上行链路MIMO-NOMA的功率分配方案研究

文中提出一种联合导频和有效载荷功率分配(JPA)方案,用来减轻上行链路多输入多输出非正交多址(MIMONOMA)系统的误差传播问题。多用户检测采用具有最大比合并和连续干扰抵消(MRC-SIC)接收机的基站。在考虑信道估计误差的情况下,分析每个用户在MRC-SIC解码过程中的平均信噪比(ASINR)。此外,JPA设计方案被描述为一个使最小加权ASINR最大化的非凸优化问题,并用几何规划进行了优化求解。仿真结果证实了所提出算法性能分析的有效性,证明了该方案能有效地缓解MRC-SIC的误差传播,提高检测性能,特别是对能源预算适中的用户。

基于Compact PCI总线的1553B总线通讯卡的设计

为了满足系统应用对1553B协议处理器的高传输率,高可靠性以及小型化提出的更高要求,在此采用有效集成CPCI总线接口协议芯片PCI9054和1553B总线接口协议芯片BU 61580的硬件连接方法,替代了采用传统的单片机作为控制芯片控制1553B总线的协议芯片BU 61580的方法。通过大量的测试,该板卡实现了基于CPCI总线进行1553B总线通信的目的。该板卡具备响应时间小,精度高的特点。该硬件组成电路包括:CPCI接口协议电路、FPGA时序和逻辑电路,1553B总线通信电路和秒脉冲电路。

基于GIS的土壤墒情信息采集与监测系统

文章详细描述一个由微控制器建立的农田土壤墒情监测系统,该系统主要包括STM8S系列微控制器、土壤湿度传感器、DS18B20温度传感器、4G网络模块、北斗导航模块以及环境传感器等部分,能够实时收集农田土壤和空气的温湿度以及大气压力数据。该系统通过网络模块将收集的传感器信息传输至服务器,并用北斗系统对采集地点进行卫星定位。通过GIS软件,系统能实时追踪土壤湿度状况,并构造出土壤墒情的空间分布图。农户可通过手机APP实时查看土壤墒情信息,并通过APP的数据分析来确定农田的供给情况,并做出反应。经过实际测试,该系统操作简洁、性能稳定,可以帮助农户管理农田。

强噪环境下分频段数字音频信号精细化采集研究

在强噪环境下,为了获取高质量、低失真度的数字音频信号,提出一种强噪环境下分频段数字音频信号精细化采集方法。通过麦克风设备获取音频信号,利用LM4550芯片对其作采样、编码等处理后生成数字音频信号,基于AC-97单元接收数字音频信号,利用频段分割器对其作频带分解,获得互不重叠子频段数字音频信号。采用多窗谱谱减法对其去噪,利用数据通信接口将其传输给LM4550芯片,在完成模拟信号转换后,通过耳机输出,实现数字音频信号精细化采集。实验结果表明,该方法处理后的各子频段数字音频信号有用信息得以完整保留,并提高了信号波形的规整度和规律性,强噪声环境下数字音频信号的PESQ指标达到4.08以上,最大失真度为3.74%。

OFDMA系统降低PAPR的DCT-ACE算法

针对正交频分多址(OFDMA)系统的高PAPR问题,提出一种离散余弦变换(DCT)和动态星座扩展(ACE)的联合算法。首先对调制信号在频域进行DCT变换,从而降低大峰值信号出现的概率。对信号做星座扩展,通过改变星座点位置,减少信号同相的概率,以此降低OFDMA系统的PAPR。在16QAM的OFDMA信号模型下对新算法PAPR、计算复杂度和误码率(BER)进行仿真分析,与DCT算法、ACE算法和一些改进算法相比,所提算法在不增加复杂度的前提下,具有更强的PAPR抑制能力,且基本不会降低BER性能。

基于FPGA的PEX8311的LBS控制器的实现

通过对LBS控制器的控制信号、LBS总线读写操作时序、LBS状态机进行分析,设计并实现了一个高效、可靠的LBS控制器来实现FPGA和PEX8311的通信系统,在PEX8311和FPGA接口中运行状态正常,稳定性强,成功应用于某视频采集卡、某PCIe数据采集卡等,基于FPGA设计的LBS控制器具有灵活性强、可编程能力强、适应性强等优点。

TD-LTE技术在配用电通信中的应用

为了解决现有电力无线通信系统体制杂乱、不能统一规划、不能有效支撑智能电网新型业务的现实问题,国家电网公司首次采用TD-LTE技术构建新型电力专用230MHz频段无线通信系统,并在浙江省电力公司搭建实验网。实验网承载用电信息采集、视频监控等电力业务,可大幅提升配用电系统的传输速率、系统容量、覆盖半径以及传输可靠性,显著提升电力专用频段的服务能力,提高电网的互动化水平,为国网公司"坚强智能电网"的通信建设提供技术支撑。

