无线传感网络中能耗均衡的混合通信算法研究

基于经典的低能耗自适应分簇算法(LEACH),提出了一种能耗均衡的混合通信算法(EEHCA)。由基站根据节点剩余能量和簇头之间的距离选举簇头,节点用单跳模式和多跳模式交替与簇头进行通信且概率分别是p和1-p,从而使簇头的分布更均匀,节点的负载更均衡。仿真结果表明该算法有效地平衡了节点的能量消耗,在延长生命周期方面明显好于LEACH。

基于IEEE 802.15.4的低复杂度OQPSK全数字调制方法

深入研究IEEE802.15.4协议中经半正弦函数成型的OQPSK调制信号中相邻相位的变化特征,为便于调制算法的全数字电路实现,对基带调制算法进行了数字化处理。同时,本文提出一种循环移位和查找表相结合的方法降低电路复杂度,有效减小了调制器的实现成本。仿真及FPGA综合结果表明:该方法简单易行,逻辑单元数和存储器比特数仅分别为52和72,满足无线传感网络低成本的要求。

低压电力线载波通信的无源耦合电路设计

低压电力线是一种通信环境十分恶劣的有线信道,其通信的稳定性差且极易被破坏。提出一种变压器与Chebyshev带通滤波器相结合的耦合方法,分析了耦合电路的结构和元件的设计原则。分别对实验室和现场环境中点对点通信能力进行数据统计,结果显示完全满足国家电网用电信息采集系统的检验技术规范,在现场环境中距离110 m的范围内通信成功率超过98%,距离150 m时也可达80%以上,这表明了依照此方法设计的耦合电路性能完全能满足集中自动抄表要求。

无线传感器网络中能量有效的多层分簇算法

针对无线传感器网络中每轮能耗和簇内节点负载不均衡问题,提出了一种能量有效的多层分簇算法(EEMLC)。基站在首轮按照各层的最优簇头数对整个网络逐层进行虚拟分区,在接着的轮次中,各个分区根据本轮节点的剩余能量来选取下一轮簇头,前者使得网络每轮总能耗最小并有效保证各轮的能耗均衡;后者确保分区内节点的负载平衡,从而最大限度地延长网络的生命周期。实验仿真结果表明,与LEACH算法相比,EEM-LC算法的每轮能耗均衡性有了显著提高,网络的生命周期延长了11.3%。

适用于低压电力线通信的BP译码优化方法

为提高低压配网电力线信道中的信息传输效率,提出一种优化BP译码的改进4折线算法。通过变换化简置信传播(belief propagation,BP)算法的校验节点信息更新函数,建立分段线性函数,并设计误差修正表对不同分段区间进行补偿,利用查表方法实现误差修正值,可降低解码实现复杂度。在Middleton A类电力线信道模型下的仿真结果表明,经分段线性函数优化后的译码算法与BP算法的误码率(bit error rate,BER)性能相近,而译码的复杂度却大大降低,有利于算法的软硬件实现,为电力线载波通信提供了一种高性能的信道编码方案。

基于ZigBee的LS频偏估计改进算法

针对无线信道的多径干扰特性,本文对基于最小平方(LS)误差准则的数据辅助式频偏估计算法进行改进,提出一种根据训练序列或前导符的相关性进行频率偏移估计的改进算法.在ZigBee协议条件下的仿真结果表明该改进算法的均方误差优于BAF(best angular fit)算法的均方误差.当信噪比(SNR)大于9 dB时,该算法的频偏估算精度接近于粗略频偏估计与精细频偏估计相结合的估计算法,其估算均方差接近克拉美—劳下界(CRLB).因此,在大城市无线信道环境下,该算法能满足基于ZigBee技术的无线自动抄表的通信要求.

