软件无线电技术及其在WiMAX中的应用

软件无线电是通信领域继模拟到数字、固定到移动通信的第三次革命。本文介绍了软件无线电提出的背景，软件无线电技术在移动终端和基站中的应用以及适用于WiMAX802．16技术的软件无线电基站结构。     

宽带无线系统直接变频方式的设计与实现

为了进一步缩小宽带无线系统的体积、减小功耗,基于软件无线电的思想和专用的射频直接变频芯片,设计并实现了物理层直接变频方案。该方案使用MAX2831芯片实现射频与基带之间的直接变换,利用FPGA实现基带信号处理和射频模块的控制。详细讨论了方案的硬件结构和软件的设计方法,通过实验验证了直接变频前端的收发性能。实验结果表明,所设计的物理屡射频前端方案能够满足宽带无线通信的直接变频功能,且结构简单,便于工业应用。     

中美云计算领域专利技术主题发展态势预测研究

云计算是人工智能时代竞争致胜的关键支撑产业，是中美两国必争之地。科学预测中美两国云计算相关技术主题发展态势，对于我国科学规划云计算发展策略、提高竞争实力具有重要意义。本文以中美云计算领域专利为样本数据，首先运用WI-LDA细粒度挖掘各技术主题，其次利用Prophet对各主题发展态势进行建模预测，最后创建主题趋势度和主题热度指标，绘制技术主题空间分布图，解读两国未来发展态势。分析发现：美国在云计算领域整体起步比较早，在故障检测与修复、云安全、混合存储控制装置、内存管理具有较大优势，中国虽起步较晚，但发展迅速，在数字计算中心、信号传输系统、软件模拟、云资源加密、图像数据识别后来居上，发展前景广阔。美国已在云计算大多技术主题占得先机，我国仍需持续建设良好的云计算发展环境，坚持自主可控的发展方向，培养核心竞争力。     

分布式生态水文模型EcoHAT系统开发及应用

水循环模拟系统（Hydro Informatic Modeling System,简称HIMS）的开发已为水循环模拟提供了综合的模拟工具.本文为扩展HIMS系统的应用,紧密集成RS/GIS技术,自主开发了生态水文模拟系统（Ecohydrological Assessment Tool,简称EcoHAT）,对生态水文过程进行模拟.该系统以基本的生态水文过程为基础,集成了参数管理、RS参数反演、模型定制工具、GIS分析等工具,实现了区域尺度的分布式生态水文模拟,为水资源可持续利用提供了新的思路.通过EcoHAT在我国黄河流域典型地区、贵州酸沉降地区及北京官厅水库库岸带等地区的应用,表明EcoHAT系统能有效模拟和分析区域生态水文过程,为流域水资源综合管理提供技术支撑.     

航天运输系统发展及展望

航天运输系统的技术水平代表着一个国家自主进出空间的能力,也体现着一个国家最终利用空间和发展空间技术的能力,是一个国家航天能力的基础,也是综合国力的象征,应处于重要的基础和优先发展的地位.本文系统梳理了国外航天运输系统发展历程和我国航天运输系统的发展现状,分析了我国航天运输系统的技术发展方向,提出了我国航天运输系统的发展建议.     

超高频RFID物联网前端感知系统的设计

介绍了一种基于超高频RFID的物联网前端感知系统的设计和实现,以及主要模块的功能,然后分别从硬件结构,工作流程和软件设计三个方面进行了详细阐述.本系统的工作频率在860～960 MHz可调节,能支持EPC Gen2和ISO/IEC 18000-6B/6C标准.它的射频前端是以射频芯片AS3992为核心,使用内部集成的功放,外加一系列外围电路实现.其优点是体积小、重量轻、集成度高和功耗低.实验结果表明,该系统的读写距离能达到2.5m,能够满足实际应用的需要.     

上海嵌入式系统研究所

上海嵌入式系统研究所是经上海市人民政府批准的一家适应现代信息技术发展和市场经济要求的专业研究机构。研究所联合华东师范大学软件学院、联合国大学国际软件技术研究所等机构，以软硬件协同设计和高可信软件为核心技术方向。已研发具有完全自主知识产权的“‘海神’嵌入式系统开发平台”。     

基于专利的区块链技术发展现状与竞争态势分析

区块链作为国家核心技术自主创新重要突破口,分析区块链技术发展现状与竞争格局对国家科技创新发展具有重要意义。本文基于德温特数据库,首先对技术发展阶段、主要竞争国家/地区及主要专利权人进行识别,然后从技术关注热点、核心技术领域进行国际竞争态势分析,最后采用专利组合评价指标与国家层面确定主要竞争国家/地区综合竞争地位。研究发现:区块链技术处于快速发展阶段;我国在金融、管理等数据处理系统与数字信息传输热点技术领域具有竞争优势,但美国在主要核心技术领域实力较强,专利技术具有核心竞争力;我国与美国均处于技术领导者地位,我国专利活动最强,美国第二,但美国专利质量高于我国,我国在专利质量上存在短板。最后针对我国存在的问题提出对策建议。     

