制策略及实现

提出一种利用RTP协议所提供的时间戳字段在接收端计算出传输延迟和延迟抖动,根据延迟抖动值自适应地调整一个语音段的播放时刻从而提高语音播放的连续性的算法。最后,通过在局域网环境下进行模拟实验,得出实验数据。     

一种采用坐标交织空时编码的空间调制方案

基于坐标交织正交设计(CIOD)的空时编码,提出了一种新型的4发射天线空间调制(SM)方案。与传统的空间调制技术相比,该方案不仅利用天线序号携带信息,提高了无线通信系统的频带利用率,而且通过空时编码可获得较大的分集增益。接收端采用条件最大似然(ML)算法,大大降低了译码复杂度。在独立和相关信道情况下对所提方案、传统空间调制及空时分组码(STBC)的误比特(BER)性能进行了仿真,结果表明,所提方案的性能优于传统的空时分组码和空间调制。