脉冲超宽带系统中高精度的双门限TOA估计

针对非视距脉冲超宽带（IR-UWB）定位应用中,非相干TOA（Time of Arrival）估计算法精度的不足,提出了一种基于双门限和斜率（Double-Threshold and Slope,DTS）的首达信号时间估计算法。首达路径（Direct Path,DP）经过初始估计之后,根据能量采样序列最大值与最小值的斜率,拟合出最优归一化门限表达式;再联合UWB双指数信道模型的特点对双门限检测算法加以改进,实现TOA估计。在非视距环境下仿真、比较了DTS算法与几种IR-UWB常用TOA算法的平均绝对误差（MAE）。仿真结果表明该算法在不同UWB信道和信噪比环境下均获得了优异的误差性能。     

能量包络的简单TOA估计研究

目前IR-UWB（脉冲超宽带）测距算法中基于匹配滤波的TOA（到达时刻）估计算法存在有复杂度高和运算量大的缺点,提出了一种基于能量包络的简单TOA估计算法。该算法是一种单纯的基于相关输出最大值点检测的TOA估计算法：相关器输入接收到的多径信号和锯齿波,检测相关输出最大值点作为TOA估计。该算法比基于匹配滤波输出峰值点检测算法的运算量减小,且算法简单;无需在本地产生复杂的模板信号。通过理论分析,证明了该算法的科学性,通过仿真验证了算法的有效性,对该算法与已有的多种TOA估计算法进行了比较,分析了该算法的误差性能。     

基于TK能量算子的OFDM时延估计算法

文章针对已有正交频分复用(OFDM)信号时延(TOA)估计算法抗噪声能力弱的问题,引入TK能量算子,在旋转不变技术（ESPRIT）算法基础上,提出一种TK-ESPRIT算法进行TOA估计。该算法利用TK算子对瞬时信号变化敏感的特点,首先对信号互相关函数进行处理,使相关函数峰值更加明显,再构造特征矩阵,利用ESPRIT算法完成TOA估计。仿真结果表明,和已有算法相比,提出算法可以有效提高估计精度。     

超宽带系统中基于DFT的TOA/DOA联合估计方法

针对现有的脉冲超宽带（Impulse radio ultra wideband, IR-UWB）系统中到达时间（Time-of-arrival, TOA）和波达方向（Direction-of-arrival, DOA）联合估计精度不足的问题,提出了一种基于离散傅里叶变换（Discrete Fourier transform, DFT）的TOA和DOA联合估计方法。该算法首先在频域上对接收信号建模,通过DFT处理频域接收信号的协方差矩阵得到两根天线的TOA粗估计结果。然后通过设计补偿矩阵对时延向量进行相位补偿。搜索可得粗估计结果的补偿值,进一步对TOA参数作出精确估计。最后根据两根天线的到达时间差与DOA之间的关系得到信号的DOA估计值,从而实现TOA和DOA的联合估计。仿真结果表明,所提算法的参数估计性能优于矩阵束算法和传统传播算子算法,且该优势随着信噪比的增大更为明显;同时所提算法无需复杂的特征值分解以及广义逆求解步骤,更易于工程实现。     

OFDM超分辨率联合TOA/AOA定位

对无线信号到达时间（TOA）和到达角度（AOA）的精确估计是室内无线定位的关键。正交频分复用（OFDM）是适合多径衰落环境的一种高速传输技术。提出一种联合TOA和DOA的二维定位方法用于OFDM信号定位。算法首先通过信道估计得到信道的频率响应（CFR）,对CFR采用超分辨率算法估计信道时延。首径（first arrival path,FAP）的时延估计就是接收信号的TOA估计。将天线阵列接收信号通过DFT变换到频域,利用同样的算法估计信号各径的AOA/DOA。最后联合TOA和AOA在二维平面上确定目标位置。由于信号是多径、多载波信号,对各载波的DOA/AOA估计在载波间进行处理,再结合各径脉冲响应的幅值,选出属于首径的DOA/AOA估计。在多径环境下仿真表明算法有效且定位精度能够满足实际需要,尤其适合环境中只有一个基站或接入点的情况。     

基于时间反演的到达时间定位

针对传统算法在室内超宽带（UWB）到达时间（TOA）定位系统里很难准确搜寻出第一条直射路径,从而导致定位精度不高的问题,提出了基于时间反演（TR）的TOA室内UWB定位算法。首先,利用TR处理的空时聚焦特性确定第一条直射路径,从而估计这条路径的TOA;其次,通过加权最小二乘（WLS）定位算法对不同的估计分量赋予相应的权值以提高定位精度。仿真结果表明,相较传统TOA定位,所提方案在低信噪比条件下的均方根误差（RMSE）减小了28.6%,可见该方案有效提升了系统定位精度。     

