脉冲超宽带定位技术综述

脉冲超宽带(IR-UWB,Impulse Radio Ultra-Wideband)信号具有极大的带宽和极高的时间分辨率,在定位应用中能获得较高的定位精度.针对UWB定位研究中的热点问题,对IR-UWB定位技术做了梳理.以基于测距的定位技术为主线,侧重分析TOA估计方法、误差模型、NLOS鉴别和NLOS定位等;讨论了UWB定位实际应用和仍存在的问题.最后指出了IR-UWB定位值得进一步探讨的研究方向.     

低测量误差脉冲激光测距系统设计

在脉冲激光测距系统的设计中采用两次测距并将结果做差的测量方法,有效地减小了脉冲激光测距系统的测量误差,使测距精度大幅提高。并且阐述了脉冲激光测距系统各个模块的设计思路和器件的选择,为系统具体的硬件电路确定了明确的设计方向。     

基于自适应抗差卡尔曼滤波的UWB室内定位

在UWB室内定位中,测距中存在的NLOS误差和测距异常值会大幅降低其定位的精度和可靠性.针对这一问题,提出了一种自适应抗差卡尔曼滤波方法.该方法首先在UWB距离模型的基础上,利用新息向量和LOS环境下的阈值所构造的抗差因子鉴别并削弱NLOS测距误差和测距异常值的影响,同时利用Sage-Husa滤波对系统噪声进行实时估计和修正,在此基础上推导UWB定位的线性模型,利用卡尔曼滤波进行UWB定位解算.实验结果表明,该方法能有效地抑制并消除UWB测距中的NLOS测距误差和测距异常值的影响,进而能提高UWB定位的精度和可靠性.     

基于UWB定位系统脉冲信号在多径信道传播的时延

基于电波传播时间的技术是UWB定位最适合的方法。然而,由于室内多径因素的影响,会造成延时估计不准确,从而使得定位也有较大误差。本文研究LOS环境下,脉冲UWB信号在室内多径信道传播的时延特性。研究发现,发射的脉冲信号宽度与室内UWB信道信噪比对定位精度影响很大,并确定了延时较小时的脉冲宽度与信噪比,从而为基于电波传播时间的UWB定位提供了有益参考。     

多址干扰抑制混沌超宽带脉冲设计

针对超宽带多址干扰问题,采用高斯7阶导脉冲作为UWB原始脉冲,使用厄米特矩阵特征向量分解算法设计UWB正交脉冲序列,采用Logistic混沌序列作为跳时码进行混沌跳时-脉位调制,生成混沌超宽带脉冲,从而达到抑制多址干扰的目的。最后,分析CTH-PPM UWB系统的抗多址干扰性能。仿真结果表明CTH-PPM UWB系统抗多址干扰性能明显优于TH-PPM UWB系统,具有更强的抗多址干扰能力。     

一种脉冲超宽带测距的门限选择算法

多径衰落和接收机系统噪声是影响脉冲超宽带(IR-uwB)测距精度的主要因素.在能量检测过程中,能否在干扰下准确估计IR-uwB信号的首径到达时间(TOA),是开展IR-UWB测距研究的重点和难点.鉴于此,为提高测距精度,提出一种IR-UWB测距的门限选掸算法.首先建立接收机输出信号统计特性与UWB信道衰减特性的关系式,使用全概率公式推导出TOA估计均方误差(MSE)闭合表达式,给出估计误差与多径衰减系数以及信噪比(SNR)等系统参数的严密数学表达,以最小均方误差为性能指标的门限选择算法进行仿真.仿真结果表明,改进算法可提高IR-UWB测距的性能,使测距精度达到30cm,证明是一种有效的门限选择算法.     

脉冲测距系统的多径干扰影响及消除

由于地空无线信道的多径特性的影响,采用脉冲测距原理的机载脉冲测距系统的精度受到较大影响。在对机载脉冲测距设备原理进行深入研究的基础上,对多径干扰对脉冲测距系统的影响进行了分析,确定了最为不利的多径形态,进一步提出了一种针对多径消除的基于第一脉冲延迟译码的解决方案,并予以了工程实现。仿真结果表明该方案效果良好。     

基于PSO算法的UWB发射脉冲优化研究

超宽带(UWB)通信系统通常采用高斯脉冲和Hermite脉冲作为发射脉冲,从其产生原理分析,发射脉冲不能同时满足时域和频域的共同约束条件。以高斯发射脉冲为例设计先加入去毛刺电路、高通滤波器等改进电路以实现时域优化,再在频域上用粒子群(PSO)算法对改进的发射脉冲电路的电参数进行优化,并做了注入干扰的仿真实验。实验表明:经PSO算法优化后的改进的UWB发射脉冲性能大大改善,满足UWB通信系统的各项指标要求。     

一种超宽带脉冲发生器的设计

超宽带UWB是一种利用纳秒级极窄脉冲发送信息的技术。重点讨论了一种采用级联雪崩晶体管结构的UWB极窄脉冲发生器,并对其电路及雪崩晶体管的工作原理进行了具体分析。实验获得的UWB输出脉冲宽度约为1.22ns,上升时间约为863ps。     

一种新的超宽带脉冲信号优化设计方法

从数值逼近理论出发按照Chebyshev最佳一致逼近准则将超宽带信号设计成符合FCC频谱模板的信号,与同类方法相比更容易控制设计精度,具有更高的频谱利用率,改善了UWB通信系统的性能,方法适用于不同的频谱模板.在理论分析的基础上对方法进行了阐述和模拟仿真,仿真结果验证了该超宽带脉冲信号设计方法的有效性.     