多径效应对无线通信系统性能的影响

无线通信过程中由于信道中障碍物的影响,使得信号从发射端到达接收端时存在多条路径,在接收端引起多径效应。信道模拟器在基带处理多径信号,然后变换到射频段,这与实际情况有所出入。软件仿真模块呈现为一个黑盒子,屏蔽了多径效应的本质。针对这一问题,采用虚拟仿真技术开发多径模型,将抽象的理论知识呈现为直观的现象。利用多径效应模型分析多径效应对无线通信系统的性能影响,给实验者提供身临其境的感受,并且界面友好、实验操作简单,帮助实验者掌握无线通信中的多径效应问题。多径效应对无线通信系统的性能影响实验采用浏览器/服务器模式,可以远程操作实验平台,同时多人进行操作,相互之间不存在操作干扰,便于开展实验,实现个性化学习。

用于通信系统测量的射频开关矩阵

为了解决通信系统测量时需要频繁更换测量仪器的问题,分析通信系统的测量类别、接口要求及常用通信测量仪器的特性、输入输出方式、频率使用范围、功率限制等指标。在此基础上设计了用于通信系统测量的射频开关矩阵,采用高性能程控开关切换测量仪器,在信号通路上增加衰减器控制信号功率,将待测通信系统和多种通信测量仪器有机组合,构成一个完整的测量系统。射频开关矩阵可以进行灵活连接,实现多入多出。所有测量仪器都使用射频开关矩阵选择,测量仪器受限于实验空间的情况得到极大改善。测量时不需手动更换待测模块和测量仪器,只需在射频开关矩阵的操作界面进行选择,即可方便地在仪器常开状态下进行测量且不会对仪器产生影响。

基于北斗短报文的海洋观测实时通信系统的设计与研发

北斗一代和北斗二代短报文每次通信数据长度只有78个字节,每次通信后间隔60秒或者300秒才能进行下一次通信,远远满足不了海洋观测实时通信的需求。设计了一套基于北斗短报文的海洋观测实时通信系统,北斗多卡机作为数据发送端,采用哈夫曼压缩算法将观测数据压缩后分成多个数据包,通过多个北斗卡分别发送,岸站接收系统接收到分包的数据后,将接收的数据包解压缩并整合成完整的观测数据。哈夫曼压缩算法将观测数据压缩50%左右,将1组观测数据压缩后发送3次,通过岸上3个月和海上1个月的测试,观测数据接收成功率达到了96%以上,验证了基于北斗短报文的海洋观测实时通信系统的可行性和实用性。

5G NR下行同步方法研究

5G新频段(5G NR)下行同步技术作为5G新空口场景下通信功能实现的重要支撑技术,一直都是通信领域关注的焦点。文中针对5G NR下行同步方法进行研究。首先,研究下行同步技术,分析了下行同步过程包含的技术与工作流程,分别设计了主同步信号和辅同步信号的检测算法;其次,为了提高信号检测效率,针对主同步信号检测算法进行改进,提出了降采样分段检测算法,大幅度降低了信号检测的工作量与复杂度,节省了检测时间和资源;最后,对5G NR下行同步进行了仿真设计与实现,仿真得到的数据与数学分析结果一致,验证了仿真模块功能设计的可行性和正确性。

基于ADS仿真的最佳干扰信号分析

为了研究不同类型干扰信号对特定通信链路的干扰效果,应用ADS软件,通过调用多种DSP电路功能模块,在成功搭建PM调制通信链路的基础上,通过注入多种类型干扰信号,研究了基于特定通信链路误码率随不同类型干扰信号的信干比变化情况,以及当干扰信号采用不同码速率时,对通信链路误码率的影响,并针对仿真结果进行了理论分析。通过统计计算,结合通信链路各个关键节点处信号频谱的分布变化,得出信号解调过程中的频谱搬移与杂散信号的伴随出现,低通滤波器对带外信号的强抑制作用,以及采用较高码速率的通信干扰信号,其频谱扩展导致干扰效果不佳等结论。该研究可以进一步丰富ADS软件的应用场景,仿真结论可以指导通信干扰策略的制定。