“QQ平台+翻转课堂”的教学模式实践研究

依托网络和信息技术,探索以学生为主体的"QQ平台+翻转课堂"的教学新模式,通过"线上+线下"方式增强师生间和生生间的交流互动,提高课程教学效果。在无线传感器网络课程中开展翻转课堂教学实践,教学效果统计结果表明:实验组得分优于对照组得分,两者在教学过程和学习效果两方面都有P<0.05的显著统计学差异,验证了"QQ平台+翻转课堂"教学模式可提高高校学生的课堂参与意愿、自主学习能力和合作探究能力。

低压窄带电力线载波通信的半盲式信道估计

针对低压电力线信道的频率选择性传输特性,提出一种半盲式信道估计方法,该方法使用一组在频域和时域上都等振幅的正交序列对正交频分复用发送信号进行预编码,仅利用一个导频子载波就能估计出所有子载波的频率响应。在低压电力线载波信道特性的实验研究基础上进行仿真,结果表明采用该方法能有效跟踪低压电力线信道的频率选择性衰落变化,从而明显改善信道的误码率性能。

面向IEEE802.15.4协议的跳频信道接入方法

IEEE802.15.4协议中2.4 GHz频段的信道极易受Wi-Fi等信号干扰,且其规定节点丢失信标帧数量超过a Max LostBeacons就判定为孤立节点,需要重新扫描信道进行重新同步,这必将导致较大吞吐量降低和时间消耗。本文分析IEEE802.15.4和IEEE802.11在2.4 GHz频段中信道重叠规律,提出一种利用信标帧的周期性作为跳频函数输入变量生成的跳频序列,以此快速选择未受干扰的信道,该方法不需增加信标帧负荷和开销,且简单易实现。Wi-Fi干扰源测试结果表明,平均吞吐量最低能提高约16%,平均传输延迟由25.86 ms降低到9.07 ms。

适用于无线传感器节点的低复杂度CCVSLMS均衡器研究

针对无线传感器节点的均衡算法——最小均方误差（LMS）算法和截断数据LMS算法或截断误差LMS算法（CLMS算法）的收敛速度、稳态误差性能的不足，进行了截断误差和截断数据可变的步长LMS算法（CCVSLMS算法）的研究，该算法通过对误差和数据进行截断处理和建立步长因子／1与截断变化率的线性函数关系来改善收敛速度和稳态误差之间的矛盾，并有效降低了计算复杂度。仿真结果证实该算法性能优于LMS算法和CLMS算法。在TSMC 90mm CMOS工艺下，均衡器的超大规模集成（VISI）优化的综合结果显示，硬件实现面积约为1806个单元，动态功耗仅为12μW，因此该均衡器能满足无线传感器节点高灵敏度和低成本的要求。

基于RSSI的动态权重定位算法研究

基于RSSI技术的静态权重定位算法由于不需附加设备,成本低,使用方便,适用范围广而得到了广泛的应用.针对RSSI测距容易受到各种干扰,静态权重算法不能同时解决定位的平均误差和最大误差的缺陷,提出一种新的结合RSSI测距数据处理的高斯拟合动态权重定位算法GFDWCL,并在ZigBee平台上实现了该算法.两种算法实验结果表明,该算法能很好改善定位的精度,同时将定位平均误差降低2/3、最大误差下降3/4.

高校电子类专业选修课的翻转课堂学习评价指标体系探究

电子类专业选修课程的培养目标注重学生实践能力与合作能力的提高,这与翻转课堂“课下传授,课堂内化”的新型教学模式内涵十分契合,然而真正适用于电子类专业选修课翻转课堂的评价体系却很匮乏,以“学”为主的教学效果难以评估。本文基于电子类专业选修课程特点,以适用性、方向性、可操作性、独立性为原则,探讨评估翻转课堂教学成效的学习评价指标体系构建,以德尔菲法方式设立了3个一级评价指标和15个二级评价指标,这些指标符合翻转课堂教学模式理念,也能为电子类专业选修课程的学习评价提供一定参考。

智能电网窄带OFDM通信系统噪声抑制

电力信道在低频处具有高的噪声,严重影响电力线通信(PLC)系统的性能。针对窄带(9~95k Hz)电力信道非平稳分布的脉冲噪声和平稳分布的背景噪声,根据实际测量电力噪声的统计分析,建立随机分布特性参数所描述的噪声模型,并提出相应的噪声抑制(Noise Suppression,NS)方案。其中脉冲噪声使用限幅(Clipping)方法进行消除,这是一种无记忆非线性技术;背景噪声因具有高斯特性,而正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)信号的正交和同相分量均符合线性分布模型,利用KLT(Karhunen-Loeve)变换将含噪信号协方差矩阵的特征值分解至噪声和信号子空间,在信号失真最小准则前提下,应用拉格朗日最优极值法,推导OFDM信号的线性估计。基于G3-PLC物理层和窄带噪声模型,构建OFDM仿真系统,对窄带OFDM系统噪声抑制前后性能的仿真,表明该噪声抑制方案,能够改进BER性能,提高SNR。