动态血氧监测中脉搏波处理和脉率提取新方法

在脉搏血氧饱和度的动态检测中,由光电流得到的脉搏渡会受到肢体运动、环境光等因素的干扰．出现基线漂移和局部变形,会影响到血氧饱和度和脉率的实时计算。提出利用局部形态特征代替传统阈值判断获取脉搏周期．并结合有效的实时信号处理方法．最终实现脉搏血氧饱和度和脉率的准确实时检测。     

图像化脉象仪数学建模与脉搏信息提取

为获取脉诊触觉信息,采用绘制有圆形网格点的软性薄膜加压传感探头,由单一CCD摄像头获取脉搏动态图像.在对脉搏图像传感器结构分析的基础上,建立详细的测量原理模型,论证了该图像化脉象仪获取脉搏多维信息的可行性.在此模型基础上,应用图像处理的方法提取得到脉搏波形,并给出定量分析及实验结论.研究表明,本系统能够有效提取多维脉搏特征信息,为中医诊断客观化和科学化提供了一种新的手段和方法.     

对脉冲耦合神经网络中被动神经元的脉冲周期分析

本文研究了离散PCNN中被动神经元的被动脉冲周期,首先定义了动态比较比,而不是逻辑比较来描述神经内状态与动态阈值之间的线性差异。然后利用动态比较比的最大下限,给出了一个近似准确的被动脉冲周期公式,并通过对估计和实际被动脉冲周期的误差分析,证明了该公式的合理性。此外,我们从估计的脉冲周期中推导出一个稳定的脉冲周期,从而使神经元可以连续地在两个不同的时间阶段进行非周期性和周期性的脉冲。此外,还估算了被动神经元开始周期性脉冲的初始阶段,并举例说明,结果与理论分析一致。     

传感技术在脉诊中应用及脉象多属性特征检测探讨

分析传感技术在脉诊中应用,根据传感接触方式分为接触与非接触式两类,研究压力、压阻和压磁式三种接触式传感及光电、超声和声音式三种非接触式传感原理与技术.分析表明采取单一传感模式较难反映脉象多属性特征,研究多属性特征检测的方法,提出组合声音传感与接触式的新型多属性特征检测方法思路.     

PLC脉冲输出的实现

介绍了FX2系列PLC脉冲输出的几种方法和技巧。这些方法和技巧具有实用价值。     

基于卡尔曼滤波的动态脉搏波处理和脉率提取

在脉搏的动态检测中,由于被测体运动等因素的干扰,由压阻式脉搏传感器得到的脉搏波会发生形变甚至波峰丢失,最终影响到脉率的提取。本文采用动态阈值结合波峰位置估计的方法识别脉搏波峰,并计算瞬时脉率;利用加速度计实时检测被测体的运动情况并动态调整瞬时脉率的置信度,进而引入Kalman滤波器,实现基于运动测量的自适应滤波。实验结果表明,该方法有效地消除了运动噪声,最终实现准确实时监测脉率。     

Stabilization of Nonstationary Pulse Systems

Studies are made of a pulse system consisting of a nonstationary continuous linear portion and a pulse modulator connected to a feedback circuit. A problem of synthesis of a signal at the input of the pulse modulator, which stabilizes the system, is solved.     

脉象信号的频谱分析

根据人体脉象信号的特点,介绍了信号采集系统对脉象的采集,提供了脉象信号的一种频域分析方法--功率谱分析,应用快速傅里叶变换方法对脉搏信号进行分析,并通过读功率谱特征的分析和比较,最后,提出了利用径向型网络对4种脉象信号进行分类,以脉象信号的频谱特征作为神经网络输入时的训练结果的差异.尽管文中的训练样本有限,但仿真结果表明:对脉象信号的一些特定的特征值,利用神经网络进行识别是一种可行而有效的方法,在自适应、自学习能力方面较传统的模式识别方法具有明显的优越性.     

光电脉搏仪的设计

本设计采用透射式光电效应手指脉搏传感器来识取脉搏信号,由低功耗单片机80C51完成数据处理,并利用全屏幕点阵式液晶显示器SED1330来完成数字与波形显示。它能实时、准确、高清晰度地给出脉搏波形和脉搏次数,当测得数据超限时报警。通过波形可观测人体心跳的强弱与规律。可作为一简单的心电图仪来使用。     

基于半导体开关和脉冲变压器的高压脉冲电路的 过电压抑制

脉冲变压器具有升压比高、可靠性好、体积小、价格低等优点,被广泛用于高压脉冲电路。 然而,受到漏感影响,会产生过电压,不仅增大了损耗,还可能导致开关过电压击穿。该文分析了 过电压的产生机理,比较了常规过电压抑制措施的效果及其缺陷,提出一种新的过电压抑制电路, 给出了新电路的拓扑结构、工作原理和电路参数选择依据,并通过建模仿真验证了新过电压抑制电 路的效果。最后,采用这种过电压抑制电路,研制了一台紧凑重频高压脉冲发生器,可以产生幅值 11 kV、频率 2 kHz、脉宽 2 μs 的脉冲,并用于驱动悬浮电极介质阻挡放电负载,能够稳定产生低温 等离子体。