基于UWB的地下停车场车辆定位系统设计与实现

介绍了在地下空间中具有较强穿透力和高精度定位能力的UWB定位技术,采用基于UWB技术的DWM1000定位模块设计了一种地下停车场车辆定位系统,介绍了定位系统的组成和测距定位工作原理,着重进行了基于正多边形的锚节点优化布局,并在实际地下停车场中进行车辆定位性能测试,验证了定位系统的可行性。

基于FPGA的嵌入式通信系统核心模块设计

基于IP核的SpaceWire-PCI通信卡进行通信时,没有考虑传输过程内相位失真问题,其通信效果存在实时性能低、抗干扰性差和通用性低的缺点。据此设计基于FPGA的嵌入式通信系统的通信卡,其整体架构由FPGA模块、以太网88E1111 PHY芯片、MCP2515 CAN控制器等组成。采用FIR滤波器分布式算法处理通信卡信号传输时的内相位失真问题。利用SoPC系统的NiosⅡ集成开发环境设计通信卡软件:设计初始化程序实现FPGA模块中CycloneⅢ3C25F32芯片控制寄存器的配置;设计通信程序实现通信卡中数据信息的发送和接收。实验证明,所设计通信卡通信效果具有实时性高,抗干扰性好及通用性高等优势,能够极大地提高通信效率。

基于FPGA的RFID无线通信系统的实现

无线收发模块是RFID无线通信系统的关键。研究并实现了基于FPGA的RFID无线通信系统,该系统采用NRF905和XC2V1000芯片分别作为RFID无线收发模块和FPGA控制模块。利用基于Wishbone总线控制的SPI控制模块完成了XC2V1000和NRF905之间的SPI总线模式通信设计。由于采用了参数化设计,提高了其通用性和灵活性。设计通过了前仿真与布局后仿真,并在板级验证中实现了系统100 m距离通信。

总线结构的模块化嵌入式实验平台设计与应用

为解决现有嵌入式教学实验平台扩展性和通用性差、仅适用于实验教学等问题,设计基于总线结构的模块化嵌入式实验平台。平台整合了物联网四层模型中的感知层和网络层硬件单元,将硬件单元按照功能模块化,提出基于CAN总线的模块化架构,并设计适用于该架构的通信协议,使平台在满足实验教学的同时,可应用于科研及实际项目。在实验教学应用中,平台训练了学生的基础技能和实践能力,培养了学生的协同创新能力、团队合作意识。在科研项目应用中,基于平台设计的模块化采集节点和网关节点经过性能测试和稳定性测试后,已投入实际使用。

循环汉明码编译码器的设计与FPGA实现

分析了循环码的特性,提出一种循环汉明码编译码器的设计方案。编译码器中编码采用除法电路,译码采用梅吉特译码器,易于工程应用。对编译码器在FPGA上进行了实现,通过参数化设置,具有较高的码率,适用于(255,247)及其任意缩短码的循环汉明码,并给出了译码器的仿真和测试结果。结果表明:编译码器运行速率高、译码时延小,在Virtex-5芯片上,最高工作时钟频率大于270 MHz。在码组错误个数确定的系统应用中,可以有效降低误码率,一般可将误码率降低一个量级。实践表明,该设计具有很强的工程实用价值。

跳频扩频系统的Matlab模拟仿真实现

跳频扩频技术采用特定的扩频函数及载波跳变来实现频谱展宽,具有很强的抗干扰性,并具有信息隐蔽、多址保密通信的特点;PSK调制方式由基带脉冲控制载波相位。在Matlab/Simulink下建立了采用BPSK方式的跳频扩频(FH-SS)通信系统模拟模型,并编程仿真实现该系统,对跳频扩频通信的实现有重要意义。

小型无线通信系统设计与实现

借鉴市场上无线通信类电子产品中的通信模式,设计了一个小型无线通信系统实验项目。该项目软硬件相结合,综合了通信原理、单片机、高频电子线路等课程的内容,提高了学生对通信系统的理解和掌握,同时锻炼学生的工程实践能力和综合运用知识的能力。介绍了实验原理和各模块的实现,给出了实验结果。

OFDM系统中抗非线性失真的迭代信道估计算法

针对OFDM系统中信号限幅滤波造成的信道估计性能下降,提出了一种基于梳状导频的迭代估计算法。该算法迭代估计信号中的非线性噪声,并据此补偿信号的非线性失真,提高信道再估计的性能。推导出了该算法在限幅预畸变系统中所能达到的理论均方误差下限,同时给出了初始信道估计的理论均方误差。仿真表明,该算法克服了由限幅滤波造成的性能瓶颈,且收敛速度快。与文献迭代信道估计算法相比,具有更强的抵抗峰均比抑制的能力。