融合模型求解与深度学习的可见光通信非线性均衡器

沃尔特拉非线性后均衡器(Volterra Series Nonlinear Post-Equalizer,VS-NPE)可以补偿可见光通信(Visible Light Communication,VLC)的非线性失真和多径效应,但其结构复杂且均衡精度有限。在VS-NPE内核求解基础上,提出一种基于阈值自学习近似消息传递(Learned Threshold Approximate Message Passing,LTAMP)网络的非线性均衡器。修正样本观测矩阵以克服其列高度相关的缺陷;在改进近似消息传递(Approximate Message Passing,AMP)算法迭代的基础上,将算法每一次迭代的计算过程映射为一层特殊的神经网络,经逐层展开后构建出完整的LTAMP均衡器。所提方法融合了模型求解和深度学习的优势,可从样本中学习最佳的AMP参数,以克服其对噪声敏感且输出不稳定的缺陷,进而提升内核求解稳定性与计算精度。仿真结果表明,与稳固阈值AMP算法相比,所提方法在误码率为1×10^(-3)时能取得2 dB的信噪比增益,且对样本噪声具有较强的自适应性,展现出优异的非线性失真补偿能力。

雾霾天气下的车牌识别

在雾霾天气下,图像采集设备拍摄的图片存在一系列问题,如饱和度低、细节失真、画质模糊等。文中探索了雾霾天气下的车牌识别算法,按照图像去雾、车牌定位、字符分割与识别等步骤来解决雾霾天气下传统车牌识别系统效率低、鲁棒性差等问题。该算法采用暗通道去雾,经去雾算法处理后,图像对比度、信息梯度和信息熵均得到提升;选择数学形态和边缘检测定位车牌的准确位置;利用仿射变换矫正车牌区域,结合投影法分割字符,最后使用基于支持向量机模式的识别算法来识别字符。经过处理后,车牌识别能达到较高的准确率。

小波神经网络在短时交通流量预测中的应用

随着交通基础设施建设和智能运输系统的发展,交通规划和交通诱导成为交通领域的研究热点,对交通规划和交通诱导而言,准确的交通流量预测是其实现的前提和关键。短时交通流量预测是一个时间序列预测问题,文中应用小波神经网络对短时交通流量进行了预测。首先,对神经网络、小波分析等相关理论进行了简要介绍。在此基础上,采用5-7-1小波神经网络结构,以Morlet小波基函数作为隐含层节点的传递函数,将车流量数据输入该模型中,以训练小波神经网络,并用训练好的神经网络来预测短时交通流量。从预测结果来看,小波神经网络的预测结果较为准确,网络预测值接近期望值,效果较好。

数字信号处理课程实践型教学方法研究

目前,工科高校在进行数字信号处理课程实验教学的过程中,基本都采用Matlab,Labview等软件仿真的方式,该方法能够帮助学生验证课堂所学理论知识,但直观性不强,难以帮助学生建立完整的应用设计思路和概念。针对该问题,提出基于综合性实验的数字信号处理课程实践型教学方法,并设计语音信号采集和处理系统作为实验载体;同时,完成面向硬件实践的实验课程设计,帮助学生理解数字信号处理过程的细节,掌握硬件设计方法,为后续课程学习打下良好的基础。

基于马尔可夫过程的GNSS星座可用性评估

卫星导航的星座可用性是评价导航系统性能的重要指标之一。基于马尔可夫过程建立了同时考虑卫星故障率和修复率的单星可用性模型,结合卫星的备份情况提出了空间信号层和服务层的星座可用性评估方法模型。基于上述评估模型,结合大量实测数据分析了空间信号层和服务层的星座可用性概率。结果表明:全球定位系统(global positioning system,GPS)星座可用性评估模型是有效的,GPS星座可用性符合其系统性能规范。提出的星座可用性评估方法对北斗卫星导航系统的全球化建设及其可用性评估有一定的参考价值。

蒸发波导中雷达异常性能的仿真与分析

蒸发波导是海洋大气环境中一种常见的异常折射结构,它能够陷获电磁波并改变电磁波的传播轨迹,进而影响雷达对目标的探测性能。主要通过构建雷达性能评估的仿真模型和方法,利用仿真的结果分析了蒸发波导环境中雷达的异常探测特征。首先介绍了基于电磁波传播的抛物数值方程以及裂步傅立叶算法技术的雷达探测评估方法,应用这一方法对不同蒸发波导环境下雷达的探测进行仿真计算,分析了由于大气波导环境的影响所产生的雷达低空异常探测特征。