三维、动态、实时数字化锅炉技术发展探讨

锅炉作为发电厂的一个庞然大物,是一个典型的三维空间分布系统;而燃烧和热力过程又是一个处于外界需求不断变化、各种扰动持续影响的动态系统,对其信息化、智能化技术的研发应建立三维、动态、实时数字化的框架思路.三维设计技术目前仅仅用于实现火电厂高效的设计和技术移交,其建立的电站设备和系统的三维数据库可作为三维、动态、实时火电机组技术研发平台.炉内燃烧过程三维数值模拟研究已经发展到相当的程度,一方面数值模拟需要研发更加精细的模型以更加准确地反映炉内实际燃烧工况,另一方面数值模拟分析技术有待嵌入到发电机组实际运行分析和优化中.基于辐射图像处理的炉内三维燃烧过程可视化检测技术正在从炉内三维温度场在线检测向炉内煤粉燃烧过程(煤粉浓度、燃尽度和燃烧放热量空间分布)三维全面可视化检测的阶段过渡,为三维、动态、实时数字化锅炉技术发展奠定了良好的基础.炉内三维燃烧过程可视化检测技术将为分析、诊断炉内燃烧过程故障和燃烧经济性,以及锅炉受热面安全运行状况提供具有空间分辨能力的精细三维信息,是锅炉信息化、智能化发展的一个重要方向.     

基于MIMO-OFDM接收机的数字下变频设计与实现

为了满足MIMO-OFDM接收机的数字下变频设计要求,设计并实现了基于专业芯片的数字下变频方案,主要使用FPGA对GC5016芯片、A/D采样芯片进行配置和控制.同时,给出了MIMO-OFDM接收机的数字下变频原理框图、MIMO-OFDM接收机实现方案框图、GC5016内部信号处理流程图以及FPGA功能模块框图.实验结果表明,本设计方案不仅具有优良的数字下变频性能,而且具有良好的可编程能力.     

认知无线电系统中的多中继分布式波束成形方法

本文考虑认知无线电系统中一对认知源目的节点在一组认知中继节点协助下与一对授权发射机和接收机共存的场景,研究了多个单天线认知中继节点在授权接收机处平均干扰功率门限约束及自身独立的平均发射功率约束下,最大化认知目的节点处信干噪比(SINR)的分布式波束成形,从而开发"空谱空洞"的问题.提出了两种波束成形方案:1)最大化SINR的最优策略;2)基于迫零准则的次优策略.最优策略将分布式的波束成形系数求解问题通过半定松弛转化为准凸的优化问题,从而利用二分法及内点法求解;并证明了求得的最优半定松弛解即为原优化问题的最优解.次优策略直接迫零对授权接收机造成干扰,并将来自授权发射机的干扰信号抑制为零.该方法对应的优化问题没有迭代运算,且约束函数简单,算法复杂度低.最后通过数值仿真分析了中继数、认知节点最大的发射功率和授权接收机的干扰功率门限等因素对两类算法平均传输速率的影响,并且通过对比实验验证了考虑授权发射机干扰信号影响带来的性能增益.     

基于DDS技术的多路高精度信号源设计

本系统将DSP2812与CPLD相结合;采用DDS（即DDFS,直接数字频率合成）技术设计的多路高精度信号源;可以根据用户设定的电流、电压参数,实现12路模拟量的输出;其模拟量的基本波形为：正弦波、三角波、方波和用户自定义的波形;同时可根据需要实现20次以内任意次谐波的迭加。     

基于ARM的GPS接收机设计

随着GPS系统的广泛应用,作为系统用户设备部分的GPS接收机,已经成为国内外的研发热点。本介绍了一种基于ARM核的双芯片（即基带处理器＋射频前端）GPS接收机的硬件设计方案,该GPS接收机具有体积小、功耗低、集成度高的特点。     

主用户状态改变和低信噪比环境下的weight-p能量检测算法

在认知无线电网络中,主用户状态改变和低信噪比都会造成频谱检测的性能下降.本文提出了一种新的加权(weight-p)能量检测算法,用于抵抗主用户状态改变和低信噪比对认知用户检测性能的影响.为减少实现复杂性和节约需要的功耗,我们将weight-p能量检测器的最优权值建模成一个最小采样时间(MST)的优化问题,找出了最优权值和次优权值.仿真表明,在主用户状态改变和低信噪比的场景下,本文提出的weight-p能量检测算法可以提高认知用户的检测性能和降低虚警概率,并且在获得相同检测性能的前提下可以压缩检测时间.     