基于接收信号强度的非视距检测与修正算法

为了减少非视距（NLOS）误差对基于到达时间（TOA）的无线定位系统性能的影响,本文提出一种采用接收信号强度（RSS）与TOA测量值相结合的方法对含有NLOS误差的TOA测量值进行检测并修正。在视距（LOS）传播的TOA与RSS之间关系已知的前提下,利用定位基站得到的TOA与RSS测量值,计算TOA测量值中含有NLOS误差的可能性,并利用该可能性对TOA测量值进行修正。该方法在不增加通信次数的情况下,大大提高了定位精度。本文最后在一个无线定位系统上实现了该算法,并进行了对比实验。实验结果表明,该算法不需对多次定位结果进行统计,即可有效降低NLOS误差对系统性能的影响,适用于对功耗要求苛刻的场合。     

适合WSN的超宽带两步TOA估计算法

结合低速率能量检测与高速率匹配滤波的两步超宽带TOA估计算法适合WSN定位。通过采样获得低速率能量序列,找出直达路径(direct path,DP)在序列中的位置,即TOA粗估计。在该能量采样周期内进行相关滤波,由相关峰确定DP位置,即TOA精确估计。能量采样周期、能量块选择门限、相关峰检测门限是TOA估计的关键参数,对它们进行讨论,并给出一种基于最大最小能量比(MMR)的归一化门限模型。在IEEE 802.15.4a信道下的仿真结果表明：算法的运算量低于单一滤波匹配算法,精度优于基于能量检测的非相干算法     

UWB无线传感器网络中基于匹配滤波检测的TOA估计

深入研究了UWB(ultra wideband)无线传感器网络中基于匹配滤波门限检测的TOA(time of arrival)估计算法.针对现有算法的不足,提出了一种三步TOA估计算法:先确定DP(direct path)搜索区域,然后使用门限检测确定DP的粗略位置,最后精确搜索到DP的中心.其中,用于计算检测门限的门限因子依据匹配滤波输出的峭度动态设置,设置模型独立于信道模式,其正确性通过与使用固定门限因子所获得的性能对比进行了验证.与其他算法的性能对比仿真结果表明,所提出的三步TOA估计算法在运算效率和TOA估计精度上取得了较好折衷,适合于当前实际应用.还通过对TOA估计误差的统计分析讨论了测距结果的可信度:依据峭度将测距结果划分为可信和不可信两个级别,并为各级别的TOA估计误差分别了建立概率密度模型.在定位模块中有效利用这些可信度信息,可进一步提高定位精度.     

模拟延迟脉冲锁相环的简单非相关TOA估计研究

在基于平方率的能量检测脉冲超宽带通信系统中,采用了较简单的模拟脉冲锁相环实现脉冲信号的同步和到达时间( TOA)的估计.提出了利用模拟延迟锁相环(ADLL)构建一种精确度高、实现简单的TOA估计算法;并对该算法性能进行了分析.仿真验证了该方法的有效性,并解决了在非视距( NLOS)环境下的精确测距问题.     

基于LabVIEW的程控交流电源控制系统

针对程控交流电源手动设置方式的缺点,为了实现对程控交流电源在线编程和远程控制,设计了一套基于LabVIEW软件开发平台的程控交流电源控制系统。该控制系统利用LabVIEW软件作为开发工具,通过GPIB接口实现计算机对程控交流电源的通信,完成对程控交流电源的参数设置和输出控制。详细介绍了控制系统的设计思路、组成和实现方法。经过实际测试与应用,该控制系统运行可靠,具有一定的实用性和推广应用价值。     

AC48304C－C语音芯片在卫星通信系统中的应用

语音是卫星通信中很重要的一种业务,简要介绍了AC48304C－C语音芯片的基本性能及工作原理,并结合时分多址（TDMA）卫星通信系统的特点,给出了一种基于这种芯片设计的四路语音编解码系统的软硬件设计,以及实现方案,在构建的卫星通信系统平台上进行了大量的软硬件实验和测试,结果表明此方案具有很好的效果,从实际工作经验中总结出该芯片开发的设计要点。     

交流稳压器伺服控制系统

针对配电网络电压波动或者负载干扰等会引起供电电压不稳定的现象，设计了一种交流稳压伺服控制系统，来表达稳定电压的目的。该系统以单片机为控制核心，通过判断调压器的输入和输出信号，自动控制调压器手柄的位置，从而在不同精度下对三相电压进行调节，使输出电压稳定在给定的范围之内，实现闭环控制，系统设置了键盘，显示和通讯接口，能够进入了人机对话以及与上位机进行以通讯，实现上位机的远程监控，试验表明系统的控制调节性能好，输出电压稳定。     

