一种改进的高速可见光通信系统信道均衡算法

衡量光通信系统的性能指标有可靠性和有效性,码间干扰是影响通信系统性能的一个重要因素,信道均衡能有效地克服信息在光通信系统传输中的多径干扰和消除码间干扰,是高速可见光通信的关键技术之一.本文研究了一种基于OFDM的高速可见光通信系统的信道均衡算法,仿真结果表明,该算法与传统算法相比降低了最小均方误差值和误码率,从而提高了光通信系统收发信号的性能.     

无线传感网络的传输信道低误码率控制模型

为了提高无线传感网络通信的信号调度和无损传输能力,提出一种基于波特间隔均衡的通信信道均衡传输控制模型,结合传输信道均衡算法进行无线传感网络通信性能的优化设计,构建无线传感网络通信的信道模型,采用码间干扰抑制方法进行无线传感网络通信的信号传输抗干扰设计,采用直接序列扩频和波特间隔均衡控制技术进行无线传感网络通信的信号传输和自适应调度,构建无线传感网络传输信号的信道均衡控制模型,进行无线传感网络传输信号传感融合识别,实现对无线传感网络通信网络的通信信道均衡处理。     

可见光通信的间隔多脉冲位置调制

根据室内可见光通信(VLC)的信道传输特性,建立了一种可见光通信系统的链路模型,提出了用于VLC系统的间隔多脉冲位置调制(IMPPM)方案。介绍了IMPPM方案的符号结构,并将该方案与VLC系统的另外两种调制方式,脉冲位置调制(PPM)和多脉冲位置调制(multi-PPM,MPPM)在带宽、功率需求,比特误差率(BER)等方面进行了比较。结果显示:MPPM和IMPPM在信源(M)为3,4,5bit时的带宽需求和功率需求取得了比较好的平衡。当BER达到10-3时,IMPPM接收的光功率比PPM低4dB,比MPPM低2dB;由于IMPPM中相邻两脉冲有时间间隔,所以,其BER性能要优于MPPM。IMPPM用于可见光通信时,其功率需求低于MPPM,抗多径及码间干扰的能力优于PPM和MPPM。     

T/2分数间隔均衡器的FPGA设计与实现

采用复数LMS算法,设计了一个适用于16QAM信号的8抽头T/2分数间隔均衡器(FSE,fractional spaced equalizer),并在FPGA中实现。整个设计在System Generator开发环境下完成,对算法硬件实现的设计要点进行了详细阐述。通过仿真结果可以看出,所设计的均衡器能够较好地完成对信道码间干扰的均衡。     

无线光相干通信智能信道均衡技术实验研究

宽带无线光相干通信通过信道均衡来抑制大气湍流产生的码间串扰。以湍流环境下的中频信号作为样本,分别采用反向传播(BP)神经网络和长短期记忆(LSTM)神经网络进行训练,将训练达到稳定的网络模型作为信道均衡器,以均衡器输出的中频信号作为系统性能评价指标并与自适应光学波前畸变校正算法进行比较。仿真结果表明,智能信道均衡算法对于系统误码率的改善优于自适应光学波前畸变校正算法。实验结果表明：采用BP神经网络信道均衡技术、LSTM神经网络信道均衡技术,以及波前畸变校正技术后,中频信号直方图的峰值分别位于0.49、0.38、0.38 V,相应的系统误码率分别为3.79×10^-5、1.64×10^-4和8.48×10^-2。智能信道均衡技术相比于波前畸变校正技术对于中频信号幅值随机起伏和误码率都有明显改善。     

自适应均衡器及其发展趋势

自适应均衡作为自适应信号处理的一个重要方面,已广泛用于通信、雷达、声纳、控制和生物医学工程等许多领域.介绍了自适应均衡器的发展历史之后,对各种自适应均衡器进行了分类讨论,分析了其优缺点,最后对自适应均衡的发展趋势做了展望.     