分布式天线UHF RFID系统读取率的评估方法

为了对超高频射频识别系统的读取率进行评估,提出了基于分布式天线结构的评估方法。分布式天线结构是指通过射频开关选择器件将四个天线连接到一个阅读控制器上,考虑到电磁场极化现象,增强覆盖效果,减少阅读盲区,天线分布在识别区域的水平和垂直两个相对的方向上。为了实现对系统读取率的评估,根据四个天线实际的识别情况,定义了系统读取率的评估参数,即可靠识别率。仿真实验结果表明：基于分布式天线结构的这种评估方法可以有效的对UHFRFID系统的读取率进行评估。     

基于0．18μmCMOS工艺的功率放大器设计

本文在系统分析功率放大器的结构、设计原理、性能指标的基础上,根据功率放大器的应用背景,选择A类放大器进行设计。设计时综合多种因素,合理选用共源共栅结构和共源结构的三阶差分放大电路,进行增益和输出功率分配．然后应用ADS软件进行设计、优化和仿真.仿真结果表明,设计的功率放大器在其工作频率范围绝对稳定,实现了很好的输入输出匹配,具有较好的线性度和隔离度,最终的仿真结果满足802．11a标准。采用TSMC0．18μmCMOS工艺元件库,应用Cadence软件画出功率放大器电路的版图。     

无线传感器网络中OOFSK和FSK能耗性能

无线传感器网络（WSNs）节点通常使用电池来供电,这成为限制其广泛应用的瓶颈．所以低功耗WSNs的设计成为人们研究的重点．WSNs的传输体制很大程度上决定了整个网络的能耗性能．本文中将频移键控调制（FSK）和开关频移键控调制（OOFSK）两种高效的传输方式引入WSNs,通过建立基本通信模型,推导他们的能耗性能指标及变化趋势．通过数值分析结果可知,在低信噪比、低OOFSK调制占空比等条件下,OOFSK传输具有明显的能耗优势．同时进一步分析得到OOFSK和FSK调制在WSNs中的应用场景,对低功耗WSNs的调制模式设计具有积极作用．     

牵引网宽频域谐波与振荡抑制技术应用研究

针对大功率、高密度、多种类的机车群在小容量牵引供电网中带来的宽频域谐波和谐振问题,从交流机车的拓扑和调制出发对宽频域谐波产生的机理进行了分析,并结合对两种典型车型,对不同类型机车混跑线路的谐波分布多样性进行了分析.为此提出了基于H桥级联的有源电力滤波器（HCAPF）和高通滤波器（HPF）相结合的谐波抑制方案,利用HCAPF对无功功率进行控制并对低次谐波进行抑制,利用高通滤波器对高次进行吸收.结合示范工程,对参数设计、HCAPF性能测试进行了详细介绍,最后对整个补偿系统投入前、后24 h的电压畸变率等参数进行对比测试,结果表明补偿后电压总畸变率平均值从4.324%下降到2.934%,满足国标,其中各次谐波电压都有较大下降.同时电网电压的最大波动率从14.5%下降到10.7%.     

高速铁路无砟轨道不平顺谱

研究提出了我国高速铁路无砟轨道不平顺谱的计算方法、轨道不平顺谱拟合公式及轨道不平顺谱图.为提高轨道不平顺谱的计算精度,研究提出了基于线性插值和小波分析方法的轨道不平顺检测数据异常值和趋势向剔除算法.同时通过不同窗函数长度、不同窗函数和不同谱估计方法的轨道不平顺谱计算对比分析,确定了轨道不平顺谱的计算方法.利用高速综合检测列车检测数据计算确定了高速铁路无砟轨道不平顺谱及其拟合公式,并引入倍频能量表反映高速铁路无砟轨道周期结构的影响.由轨道不平顺谱拟合公式与倍频能量表共同构成的高速铁路无砟轨道不平顺谱,为高速铁路设计、评估和养护维修等提供了依据.     

一款用于多媒体处理的异构多核系统芯片的可测试性设计

随着集成电路工艺的发展,系统芯片（SoC）集成已成为超大规模集成电路的主流设计方法.SoC设计具有强调自顶向下设计、突出设计重用性、重视低功耗的特点,给集成电路的可测试性设计带来了严峻的挑战.本文针对一款用于多媒体处理的异构多核系统芯片DPU-m,提出了一套完整的可测试性设计方案,支持3种工作模式：功能模式、存储器内建自测试模式以及扫描测试模式,并进行了设计实现和评估.针对逻辑电路的可测试性设计,采用自顶向下的模块化设计思想,提出并实现了一种分布式与多路选择器相结合的测试访问机制,实验结果表明,DPU-m逻辑电路单固定型故障的测试覆盖率为98.58%,满足设计方要求;针对实速时延测试的需求,设计并实现了基于片上时钟生成器的时钟控制单元,可在片上支持不同时钟域、6种时钟频率的实速时延测试;针对存储器电路的自测试,设计并实现了串并行结合的存储器内建自测试结构,在最大测试功耗的约束下有效地减少了测试时间;进一步设计了顶层测试结果输出电路,满足了设计方要求的诊断分辨率,若以100 MHz的频率进行测试,测试时间为14 ms.