非协作通信中的盲信噪比估计算法

为解决调制识别前端的信噪比估计问题,首先给出了一种新的基于子空间分解的盲信噪比估计算法,新算法通过利用信号的过采样率信息构造特定维数的自相关矩阵,避免了原算法中对信号和噪声空间维数的估计.同时为了降低算法计算复杂度,以及更好地跟踪信噪比的变化,给出了另一种基于PASTd的子空间跟踪算法来进行信噪比的跟踪估计.仿真结果表明,与经典的子空间分解算法相比,改进算法在性能上有着显著的优势;同时基于PASTd的信噪比估计算法相比基于子空间分解的估计算法更好地跟踪了信噪比的时变.     

基于最优线性滤波的PMU测量Ⅱ:P类算法设计

系列第一篇论文详细阐述PMU最优算法设计的基础理论和最优滤波器的设计准则。该文在此基础上,研究P类测量最优算法的具体设计。具体地,针对P类测量在快速响应前提下的高准确度需求,选用天然具有谐波抑制性能的基于离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)的动态相量测量算法,通过对其形式的扩展,建立原型滤波器,提取出矩形卷积窗长(Nw)、DFT个数(d)和泰勒模型阶数(K)作为优化的自由参数。以数据上报率50fps为例,完成固定系数和变系数测量滤波器组的最优化设计,并构成完整的P类测量优化算法。通过仿真试验,评估优化算法的实际测量性能,并与加窗DFT、动态同步相量测量算法(dynamic phasor estimate algorithm,DPEA)和泰勒模型加权最小二乘算法(Taylor-model weighted least squares,TWLS)等常用算法进行比较,验证所提出优化算法的性能优势。     

基于最优线性滤波的PMU测量Ⅰ:最优滤波原理

随着同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)测量标准的不断更新和PMU在配电网的应用,更为恶劣的测量环境和更高的准确度要求,使得PMU测量算法面临巨大挑战。最优化方法能够兼顾基波频偏与动态变化、谐波、噪声、直流和带外干扰等因素造成的测量误差,实现测量的高准确度与快速响应的最佳平衡,是复杂条件下PMU测量算法设计极为有效的实现途径。本系列共3篇论文,针对目前应用最广泛的本质为线性滤波的测量机制,建立滤波器频响特性与测量误差之间定量关系,提出最优设计准则,并分别针对P类和M类测量,实现PMU测量算法的最优设计。该文目标是建立最优设计的基本理论。首先通过理论推导,给出基波频偏、谐波、噪声、直流干扰、带外干扰和基波动态等因素下,同步相量、频率和频率变化率引起的测量误差(即总向量误差、频率误差和频率变化率测量误差)与滤波器频响特性之间的定量关系;在此基础上,定义与滤波器频响特性有关的一系列技术指标,由此提出最优滤波器设计准则;最后,通过动态同步相量测量算法和基于泰勒相量模型的加权最小二乘两种典型算法的仿真实验,验证理论分析结果的正确性。     

基于PMU动态同步相量测量的故障测距

为提高故障测距的准确性,提出了一种基于相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)动态同步相量测量的输电线路双端故障测距算法。通过分析单端故障测距算法因线路对端数据未知而导致的故障测距误差,引入同步相量测量单元,并应用动态同步相量测量算法,有效提高动态同步相量测量的精确性和实时性;以全球定位系统(global position system,GPS)为时间基准,将故障时刻线路双端相量测量结果,应用于正序网络的测距方程,进行准确地故障定位。仿真实验表明,所提算法充分利用线路两端的故障信息,提高了故障测距的准确性。     

什么是"小信号"

首先讨论了在电路原理课程中讲授非线性电阻电路分析的必要性,随后探讨了非线性电阻电路的小信号分析方法。在给出当前教材对于小信号的普遍定义之后,用3个简单的例子讨论了这种定义方式存在的问题,从误差的角度深入探讨了怎样的信号才能够称之为小信号这一重要的概念性问题,给出了比较严格的小信号定义。     

混沌通信系统的若干问题及研究现状

在过去十年里，将混沌机制用于通信引起广大学者的极大兴趣，并进行了大量的研究。本文就混沌通信系统的保密性、可靠性和可实现性等问题对当前的研究成果进行概括和分析，指出当前将混沌机制应用于实际的通信系统所存在的一些问题。并对未来混沌通信研究的发展方向进行了展望。     

混沌载波通信与传统数字通信的比较

混沌载波通信是混沌通信领域最具代表性的一个研究方向。它用混沌信号作为通信的载波,与用正弦波作载波的传统数字通信直接对应。由于混沌信号与正弦信号等传统的确定性周期信号具有完全不同的特性,它具有较宽的连续频谱,且表现类δ函数的相关特性,因此用混沌信号作通信的载波,也使得整个通信系统具有崭新的特点。本文通过仿真实验对两种典型的混沌载波通信系统DCSK和FM-DC-SK,分别与传统数字通信系统在加性高斯白噪声信道和频率非选择性慢衰落信道下进行性能比较。比较的结果表明混沌载波通信系统在高斯信道下的噪声性能远远差于传统数字通信系统,而在频率非选择性慢衰落信道中则表现出极大的优势。最后,通过仿真实验验证了最优接收机对DCSK性能的改善,表明混沌载波通信的性能仍然具有提高的潜质。     

基于软件无线电的数字侦听接收机研究

为实现频谱监测、通信侦察等任务,提出了一种基于软件无线电的数字侦察接收机的软、硬件体系结构。该接收机基于高速数字信号处理器、大规模现场可编程门阵列、高速AD芯片、高精度大动态范围AGC电路,实现了信号的宽频段、宽带接收;采用盲信号处理技术,实现了对未知信号的参数辨识、分类、盲解调。     

基于信号分解的MFSK信号码元速率估计算法

针对MFSK信号码元速率估计问题,提出了一种基于信号分解的估计算法。算法将MFSK信号分解为M个单音信号的形式,利用信号的循环平稳特性,在所有单音信号包络和的频谱中提取MFSK信号码元速率对应的谱线,从而实现对MFSK信号码元速率的估计。该算法仅需将MFSK信号的频率集作为先验信息,同时允许信号含有载波频偏。经过理论分析可知,该算法在多径信道条件下同样适用。仿真实验表明,该方法在高斯信道下有良好的估计性能,在多径信道下性能损失很小,表现出良好的实用性和鲁棒性。     

基于最优线性滤波的PMU测量Ⅲ:M类算法设计

本系列论文的前2篇,分别研究同步相量测量单元测量的最优滤波原理和P类测量最优算法的具体设计。该文在此基础上,研究M类测量最优算法的具体设计。与P类测量相比,M类测量是在更高准确度基础上兼顾快速响应,并且增加了公认为最难实现的对带外干扰的抑制要求。为了实现从基波通带到带外干扰阻带的快速衰减,基于奈奎斯特频域抽样定理建立动态相量线性参数模型,并采用以凯撒窗为权重的加权最小二乘算法进行模型参数估计,由此构造原型滤波器,其中频域抽样点个数和凯撒窗阶数构成自由参数集。针对数据上报率分别为50、25和10Hz三种情况,求解最优化问题,给出不同数据长度下最优解的分布,并结合快速响应性能选取最优滤波器长度,构成完整的M类测量优化算法。通过仿真试验评估优化算法的实际测量性能,并与IEEE测量标准提供的参考算法结果进行比较,验证所提出优化算法在测量准确度、使用数据长度和单相测量方面具有的综合性能优势。