基于GOOSE技术智能变电站通信优化方法研究

智能变电站通信优化可以有效提高变电站IED之间的信息传递能力,提高智能变电站的快速报文发送需求。提出一种面向通用对象的变电站事件(Generic Object Oriented Substation Event,GOOSE)通信优化方法,构建了智能变电站通信的GOOSE网络结构体系模型,分析了智能变电站中GOOSE传送信息的数据链路层传输模型,采用多层通信协议栈信道均衡方法进行通信信道均衡设计,结合码间干扰抑制算法进行抗干扰滤波,以此实现智能变电站的通信优化。仿真实验结果表明,该通信优化方法能有效改善智能变电站通信中的性能,提高信道的均衡性和冲激响应指向性增益,降低了通信误码率,改善了通信质量。     

基于ⅡR非线性信道模型的LMS均衡算法

在高速数据传输环境下,传输信道的非线性已成为影响信道误码性能的主要因素。针对由功率放大器带来的信道非线性问题,研究了一种基于ⅡR非线性信道结构的LMS算法,并构建出了一个基于ⅡR结构的非线性信道传输系统模型。基于该模型,推导了基于ⅡR结构的LMS算法来估计非线性均衡器的参数。仿真结果表明,在一定的信噪比范围内,提出的ⅡR LMS算法能达到令人满意的ED性能,有效抑制高速传输信道的码间干扰。     

强湍流下并行中继自由空间光通信的中断分析

在大气强湍流条件下,对并行中继自由空间光通信系统的中断概率进行了研究.考虑大气衰减、大气湍流和指向误差对自由空间光通信系统传输性能的影响,建立了自由空间光通信系统的复合信道模型.基于此信道模型,推导了并行中继自由空间光通信系统端到端中断概率的解析表达式.最后,通过计算机仿真分析了发送功率、指向误差及通信距离对通信系统中断概率的影响.仿真结果表明,并行中继传输技术可以有效提高自由空间光通信系统的中断性能.此外,所推导中断概率的解析表达式可准确地评估并行中继自由空间光通信系统的传输性能,为未来自由空间光通信系统的设计提供理论依据.     

基于CPLD的旋转联接部件信号传输控制系统设计

针对固定部分的控制器与外部旋转执行机构之间的信号传输问题,对旋转联接部件信号传输控制系统的电路构成、控制模块与信号通信编解码等方面进行了研究,对旋转联接部件中的光通信过程进行了归纳,提出了一种以大规模可编程控制芯片CPLD为通信控制硬件核心,以激光作为数据通信载体的包含了控制信号接收、信号编码、光电转换、信号解码、信号反馈等多个功能模块的高速双向数据传输系统,并搭建了旋转联接部件实验平台对其中的旋转过程中信号传输的数据正确率和光信号传输的损耗率进行了测试。研究结果表明,基于大规模可编程控制技术的旋转联接部件信号传输控制器具有结构简单、工作性能可靠、光信号损耗小等优点,具有很强的实际应用价值。     

基于和速率最大化的以用户为中心可见光通信最优预编码设计

本文针对可见光通信系统中以用户为中心协作联合传输的预编码技术进行了深入研究。首先,利用信息论工具,在以用户为中心的协作策略中推导出和速率表达式。然后,考虑发光二极管的光功率限制以及光信号非负性等约束条件,得到最大和速率优化问题,在此基础上,将最大和速率最优波束形成设计问题转化为凸优化问题,并利用CVX标准优化包对其进行有效求解。最后,将所提出的以用户为中心的传输方法与传统的以网络为中心的传输方法及非协作传输方式进行比较。仿真结果显示,采用迫零预编码(Zero Forcing,ZF)技术在系统总和速率方面有较大提高,约提高2 nats/s/Hz。以用户为中心的协作方式相比较于非协作、以小区为中心传统协作方式,系统性能更优。     

Equalization of rotationally variant signals

Several equalization algorithms utilizing the rotationally variant nature of the received signals are presented in this paper to combat the detrimental effect of intersymbol interference (ISI) introduced by frequency selective channels. Their adaptive implementations and application to a time-reversal space-time block coded (TR-STBC) system are also considered. In addition, a turbo equalization algorithm is derived for systems employing the error correction code. The proposed equalizers and turbo equalizer are evaluated over broadband fixed wireless access channels, and are shown to yield superior performance compared to the conventional equalization schemes.     

基于盖格-雪崩光电二极管的光子计数成像

考虑用传统的成像技术检测光生电荷信号时易受模数转换噪声干扰,本文提出了一种基于单光子灵敏雪崩光电二极管(GM-APD)的光子计数成像方法。该方法以单光子灵敏GM-APD作为探测单元,以全数字化方式实现微弱光学信号的有效检测。建立了GM-APD光子流响应模型,利用马尔科夫更新过程分析了光子探测盲区对GM-APD瞬态响应的影响,得到了GM-APD输出的数字脉冲频率与光子流密度之间的关联表达式。搭建了二维扫描成像实验验证装置,通过实验得到了不同密度光子流条件下的光子计数图像。采用标准化互信息量分析得到,在光子流密度为3.0×104count/s的条件下,该实验装置仍然可以实现可视成像;当光子流密度达到2.7×105 count/s时,标准化互信息量大于0.5;实现了在低光子流密度时采用光子计数方式对目标物体的有效成像。     

