GPS信号快速捕获方案中门限设定算法

针对GPS信号快速捕获方案中的门限计算复杂问题,采用聂孟-皮尔逊准则,以发现概率为性能指标,对基于非相干累加和相干累加相结合的GPS信号快速捕获算法的性能进行了详细的理论推导,给出了高低信噪比下通用的判决门限计算方法,并通过系统仿真对理论结果进行了验证.对实际情况中概率分布的合理近似使理论分析过程得以简化,使得判决门限的计算复杂度大大降低.

基于LQI的Zig Bee树型路由主动维护机制

Zig Bee树型路由中作为下一跳的父节点和子节点的信息储存在邻居表中,而目前邻居表的被动维护机制造成网络中父子关系对于变化剧烈的无线链路敏感性差,造成父子关系的维护不准确,增大网络中的丢包率。提出了一种基于链路质量指示值(LQI)的Zig Bee树型路由主动维护(LQI—TRAM)机制,并且引入电路中施密特触发器的思想增强链路质量判断的稳定性。在此机制下,节点主动检测与父子节点间的链路质量,在二者不适合做路由时主动断开连接,从而降低了丢包率。

基于两层结构的无线传感器网络Mesh路由协议

针对ZigBee中路由算法AODVjr对于路径对称性和路由管理帧投递成功率依赖性过强的问题,提出了一种基于两层网络结构的无线传感器网络Mesh路由协议.路由算法统计路径上的路由管理帧统计丢包率作为路由判据,消除了管理帧丢失造成的影响;另一方面路由建立仅依靠管理帧的单向传输,降低了对于路径对称性的依赖;同时在Mesh网络下形成星型子网,在扩充网络容量的同时有效降低下层节点的资源消耗.给出了网络拓扑,建立了星型子网,分析了Mesh路由的信标帧、路由判据和路由建立过程,并用实际测试进行了性能分析.结果表明:相比于采用AODVjr路由算法的ZigBee协议,该协议在无线传感器网络中具有更高的数据传输可靠性,丢包率降低约30%.

基于AS3992的防碰撞Q算法分析与改进

基于超高频(UHF)射频识别(RFID)ISO/IEC 18000-6C协议的防碰撞Q算法存在标签数和所选时隙数不确定的局限性,使得系统自适应能力不足。通过先理论估算标签的数量,并计算该标签下的最佳时隙,后在软件上优化估算的标签数,对Q算法进行改进。在AS3992专用集成电路读写器芯片和STM32f103微控制器组成的实验平台上验证,实验结果表明:与原算法相比,改进算法在不降低识别效率和不增加平均功耗的情况下自适应能力有所提高,且估算标签数量误差控制在10%以内。

自适应非相干累加次数和门限的捕获策略研究

阐述了扩频通信系统中伪码捕获的基本原理,分析了传统的基于噪声功率检测的自适应门限设定方法。针对现有捕获策略的研究重点主要集中在固定门限和自适应门限设定方面,提出了一种可以同时自适应调整非相干累加次数和门限值的捕获方案。详细介绍了新方案的结构和相应的自适应算法,给出了其捕获性能的仿真结果。通过和传统自适应门限方案的对比表明新方案在低信噪比情况下的捕获性能明显优于传统方案,大大扩展了捕获系统的动态范围。

Linux内核中IEEE802.11s的设计与实现

在Linux内核(2.6.35.4)中对IEEE802.11s协议进行设计与实现,包括其在内核中的位置、组织结构、设计特点、主要功能、与其他各层的互操作、work_queue内核机制在其实现中的应用等。分别针对IEEE802.11s的不同功能模块阐述其设计思路和工作流程,并对其关键实现部分的数据结构和函数进行介绍和分析。

限制TTL的PREQ广播风暴抑制方案

在使用混合无线网状网协议(hybrid wireless mesh protocol,HWMP)的IEEE802.11s树状网络中,子节点之间通过洪泛PREQ(path request)来维护路由,会带来严重的PREQ广播风暴问题。为了解决这个问题提出了一种限制TTL(time to live)的PREQ广播风暴抑制方案。该方案设计了一种子节点分级策略:利用HWMP的表驱动路由,根据子节点到根节点的路由跳数将子节点分级,并在网络中同步等级信息。源节点在发送PREQ时不再使用HWMP默认的TTL,而是将PREQ的TTL设置为源节点与目的节点的等级和。理论分析和实验结果表明,该方案限制了PREQ的传输距离,在节点位置固定的静态树状网络中,当源节点与目的节点的等级和不大时该方案在路由开销、回路时延、丢包率和吞吐量上的性能表现都优于HWMP。

