主动探测型时间反转电磁波聚焦

为扩展时间反转理论在电磁领域的应用,提出了一种基于主动探测的时间反转电磁波聚焦方法.该方法是通过时间反转目标的反射波并在目标搜索域内进行能量搜索来实现重聚焦的.首先,收发合置传感器阵列的一个天线阵元向目标区域发射电磁波信号,该电磁波信号遇到目标后反射,反射后的电磁波被各天线阵元接收并记录.当所有阵元全部完成上述发射和接收过程后,将每个阵元中得到的所有信号相加,并进行时间反转.然后,将各阵元时间反转后的信号虚拟重发到目标域中,则信号能量会在目标处实现重聚焦.根据电磁波的传播特性,给出了主动探测型时间反转聚焦的原理及方法.最后,通过仿真实验验证了主动探测型时间反转可以有效实现电磁波重聚焦的特性.     

基于时反-压缩感知的浅海目标DOA估计算法

浅海波导由于海底海面边界以及不均匀散射体的存在,使得其中声传播极其复杂,对信号处理造成了严重的干扰.本文针对浅海复杂环境下的多途效应对目标波达方向(Direction of Arrival, DOA)估计的不利影响,提出了一种基于时反-压缩感知(Time Reversal-Compressive Sensing, TR-CS)的目标DOA估计算法.该算法针对利用压缩感知(Compressive Sensing, CS)理论进行DOA估计时浅海多径对信道稀疏性的干扰,引入时间反转(Time Reversal, TR)理论对信号进行预处理,将时反处理后的信号再次送入信道,建立了基于时间反转理论的浅海目标DOA估计模型,利用时间反转理论的空时聚焦特性实现了对多途畸变的修正,并且以多径数目作为环境复杂度的度量,在不同复杂度环境下验证了该算法的有效性,最后分析了不同快拍数下该算法的性能.仿真结果表明:在低信噪比、小快拍的浅海条件下,时间反转理论的引入通过对接收信号的再次处理,虽然对计算量提出了要求,但是明显抑制了旁瓣杂波,提高了信道的稀疏性及阵列接收信号的信噪比,改善了复杂浅海环境下的DOA估计性能,并且在多途效应越为严重的环境中,性能提高越为明显.     

基于相位信息的分数傅里叶变换域超宽带接收机

现有的超宽带接收机在多径分离方面存在一定的限制,为了避免上述问题,提出了一种基于相位信息的分数傅里叶变换域超宽带接收机设计方案.采用Chirp信号作为超宽带脉冲波形,并利用其在分数傅里叶变换域上能量聚集的特性在接收端进行信号滤波,得到多径分量;同时,根据分数傅里叶变换的时移性质,利用多径到达时间及多径到达相位的估计得到模板多径处的相位校正因子;最后,将接收到的信号与相位校正因子结合起来,并利用相关判决得到对数据信息的估计.仿真结果表明,通过对相位信息的校正可以得到比传统接收机更好的系统误码性能;而且由于符号间干扰对系统的影响并不严重,可以实现高数据速率的信号传输.     

多径信道下的IR-UWB快速捕获算法

脉冲超宽带(IR-UWB)的传统同步算法捕获时间长,且IR-UWB信道多径情形严重,导致同步捕获十分困难.针对该问题提出了多径信道下一种新的快速捕获算法,利用多径信道特征构造两个本地模板信号分别与接收信号相关,比较其相关输出后,自适应改变模板信号重复相关运算,迅速减小搜索区域;当达到一定迭代次数后,在新的搜索区域上采取串行全搜索方法捕获同步延迟,估计信道多径信息.理论分析和仿真结果表明,相比传统捕获算法,该算法捕获时间大大缩短,能够捕获多径能量,而且可以进行信道估计,便于PRAKE(partial rake)接收.     