Design and realization of digital audio equalizer based on MCU and FPAA

In analog audio equalizer, the filters are constructed by op-amplifiers and discrete components. Being influenced by its discrete capabilities, audio equalizer has many disadvantages. Meanwhile, pure digital audio equalizer has got better performance and stability, but its cost and price are too high. So digital audio equalizer only has its application in upscale domain. A new design method for audio equalizer is proposed, which attempts to design and realize a high precision and high SNR （ signal noise ratio） digital audio equalizer system based on field programmable analog array （FPAA） and micro-controller unit. This design confirms that design speed and performance will be greatly enhanced when FPAA technology is applied to analog design domain.     

一种自适应均衡器最优阶数确定算法

提出了一种基于信道估计与级数展开的均衡器阶数确定算法(equalizer order algorithm based on channel estimation andseries expansion,CESE-EOA)。自适应均衡器是相干水声通信系统的重要组成部分,其阶数参数的确定会对系统性能产生重大影响。传统的均衡器阶数确定方法有适应性较差、对训练序列的长度要求较高等缺点。从多重线性回归模型的角度讨论了自适应均衡器阶数选择的依据,并以此为基础给出了一种最优的阶数计算方法,减小了均衡器的自噪声。理论分析与仿真、试验结果证明了该算法的正确性。该算法可用于计算线性自适应均衡器、盲均衡器或判决反馈均衡器中前馈滤波器的最优阶数,对均衡器设计有重要借鉴意义。     

Design and analysis of tilt integral derivative controller with filter for load frequency control of multi-area interconnected power systems

In this paper, a novel Tilt Integral Derivative controller with Filter (TIDF) is proposed for Load Frequency Control (LFC) of multi-area power systems. Initially, a two-area power system is considered and the parameters of the TIDF controller are optimized using Differential Evolution (DE) algorithm employing an Integral of Time multiplied Absolute Error (ITAE) criterion. The superiority of the proposed approach is demonstrated by comparing the results with some recently published heuristic approaches such as Firefly Algorithm (FA), Genetic Algorithm (GA) and Particle Swarm Optimization (PSO) optimized PID controllers for the same interconnected power system. Investigations reveal that proposed TIDF controllers provide better dynamic response compared to PID controller in terms of minimum undershoots and settling times of frequency as well as tie-line power deviations following a disturbance. The proposed approach is also extended to two widely used three area test systems considering nonlinearities such as Generation Rate Constraint (GRC) and Governor Dead Band (GDB). To improve the performance of the system, a Thyristor Controlled Series Compensator (TCSC) is also considered and the performance of TIDF controller in presence of TCSC is investigated. It is observed that system performance improves with the inclusion of TCSC. Finally, sensitivity analysis is carried out to test the robustness of the proposed controller by varying the system parameters, operating condition and load pattern. It is observed that the proposed controllers are robust and perform satisfactorily with variations in operating condition, system parameters and load pattern.     

Design of Time-Domain Equalizer in Elastic Wave Earth Channel

In low-frequency elastic wave through-the-earth communication system,because of multipath transmission caused by characteristics of the layered earth,the time domain equalizer is different from other wireless communication systems.A modified LMS algorithm of variable step size is proposed based on improvement of traditional LMS.On the base of principle and simulation analysis,the improved Least Mean Square(LMS)algorithm is analyzed and the performances are compared between the improved LMS algorithm and traditional LMS algorithm.In the improved algorithm,the contradiction between convergence speed and the steady-state error is considered at the same time.Therefore,the improved algorithm has good convergence properties and channel-tracking performance.     

考虑延迟的线控转向二自由度内模控制

针对线控转向系统中由于信号传输、机械间隙和摩擦等因素引起的响应延迟问题，设计了二自由度内模控制策略以提高转角跟踪精度。将延迟模型与线控转向系统模型相结合，构建新的名义模型，为避免引入非最小相位项，采用全极点近似方法将延迟环节线性化，求解跟踪控制器和抗干扰控制器。与名义模型不含延迟环节的二自由度内模控制以及经典PID控制相比较，通过MATLAB/Simulink仿真给出了延迟量对三种方法跟踪性能的影响。比较了延迟量对采用全极点近似、Taylor近似和Padé近似的二自由度内模控制跟踪性能的影响。经线控转向台架试验验证，采用全极点近似的二自由度内模控制跟踪精度较高，对延迟的适应性较好。