一种IEEE 802.11s树型网络的PREQ广播风暴抑制方案

在IEEE 802.11s的树型网络中,为了解决子节点之间洪泛PREQ维护路由时引发的PREQ广播风暴问题,基于HWMP的表驱动路由,提出了一种限制PREQ广播范围的广播风暴抑制方案。在该方案中,子节点根据自己到根节点的路由跳数设置PREQ的TTL,缩小了PREQ的传输距离,降低了冗余PREQ的数量。实验结果表明,与IEEE 802.11s相比,本方案有效地减小了网络中的路由开销,提高了网络吞吐量。

一种精确恒定跨导偏置的Gm-C滤波器设计

针对片上Gm-C滤波器的自动频率调谐电路结构复杂、功耗大和精度低的问题,提出了一种精确的恒定跨导偏置电路.该电路通过使跨导管的跨导恒等于片外高精度电阻来稳定滤波器截止频率.给出了电路的推导,设计了滤波器及跨导器.将此电路应用于无线传感器网络节点芯片中九阶低通滤波器,进行了仿真;基于SMIC中0.18μm、1.8 V的1P6M CMOS工艺,采用无源LC滤波器原型综合的方法实现滤波器,并完成测试.结果表明,该滤波器的截止频率与设计值相差仅为1%,带内纹波小于0.8 dB,输入噪声电压小于25 nV/Hz～(1/2),功耗仅为1.6 mW,满足无线传感器网络节点芯片的要求.

一种有效的超高频RFID读写器防冲突技术

针对超高频RFID多读写器组网中存在的各种干扰问题,提出了一种多读写器网络规划和协调方法,并对该算法进行了理论分析.通过分析读写器冲突类型和目前的研究算法,采用现有LBT技术和ISO/IEC 18000-6C标准中针对多读写器环境下的防冲突方法,结合读写器发射功率可调方法,达到既保证读写器覆盖范围又解决读写器间干扰问题的目的.最后,在专用集成芯片AS3992和STM32微控制器组成的读写器硬件上进行实验测试.实验结果表明,该算法可在现有读写器硬件平台上应用,并兼容现有的标准,可以被广泛应用在工程上.

基于统计学的无线Mesh网络路由协议

传统的无线Mesh网络(WMN)路由协议利用路由管理帧携带的路由信息来维护路由。无线环境的不稳定性可能导致路由管理帧丢失,使路由协议无法及时获取正确的路由信息,从而降低网络性能。介绍了一种基于统计学原理的无线Mesh网络路由协议B.A.T.M.A.N.(Better Approach To Mobile Ad-hoc Networking)。该协议通过统计路由管理帧的投递成功率来选择最优路径,消除了路由管理帧丢失对路由协议的影响。通过与OLSR的测试对比表明,B.A.T.M.A.N.在无线Mesh网络中有更好的性能表现,更适用于移动网络。

一种新的数字基带传输码的分析及应用

在对无线通信中现有的数字基带传输系统进行理论分析的基础上,提出了一种新的数字基带传输码型。新码型根据"0"和"1"的不同时间长度和不断翻转来编码数据。通过对新码型和典型基带码型仿真分析对比可知,新码型频谱宽度取决于"0"和"1"的长度和长度比,在不影响通信质量的情况下可以减小"0"和"1"的长度来降低功耗,并且新码含有丰富的位定时信息。新码型和CMI码在用单片机控制射频收发芯片的无线通信硬件平台上得到实现,实验表明,新码型不但编译码简单,而且可靠性更强,可以应用在工程上。

一种基于AMBE2000的低速率语音通信系统

本次系统实现了基于AMBE2000的低速率语音通信,该芯片采用改进的多带激励(MBE)算法,能实现可变速率低比特率、高语音音质的语音压缩编码。本文通过实例,给出了以AMBE2000为核心,语音压缩传输以及解压输出的电路实现。本实验获得了低速率下良好的语音质量,为越来越重要的低速率高质量语音通信提供了有利参考,具有很高实用价值。

Linux内核HWMP序列号机制的研究与改进

为了提高混合无线网状网协议(hybrid wireless mesh protocol,HWMP)在工程应用中的鲁棒性,研究了Linux内核中的HWMP序列号机制。发现了由于"序列号有效"域在路由更新流程中处理不当引起的路径请求(path request,PREQ)死锁环问题,提出了删除"序列号有效"域的解决方案。该方案改变了HWMP的路由更新流程,消除了PREQ错误转发,进而消除了PREQ死锁环。在Linux内核中实现了该方案并进行了长时间的测试,表明了该方案的可行性和有效性。