舰载相控阵雷达仿真系统研究与实现

对于舰载相控阵雷达这类复杂系统的仿真,软件系统的设计起着至关重要的作用。为了更有效的进行舰载相控阵雷达的仿真研究,在模块化的基础上,引入了分层设计的思想,建立了分层模块化、易于扩展的仿真软件体系结构,给出了总仿真流程,并着重分析研究了其核心模块的功能、原理和实现流程,构建了仿真软件系统。仿真结果充分验证了模型和方法的可行性和有效性。

便携式数字信号处理课程实验教学平台设计

利用DSP配合FPGA为硬件架构,设计实现了低成本、便携式的数字信号处理实验教学平台。该平台以数字信号处理器TMS320VC5509A为数据处理核心,通过FPGA对USB、ADC和DAC等外围设备进行控制,使实验系统能够与PC机进行通信,并完成模拟信号和数字信号间的转换功能。此外,该平台还可实现频谱分析、数字滤波器设计等经典数字信号处理算法。硬件调试结果表明,该平台可以产生信号处理所需的基本信号,并实现数字信号处理基本实验,利用该平台完成数字信号处理实验,可大大增强实验课程的直观性。

一种改进型CORDIC算法的FPGA实现

为实现CORDIC算法在二、三象限内的点的反正切函数的计算,提出了在传统CORDIC算法基础上增加两级初次迭代的改进措施,给出了改进后算法的硬件流水线实现结构,并在FPGA芯片EP1S10F484C5上仿真实现.仿真结果表明:修正后的CORDIC算法的运算结果与反正切函数的理论计算值基本一致,误差很小,可以实现平面上任意一点反正切函数的求解.

基于HLA分布式仿真的Web服务化

HLA虽然能够简化各类仿真系统的互操作和重用,但是接口规范与编程语言的绑定、缺乏与商业技术的融合等阻碍了它在商业领域的广泛应用,Web服务具有平台和厂商独立等良好特性,实现基于HLA分布式仿真的Web服务化能够将Web服务的优势附加给HLA。该文在分析了HLA不足和Web服务优势的基础上,提出了HLA Web服务化,对比了互操作在两个上下文中的差异,分析了实现HLA Web服务化的三个层次;之后,概述了相关研究,重点讨论了实现Web使能RTI的关键技术问题及其解决方案;最后,设计了原型系统,测试结果显示原型系统能够初步实现RTI的Web服务化。

基于双目视觉的伺服控制半物理仿真系统设计

在不具备真实目标条件下,为了验证捕获系统捕获目标卫星过程中基于双目视觉的伺服控制技术,采用三维图形库OpenGL开发了目标模拟器,研究了针对三角形帆板支架的视觉测量技术,规划了捕获系统的运动轨迹,直观演示了视觉伺服控制过程,设计了一套视觉伺服控制半物理仿真系统;仿真结果表明,目标模拟器能够生成仿真所需要的投影目标,双目视觉系统能够对投影目标进行精确的位姿测量,视景演示系统能够对视觉伺服的结果进行直观显示,仿真平台能够验证双目视觉伺服控制技术。

基于以太网帧的嵌入式数据传输方案及实现

针对传统嵌入式以太网系统存在的数据传输速率低,通用性、实时性和扩展性差等问题,提出一种基于以太网帧的数据传输系统设计方案。数据传输采用以太网帧格式,基于LibPCAP库网络数据捕获技术实现数据的采集,使用FPGA器件适应系统间接口的差异。介绍了系统设计方案,详细说明了MAC层的FPGA逻辑实现和基于LibPCAP库的以太网帧的数据采集技术,并讨论了系统的优化。通过在声纳模拟器的以太网数据传输系统中应用,表明了该方案的可行性。

基于组织自愈机制的空间信息网络抗毁路由技术研究方法

抗毁路由技术是确保空间信息网络长期稳定运行的关键技术之一。提出了一套借助机体组织病理自愈机制展开空间信息网络抗毁路由技术研究的思路与方法:结合现代病理学研究,分析机体组织疾病自主调理机理,总结形成适应天基信息网络路由故障自愈机制研究的启发性结论。据此分析天基信息网络业务特征、组网结构、路由过程、路由影响因素及故障产生条件与原因,构建并深入分析天基信息网络路由故障自愈调控策略与模型,设计满足自愈调控实施的包括分群管理、链路修补、增量修正等天基信息网络路由故障主动调控技术。最后,设计满足天基信息网络路由故障自愈的抗毁路由算法,借助相关的仿真平台与工具,设计适应本文研究需求的天基信息网络路由故障自愈仿真框架与环境,对提出的天基信息网络组网结构、路由故障自愈机制、抗毁路由算法进行仿真分析与评估。