采用能量检测的UWB应答式定位系统

提出一种呼叫应答式的传感器定位系统。利用超宽带(UWB)脉冲串来代替单个极窄脉冲,易于通过能量检测方式接收．采用呼叫应答式的定位算法和最小均方误差估计获取波达时间,提高了定位精度并且对多径干扰和非视距传播具有鲁棒性．同时利用平均时延扩展来修正波达时间,进一步提高系统定位精度．仿真结果表明,在IEEE802.15.4a给出的室内多径信道中,系统信噪比为-20dB~30dB时,定位误差小于60cm．     

联合DOA估计与主波束形成的干扰抑制方法

为克服测距仪(DME)发射的高强度脉冲信号干扰L频段数字航空通信系统1(L-DACS1)OFDM接收机的问题,提出联合DOA估计与主波束形成的干扰抑制方法.首先接收机通过波达方向矩阵算法估计接收信号来向;然后基于信号来向通过线性约束最小方差波束形成算法提取各个方向信号;随后通过频域功率与时域功率比较算法分辨各来向信号的类型;最后输出OFDM直射径信号.仿真结果表明:该方法可显著克服DME与OFDM散射径信号干扰,提高L-DACS1系统链路传输的可靠性.     

双频副载波调幅的UHF RFID定位研究

针对多径效应及非视距阻挡使得基于收信强度的室内定位系统精度难以进一步提高的问题,提出了一种适于915 MHZ射频识别定位算法,以收发信号的相位差作为定位依据,引入双频副载波克服整周期模糊度并降低采样率要求,结合全相位FFT谱分析特性,提出一种基于欠采样条件下的相位差估计方法并获取测距信息,利用最小二乘法求解定位标签位置.仿真结果表明,该算法具有良好的定位准确度及稳定性.     

时间反转算子特征值分解算法

由于多途散射的影响,在复杂的水声信道中对多目标进行选择性检测效果不佳.在分析时间反转聚焦理论的基础上,提出时间反转算子特征值分解算法.对于可分辨的理想散射目标,该算法将时间反转算子特征值分解,每个非零特征值对应的特征向量为换能器阵列提供相应目标的聚焦相位信息,滤掉其他目标的波形,更好的定位目标.理论分析和仿真实验证明了所提算法对水下目标具有更好的选择性聚焦和检测效果,这为时间反转镜区分多目标提供了理论依据.     

偶极子RFID标签天线的优化设计与研究

针对灵活高效的射频识别(radio frequency identification,RFID)天线的需求逐年递增的现状,给出了无源RFID标签半波偶极子天线总体的设计方法.基于半波偶极子天线的特性以及天线的输入阻抗与RFID标签接收功率之间的对应关系,提出了一种应用于868～915 MHz的RFID标签天线的优化设计方案,并通过仿真分析了天线的阻抗特性.该方案可使大线达到较高的输入阻抗来实现与一些RFID标签的匹配.     

IDMA下行链路的传输及简化接收方法

针对IDMA下行链路中用户端接收设备复杂度比较高的问题,提出了一种基于时分双工(TDD)模式和时间反转(TR)技术的IDMA下行传输及简化接收方法.该方法通过时分双工获得信道冲激响应,基站发射端利用信道冲激响应的时间反转预处理发射信号.在时间反转及多输入单输出(MISO)技术作用下,利用不同用户信道冲激响应之间的弱相关性以及时间反转处理的空间和时间压缩特性,削弱多用户干扰、共道干扰和符号间干扰.从而使用户接收端只需一个简单的单径接收机即可完成信号的检测,避免了复杂的码片级迭代多用户检测,同时将信道估计器也从用户端转移到基站端,进而使用户端接收设备复杂度大大简化.     

基于SOA的分布式RFID中间件研究

对完整的RFID应用系统进行研究,重点分析了目前相对成熟的RFID中间件系统,并明确了RFID中间件的功能需求。在此基础上,提出了一种基于面向服务架构（SOA）的分布式RFID中间件,其中的总控子系统与设备管理子系统分布于网络上;实现了对读写器的完全控制以及标签的过滤与整合功能,并通过规范的数据服务接口按需提供RFID数据服务。     

自适应权重更新的两步定位算法

在室内环境中,影响定位精度的测量误差包括接收设备自身引起的误差以及信号非视距传播和多径效应所引起的测量正偏差.针对室内环境中测量数据包含测量误差服从正均值高斯分布的特性,提出了一种自适应权重更新的两步定位算法.该算法使用卡尔曼滤波和自适应权重更新的加权最小二乘算法进行两步定位,通过对每个测量距离分配不同的权重,克服了固定权重分配需在特定环境下方能获得良好定位精度的缺点.仿真结果表明,该算法定位精度优于两步定位算法和EKF算法,且对环境适应性更强.     

