四轴飞行器的视觉定位设计与实现

四轴飞行器搬运物体时,位置定位起到了关键性作用。为了实现四轴飞行器的自主定位飞行,设计了一款基于视觉定位的四轴飞行控制系统。该四轴飞行器选用K60作为控制器,采用陀螺仪、加速度计和电子罗盘构建航姿测量模块,利用摄像头定位和超声波测距构建定位模块,提高导航精度。飞行器将采集到的数据结合互补滤波进行姿态解算,经过经典PID控制,实现稳定飞行、视觉定位并自主降落的功能。测试实验结果表明:在10～200 cm的降落高度范围内,飞行器的定位精度达到1.3 mm,高度精度达到0.34 mm,同时整个系统具有较好的快速性和稳定性。因此该四轴飞行器能够实现自主定位飞行,并为无人机定位方式的研究提供了一定的参考。     

上行中心式协作多点传输基站处理算法研究

在蜂窝通信系统中,小区间干扰是影响系统性能的关键因素.在上行传输系统中,通过基站协作接收可以把协作簇内的小区间干扰转化为有用的信号.基站协作需要通过骨干网交换大量的数据,当骨干网容量有限时,必须考虑对各基站接收信号先进行本地处理.本文用统一的框架研究四种本地处理方案,包括对各天线采样信号的直接量化、基于信源编码的单源压缩算法、考虑基站间接收信号相关性的分布式多源压缩算法、以及对部分基站实行本地解调等.我们将研究当采用这四种方案时骨干网容量约束与系统可达和数据率之间的关系,分析用户位置、收发端天线配置等参数对这些方案性能的影响,讨论他们的实现复杂度和适用场景.     

密集网络中基于拓扑信息的用户调度与干扰管理

随着未来移动通信网络的密集化,如何利用少量的信道信息有效管理小区间干扰成为一个重要而又棘手的问题。本文面向密集多小区多用户单天线和多天线网络,研究利用拓扑信息协调小区间干扰的传输策略。为了解决不同小区多用户调度间的冲突,把用户调度与干扰管理收发机设计进行统一建模,基于统一模型引入潜在冲突图,并利用潜在冲突图进行拓扑干扰管理,提出了占用系统资源最少的传输策略。仿真结果表明,与先进行用户调度再协调小区间干扰的方法相比,所提出的方法在用户平均数据率和边缘用户数据率方面都能够获得显著的性能增益。      

超密集网络中干扰协调方法及性能分析

在超密集网络中,全频重用能够提升网络的平均吞吐量,但严重的小区间干扰限制了边缘用户数据率的提升。如何有效地管理超密集网络中的干扰、提升边缘用户数据率是重要的研究问题。本文研究了超密集网络中两种有代表性的干扰协调方法,随机干扰协调和基于拓扑干扰协调,分析了这两种方法的平均数据率和边缘用户数据率、以及系统参数对其性能的影响。理论分析和仿真的结果表明,采用随机干扰协调能够提升边缘用户的信干噪比,但不能提升边缘用户数据率。这使得当系统增加频率重用因子时,会牺牲平均用户数据率同时也不能提高边缘用户数据率。采用基于拓扑的干扰协调能够同时提升边缘用户的信干噪比和数据率;当频率重用因子较低时,提高重用因子可以通过以较少牺牲平均用户数据率为代价有效提高边缘用户数据率,从而实现平均数据率和边缘用户数据率的折中。      

动态频谱访问中的最小最大公平功率与数据率联合控制算法

该文研究动态频谱访问中次用户通过功率控制共享主用户频谱资源的问题。将最小最大公平功率与数据率联合控制问题建模为准凹优化问题,提出了基于迭代求解线性规划问题的功率控制算法。此外,还提出了通过次用户间相互协作估计次用户到主用户以及次用户间链路增益的方法,分析了链路增益估计误差的统计特性,提出了利用保护裕量降低链路增益估计误差对主用户和次用户服务质量影响的方法。仿真结果表明:所提出算法的性能与现有算法相同,但计算时间仅为现有算法的10%~50%,甚至更低;1 dB的干扰裕量和1.5 dB的信干噪比裕量足以保证主用户和次用户服务质量免受链路增益估计误差的影响。     

超密集网络中基于轨迹预测的资源规划

在超密集网络中,小区间干扰严重制约了小区边缘用户的性能体验以及网络吞吐量。利用用户轨迹预测和信号地图可获得用户未来的平均信道信息,从而为用户规划未来的传输资源,相对于非预测方法可以大幅度提升网络性能。现有对资源规划的研究大都考虑较为理想的假设,为了分析基于实际预测性能达到的资源规划性能增益,本文研究了超密集网络中的轨迹预测方法和基于实际轨迹预测性能的资源规划性能。仿真结果表明,所提出的轨迹预测方法能够满足资源规划的要求,所提出的资源规划策略在任意预测窗长度下都能达到较好的性能,当预测窗长为3分钟时,相对于非预测的干扰管理方法能够将用户满意率提高45%以上。      

频率选择性信道下多天线系统的空间线性预编码设计

研究了频率选择性信道下多天线系统的空间线性发射预编码设计问题.针对有循环前缀的块传输系统,通过理论分析指出,在频率选择性信道下设计空间预编码可以等效成现有的在频域为多个相邻频点设计相同的空间预编码,并可以通过凸优化方法对最优方案进行数值求解.为了降低计算复杂度,提出了一种以信道容量上界最大为目标的次优预编码算法.在进行等功率分配时,这种次优方法退化为现有的特征波束形成(EBF).针对非块传输系统,分析了EBF算法存在的问题,提出了一种基于串行搜索的EBF算法.仿真分析表明,这种方法在高信噪比下的性能明显优于EBF算法.     

喷泉码多路并行转发中继系统传输时间分析

为了降低传输协议的复杂度,避免引入大量的反馈链路,将喷泉码应用于多级多路并行中继网络中进行开环差错控制.给出了采用喷泉码编码时的网络传输方案和帧格式,分析并比较了基于喷泉码方案和基于自动重传请求方案的传输时间.研究表明,应用喷泉码时系统的传输时间远小于应用ARQ时的传输时间,并且随着中继数的增加,喷泉码方案的优势越来越明显.     

DSP完成WLAN中CCK调制解调的快速算法

本文分析了FWT的结构特点,通过调整FWT结构得到解码值和最大值出现位置之间的合适映射关系.根据802.11.g中CCK编码的特点,通过调整FWT结构,使得解码值即为最大值出现的位置,从而省去了解码处理.在进行蝶形运算时,利用加减完成,这样就简化了处理过程.这些方法在利用DSP或FPGA完成FWT处理时,可以减少了硬件资源或处理负担,有一定的工程实践意义.本文利用SIMD结构的DSP完成了FWT处理,在802.11.b系统中进行了应用,给出了性能指标.     

一种在物理层实现协作分集的无线传感器网络

无线传感器网络通常具有存在大量冗余节点、共同的传送目标和能量资源极其有限等特性,因此可以在不同的协议层面上实现协作传输以提高能量有效性,从而延长网络的生命周期.本文研究了一种在物理层进行协作分集完成无线传感器网络中远距传输的方法,提出了可实现的信令和远程接收算法,分析了等效网络多径信道特性和远程接收机能够获得的最大分集增益以及影响分集增益的因素,提出了在分布式网络中提高空间分集增益的方法.