电力线通信中的基于峰值估计和反馈补偿的自适应噪声抑制

针对传统消隐限幅门限依赖于噪声特征参数及门限偏差较大的问题,提出一种基于峰值估计和反馈补偿的自适应电力线噪声抑制(ANMPEFC)算法。采用SLM映射预处理方法降低发射信号PAPR,提出利用峰值信息对接收信号进行脉冲频率估计的方法,建立了峰值频率与脉冲特征之间的关系,根据估计脉冲频率对接收信号自适应选择峰值消隐和反馈补偿方法进行处理,在门限偏差条件下对提出算法与现有算法性能进行了分析。结果表明,所提噪声抑制算法能应用于未知噪声特征的电力线脉冲噪声环境中,性能优于现有的脉冲噪声抑制算法。

传统课堂和翻转课堂的教学实效性对比——以《大学生心理健康教育》为例

文章选取湖南某高校两个大一班级,随机分配为实验组和控制组,每组有效被试各40人,实验组采用翻转课堂教学,控制组采用传统课堂教学,对两种教学模式应用于大学生心理健康教育教学中的实效性进行前后测实验对比。结果表明,两种教学模式下的学生均显示出较高的课堂投入度;翻转课堂教学有效地降低了学生在情绪、自我概念和人际关系方面的非理性信念,并降低了学生的负性情绪。

一种电力线载波路由远程升级方法

提出一种电力线载波路由软管理平台远程升级方法,以实现路由管理平台的安全可靠、低廉成本的远程管理。该方法设计了一套完整的通信协议和升级流程,并提出了避免盲目升级、断点续传、可靠加载维护等机制,已经在实验室和现场通过测试,实现了载波路由平台的远程实时更新,大大降低了维护成本。该方法具有一定的通用性,可以应用于电力线载波通信自动抄表领域由主站、集中器、GPRS模块、载波路由管理平台组成的系统中,可提高载波路由系统的可维护性和可扩展性。

特殊区域的无线传感网络布点优化算法

通过讨论无线传感网络中节点传感距离与通信距离间的特殊关系,针对封闭、半封闭空间等特殊形状的区域进行布点方案研究,提出一种以尽可能少的节点且满足覆盖性和联通性的优化布点算法。分析、计算节点在不同传感距离与通信范围下,相邻传感器覆盖的最大有效范围,并考虑区域边界和障碍的复杂性,结合EMST算法保证全局通信。基于MATLAB的仿真结果表明:该算法能在最少节点要求下保证整个区域的覆盖和网络的通信。

基于实测电力噪声分布的窄带电力噪声建模

基于实际测量电力噪声特性参数的统计分布,推导非高斯分布的窄带电力噪声模型,主要包括背景噪声和脉冲噪声.前者应用升余弦滚降滤波法建模,其功率服从正态分布;后者利用随机分布的特性参数:脉冲的宽度、间隔和包络所构建的脉冲函数来建模.宽度、间隔和包络随机量均服从分隔马氏链.然后应用实际测量数据和马尔克夫链蒙特卡罗(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)分析法比较评估了此模型,数值分析结果显示,模型能够很好地逼近实际的电力噪声.

大学生心理健康教育翻转课堂教学模式设计

在分析当前大学生心理健康教育课程教学困境的基础上,初步设计翻转课堂教学模式。该教学模式以腾讯QQ群和微信公众平台为网络平台,具体分为准备、课前、课中、课后四个教学阶段,每个阶段都有其不同的教学任务。将翻转课堂应用于大学生心理健康教育课堂,是高校公共课教学改革的新尝试和新体验。

Sybil攻击防范算法研究

针对无线传感器网络Sybil攻击的安全性威胁问题,分析了其攻击原理和现有的防范算法.提出了一种分散式防范算法,分别采用测量一致性、测量与计算一致性2种方法对攻击节点进行检测.该算法改变了传统集中式防范算法的思路,并能滤除攻击生成的虚节点.仿真和实验结果表明,该算法对Sybil攻击有很强的针对性,能达到99%的虚节点滤除率,并且有很好的鲁棒性.