Matlab在无线衰落信道教学中应用

提出一种基于Matlab的无线衰落信道教学演示平台。该平台首先引入不同类型调制信号通过无线信道环节,让学生直观地了解信道衰落对信号产生的失真影响;然后讲授不同信道衰落的统计特性及模拟产生方法;最后利用数值仿真获得不同通信系统性能。教学实践表明,该平台加强了学生对无线信道特性及对通信系统影响的理解,也调动了学生编程开发无线信道模型的积极性,为进一步学习通信理论奠定了基础。

卫星导航空间信号用户测距误差评估方法

空间信号(SIS)精度是卫星导航系统的基本性能之一,而卫星的用户测距误差(URE)是SIS精度的重要指标。基于轨道误差及钟差误差研究了GPS(全球定位系统)和BDS(北斗卫星导航系统)的SIS URE评估方法,并利用实测数据评估了GPS和BDS的SIS性能。验证结果表明:GPS的SIS URE均优于2.2 m,BDS SIS URE除GEO-01和GEO-04卫星外均优于2.5 m,符合GPS标准定位服务性能规范(2008年)及北斗卫星导航系统公开服务性能规范(1.0版)对SIS URE的指标要求。

基于System Vue的雷达信号环境建模与实现

针对电子对抗仿真系统中的电子侦察子系统的实际需求,并根据现代战争中电子侦察形式、对抗双方战术布局,提出了一种电子对抗中雷达信号环境的建模方法,用于为电子侦察子系统提供混合信号源。介绍了信号建模原理,在航迹层定义雷达平台、目标平台与接收机平台的位置信息,在天线层定义角度信息以及在信号层对雷达信号建模,并利用System Vue软件实现了模拟雷达对抗信号环境。仿真结果证明了该方法的正确性与可实现性。

结合CORBA与HLA的分布式仿真

为了进一步增强HLA分布式仿真的可重用、互操作等特性,促进仿真模型的标准化,引入CORBA规范进行研究。分析HLA和CORBA的基本特征,并进行全面的比较,结合两者的优势,研究3种开发模式:应用CORBA实现HLA的RTI,以增强RTI的互操作和通用性;应用CORBA的组件化模型开发HLA的联邦成员,以提高HLA联邦成员内部模型的可重用性;将HLA的RTI对象实例化为CORBA对象,以弥补HLA不支持实时系统,不能跨平台、语言的缺陷。最后,应用第二种模式,设计实现了一个雷达电子战分布式仿真系统,给出了具体开发过程与运行结果,验证了该开发模式的可行性与有效性。

基于MeanShift的跟踪学习检测目标跟踪改进算法

研究了一种将MeanShift和TLD结合的目标跟踪改进算法。当TLD跟踪框有较高的可信度时,以TLD输出的目标中心位置作为MeanShift跟踪算法的迭代起点;当置信度低时,将前1帧中目标跟踪框的中心位置作为跟踪的迭代开始点。比较表明,当目标被遮挡和抖动时,改进算法能实现稳定跟踪,实现了跟踪的鲁棒性。针对TLD算法通过均匀采样获得的特征点中存在较多的无用点,在TLD跟踪模块引入了更具鲁棒性的Susan角点作为目标的特征点。选择角点后采用金字塔LK光流法跟踪,跟踪过程中保留信息丰富的特征点,抑制了目标关键信息点集较少导致的跟踪漂移。实验表明,本文算法具备比较高的鲁棒性和实时性。

基于信息融合的作战效能评估方法

作战效能评估需面向不同的评估数据源,例如仿真数据、专家评估数据以及实测数据等,这些数据分别对应不同的评估准则,有时甚至会包含相互矛盾的信息。因此如何有效地融合不同的数据源,建立稳健的效能评估方法成为基于多源信息效能评估的关键问题之一。基于DS推理方法针对效能评估不同的信息源进行决策融合,考虑到不同数据源之间可能存在的矛盾决策问题,分别通过组合规则和证据源两个方面的修正,建立了修正的DS证据推理融合算法。

低轨星座系统中呼叫优先级策略研究及仿真

针对低轨星座系统中话音业务的新呼叫和切换呼叫服务优先级设定问题,以呼叫完成率为衡量指标,理论分析切换呼叫与新呼叫的比例对呼叫完成率的影响,提出一种动态分配保护信道策略。该策略根据小区中切换呼叫和新呼叫的比例改变新呼叫使用保护信道的概率,从而调整切换呼叫和新呼叫的服务优先级。仿真结果表明在强制中断概率允许的范围内可以达到更好的呼叫完成率。