电力线载波通讯模块在机器人控制技术中的应用

机器人控制中通讯是必不可少的技术环节，现有通讯方式可分为有线与无线两种．无线通讯不必配置专用的通讯线缆，但抗空间电磁干扰能力低，受无线电管制约束，有线通讯可靠性高，但需配备专用的通讯电缆：近年发展起来的电力线载波通讯技术为机器人控制技术提供了新的通讯手段，电力线载波通讯使用公用的电力线，不必专门铺设通讯电缆，系统得以简化，因而大大提高了机器人设计与制造的性能价格比。本文结合工程实践。采用了美国Intellon公司的电力线载波通讯SSC P200与单片机结合组成了实用系统，实际运行表明电力线载波通讯技术应用在机器人控制中是行之有效的。     

三菱A700系列变频器的设计与应用 第8讲 高速复卷机的变频通信控制

变频器被广泛应用于工业控制现场的交流传动之中。通常变频器控制由操作面板来完成,也可通过输入外部的控制信号来实现。在本项目中,变频器与PLC之间通过RS485总线通讯的方式实现了数据的交互。     

交流电沉积实现微纳器件定向连接研究

使用交流电化学方法定向制备了预制微电极之间的电连接。通过调节交流电压与偏置直流电压幅值可以控制电连接的生长方向。如果施加的交流电压幅值高于生成电连接的电压阈值,并且该值恒定时,频率越小,浓度越大,电连接晶体越粗壮;而当电解液浓度与频率恒定时,电压幅值变化对形貌影响较小。有限元仿真模拟进一步说明：当施加的交流电压高于阈值时,电极处于交流电渗流上游。电极扩散层厚度增加将诱导电极之间电连接晶体的生长。在交流电压上叠加直流偏置电压时,电连接晶体从偏置电压相对较负的一端向另一端生长。伏安特性测试结果表明：该连接具有优异的接触特性。     

基于1‑bit压缩感知的高效无线联邦学习算法

在无线联邦学习（FL）的架构中,用户端与服务器端之间需要持续交换模型参数数据来实现模型的更新,因此会对用户端造成较大的通信开销和功率消耗。目前已经有多种通过数据量化以及数据稀疏化来降低通信开销的方法。为了进一步降低通信开销,提出了一种基于1?bit压缩感知的无线FL算法。在无线FL架构的上行链路中,这种算法首先在用户端记录其本地模型数据的更新参数,包括更新幅值和趋势;接着对幅值和趋势信息进行稀疏化,并确定更新所需的阈值;最后对更新趋势信息进行1?bit压缩感知,从而压缩上行数据。在此基础上,通过设置动态阈值的方法进一步压缩数据大小。在MNIST数据集上的实验结果表明：引入动态阈值的1?bit压缩感知过程能够获得与无损传输过程相同的效果,在FL应用的上行通信过程中能将用户端需要传输的模型参数数据量降低至不采用该方法的标准FL过程的1/25;而在全局模型训练到相同水平时,能将用户上传数据总大小降低至原来的2/11,将传输能耗降低至原来的1/10。     

变频器的故障排除 第5讲 变频调速系统的通讯设计

通常变频器控制由操作面板来完成,也可通过输入外部的控制信号来实现。而目前在实际的应用中,变频器与控制器之间更趋于通过现场实时总线通讯的方式而实现数据的交互,上位机可以通过RS232/RS485或现场总线实现通讯。因此,变频器的通讯设计通常是从两个层面去考虑：即通用的RS232/485通讯和现场总线通讯。     

基于差分标志字节的无线通信安全策略

针对公共密钥密码系统识别模拟攻击的计算复杂度高,而功率时延模型(PDP)又受限于模型必须存在足够距离差的问题,提出一种基于差分标志字节(DFB)的无线通信安全策略,并给出了生成DFB的差分方程。该策略利用用户传输的数据信息,建立适当的差分标致字节的生成方程,使得当前传输的数据帧的标志字节由已传帧的相关参数决定,最后接收端通过阈值判决验证接收数据帧的差分标致字节,识别模拟攻击。通过理论分析,差分标致字节可以防止攻击者利用已掌握的部分通信参数信息,对用户实施反复的模拟攻击。在时间上,攻击者有效攻击时间更短,攻击达成周期更长。在空间上,攻击者空间位置被限制在有限椭圆内。最后,结合一种具体、简易的DFB进行了仿真分析,结果表明,此种简易模型下,通信系统的信噪比(SNR)高于-4 dB时,系统能够通过设置合适的阈值,能够实现针对模拟攻击的识别与防护。     

基于USS协议的变频器计算机通信设计

设计了由工控机与西门子变频器组成的计算机调速控制系统。采用基于RS485接口的USS协议，利用C语言编程实现工控机IPC与多台变频器之间的串行通信，从而实现一台工控机对多台交流电机的远程控制。该系统具有操作灵活方便，可靠性高，应用范围广等特点。