基于卷积神经网络的心电特征提取

提出一种基于卷积神经网络(CNN)的心电特征提取方法,以心拍R点前后75ms内的信号为QRS波群,提取QRS波群的180Hz下采样和RR间期,把QRS采样作为CNN的卷积层输入,把CNN的全连接层输出作为形态特征。对CNN特征进行分类能力测试,与文献方法对比结果表明,CNN特征在平均Se上有1.7%的提升,在平均P^+上有2.9%的提升,对于S类的Se提升7%,P^+提升9%,对V类的Se提升4%,P+提升2%;该方法在F类上性能低于文献最佳值,因为神经网络对训练样本数要求比支持向量机(SVM)高。

基于自动校准的WSNs时间同步算法

针对无线传感器网络(WSNs)中时钟偏移问题,提出了一种基于自动校准的时间同步算法,采用修改的延迟测量时间同步(DMTS)算法,子节点将其本地时间同步到汇聚节点,并且在保证同步精度的前提下,结合一种极低复杂度的时间自动校准机制,子节点动态校准自己的时钟计数。相比无校准的同步算法,可以大幅度地降低节点间时间同步的频率,从而有效地降低传感器节点的能耗和其他开销。

基于深度信念网的心电自动分类

提出一种基于深度信念网(deep belief network,DBN)和心电波形采样的心电自动分类算法。对心电信号进行滤波、R波定位后,以QRS波群的180Hz下采样表示心拍形态,结合RR间期特征,使用的DBN共6层,隐藏层神经元数目为30。使用标准数据库对DBN进行训练和测试,结果为平均Se88.6%,平均P^+62.1%,优于现有特征选择方法的结果,基于深度学习的心拍分类算法无需波形特征提取步骤,解决了目前的波形特征对心拍的人间差异没有鲁棒性的问题。

GPS接收机的自适应门限设定方法(英文)

针对GPS接收机中的信号捕获问题提出了一种新颖的判决门限的自适应设定方法,它在接收信号的信噪比大幅度变化的情况下也可同时保证捕获的虚警概率和检测概率在一定范围内稳定不变.与以往自适应门限设定方法不同的是,它不是基于传统的恒虚警概率判决准则,而是基于一种新颖的恒等效信噪比准则.因为只有当输出信噪比恒定时,才有可能在虚警概率恒定的同时也保证检测概率稳定,所以这个门限监测器的目的就是要通过非相干累加来实现累加后的等效信噪比的恒定.一方面,将自适应门限设置成实时估计的噪声能量的函数,从而保证超过门限的累加输出值一定能达到指定的等效信噪比.另一方面,检测样本数也是在自适应的调整,即累加时间会不断增加直到输出的非相干累加结果超过当时的门限值.所以,一旦判决为检测到信号时,这时的输出等效信噪比都是恒定的,因此检测概率和虚警概率都可保持稳定而无论当时的输入信噪比如何变化.

一种应用于无线传感器网络的全集成接收信号强度指示器

设计了一种应用于无线传感器网络(WSNs),可以在1.2 V电压工作的,全集成接收信号强度指示器(RSSI)。介绍了对数放大器的基本原理,改进了直流偏移消除电路结构,利用隔级反馈使限幅放大器部分更加易于全集成。改进了全波整流电路,使其能工作在低电压,功耗更低,同时大大提高了工艺稳定性和温度稳定性。采用0.18μm CMOS工艺,仿真结果显示:在1.2V电源电压时,RSSI的直流电流小于0.6 mA,2 MHz输入信号频率,输入动态范围为-85～-10 dBm时,RSSI的线性误差小于±0.5 dB。

π/4DQPSK载波跟踪环的设计与实现

简单介绍了无线通信技术中π/4DQPSK技术的特点和存在的主要问题,给出了其调制原理。针对在接收机解调时存在的载波频率偏移的问题,设计了一种完整的载波跟踪方案,详细推导了方案中鉴别器的算法,给出了二阶环路滤波器和数控振荡器(NCO)的实现方案,并在Matlab工具中完成了方案的算法仿真和现场可编程门阵列(FPGA)测试。结果证明该方案设计简单,有良好的抗噪声性能,能有效的实现载波跟踪。