低功耗2.45GHz射频识别模拟前端

采用台湾积体电路制造股份有限公司的0.18μm互补金属氧化物半导体混合信号工艺,设计出一种应用于2.45GHz的射频识别模拟前端芯片,并对射频识别芯片前端电路的关键性模块进行分析和改进,提出一种运用负温度系数电阻构成的带隙基准电路和一种运用延时电路来消除脉冲干扰的复位电路。仿真结果表明,所设计的射频前端芯片能够满足ISO 18000-4协议所提出的系统要求并且整体电路功耗小于1.5μW。     

基于云存储技术的 RFID 标签数据校验与恢复

为对RFID标签数据进行更高效可靠的存储与管理,设计了一个基于云存储的RFID标签数据管理系统,并提出了一种基于Hash函数的数据完整性校验算法。该算法根据RFID标签数据的字段生成唯一的校验码来确认RFID标签中所存储的数据是否被损坏,在RFID标签数据损坏的情况下,便可即时通过网络从云存储系统中读取对应的RFID标签数据来对其数据进行恢复。     

一种MIMO雷达低角跟踪环境下的波达方向估计新方法

针对多径效应,提出了一种相干源条件下MIMO雷达低仰角跟踪时波达方向估计的新方法．结合MIMO雷达的特点,考虑接收多径回波信号和发射多径信号,利用改进的只需一维搜索的最大似然算法对阵列接收数据进行了双端处理,即接收阵列处理和发射阵列处理．这相当于扩大了单端处理时的阵列孔径,不但提高了低信噪比下仰角分辨力和估计精度,还降低了计算量．     

一种915MHz低功耗RFID无源电子标签

针对RFID技术应用受限于其功耗和读写距离,采用ISO18000-6B协议设计了一款工作于915MHz的无源电子标签.阐述了电子标签射频部分的系统结构.针对具体要求对各功能子模块进行了设计,给出了电子标签的软件实现方案.设计的标签结构简单,功耗极低.     

一种面向物品定位的射频标签定位方法

面向智能空间中基于RFID的物品定位任务要求,针对RFID在应用中难以确定标签与天线的相对位置这一问题,提出了一种RFID标签定位方法。首先建立了一种多功率RFID标签识别率模型,统计得到多功率条件下RFID标签的识别率上下界,将多功率下的RFID标签定位问题转化为不确定信息融合问题。将单功率贝叶斯估计结果用于构造基本信度赋值函数,对多功率下的RFID标签定位信息采用DSmT广义融合机进行信息融合,进而将融合结果用于识别范围内的随机粒子加权估计RFID标签位置。RFID标签定位实验结果表明,使用该RFID标签定位方法的定位误差可达025m以下,物品搜索效率比传统方法提高约60％,能够满足物品定位的要求。     

超高频RFID编解码系统研究与设计

超高频RFID系统的无源标签通过调制来自读写器的射频信号获取能量,并将其反向散射,从而将信息传递回读写器.为了使标签从读写器信号中取得更多的能量并降低能量消耗,超高频RFID系统采用了特殊的编码方式.本文介绍了ISO/IEC18000-6标准中A、B两类短程通信的调制编码方式,系统地分析了FM0双相间隔编码和脉冲间隔编码（PIE）的特点,并用FPGA实现了这两种编码的编解码电路.     

基于压缩感知的MIMO-OFDM系统稀疏信道估计方法

在多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统中, 信号经过频率选择性衰落的信道后, 在接收端需要进行均衡和相干信号的检测, 故准确的信道估计量必不可少. 传统的信道估计方法均基于信道抽头是密集型的假设, 利用线性重构算法, 如最小二乘(LS)或最小均方误差(MMSE)等, 可以达到Cramer-Rao下界(CRLB). 然而, 通过物理信道测量发现, 在实际通信系统中, 宽带信道抽头分布通常表现出稀疏特性. 通过充分利用信道的稀疏特性, 该文将压缩感知中的CoSaMP重构算法应用于MIMO-OFDM系统的稀疏多径信道估计. 在达到与传统的信道估计方法相同性能的前提下, 基于CoSaMP的信道估计方法以非常小的计算复杂度为代价, 大大减少了导频信号开销, 从而提高了频谱资源利用率.