分布式高性能自组网节点技术研究

针对当前主流Mesh自组网技术节点传输带宽不足百兆,级跳数小于10的问题,提出采用多处理器构建实现分布式多跳、高带宽低时延的无线跳频的高性能自组网节点,对节点自动化组网连接、多信道选择避让、漫游切换及低时延高带宽网络多跳实现等关键技术进行研究实现。由测试结果分析可知,在20级跳内,文中节点组网带宽损失在30%以内且带宽保持在200 Mb/s以上,时延控制在100 ms内,可以满足现实应急场景下多终端智能硬件实时进行图像、视频等大数据量信息交互对高带宽低时延网络通信的需求。

一种L-Ku波段的超宽带端射天线设计与研究

本文设计了一种可工作在L-Ku波段的超宽带端射天线。该天线由辐射缝隙印制板、反射腔体、腔体支撑材料等组成。通过在天线的辐射印制板下方增加腔体和负载匹配方法可抑制后向辐射;增加槽间的缝隙单元可调节相邻天线单元的幅度和相位匹配从而提升端射性能;在天线顶端采用共面波导转换同轴连接器的方式可实现阻抗匹配馈电。对所提出的超宽带端射天线进行了辐射性能的仿真分析,其结果表明,该天线可实现18倍频程带宽,并具有性能优良的端口匹配和端射特性,S11小于-10 dB,E面最大辐射方向与水平面夹角小于30°。测试结果表明,其与仿真数据有较好的一致性。

预警发布中基于可扩展TTI的动态带宽分配策略

为更好地使URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communications)与增强型移动宽带业务(eMBB:enhanced Mobile Broad Band)在同一载波频段有效复用,进一步提升混合业务系统性能,提出一种基于可扩展传输时间间隔(TTI:Transmission Time Interval)的动态带宽分配策略。系统根据业务类型进行带宽动态划分;时域上提升URLLC调度优先级;频域上采用不同长度的TTI进行以用户为中心的无线资源分配。动态系统级仿真表明,在不同程度的负载水平下,相比传统无线资源分配算法,该方案能在有效满足URLLC用户时延需求的前提下优化eMBB用户的吞吐量消耗,URLLC用户时延增益最高达到83.8%,提升了5G混合业务系统中不同类型业务的服务质量(QoS:Quality of Service)。

国产电液伺服阀在可控震源上的测试分析

电液伺服阀是可控震源电液转换的核心液压元器件,对可控震源输出力信号有着直接的影响,但可控震源工作环境恶劣,宽频,瞬时大流量以及高压高温、高可靠性等工作特点对电液伺服阀提出了严苛的要求,该设备一直以来依赖进口,近年来某型号国产电液伺服阀开始在可控震源上进行应用试验,经过测试、改造,性能不断提升,本文总结分析了该产品在可控震源上进行的一些测试数据,希望能够为将来的实际应用提供一些技术上的参考。

高带宽低时延5G网络用户加密认证系统设计

为了保证高带宽低时延5G网络用户信息的隐私性与安全性,设计一种用户信息加密认证系统。5G网络用户通过登录模块登录网络后,其信息存于数据库模块内,在控制模块的操控下,加解密模块运用加密器调用DKE-RSA混合加密算法,对用户信息实现加密与解密处理,获得加密密钥。认证模块结合单包认证与多因子认证,认证用户身份。密钥管理模块依据身份认证结果合理分配密钥,完成5G网络用户信息的加密认证。结果显示,该系统可有效加密与解密高带宽低时延5G网络用户信息,且加解密及认证速度较快,安全性较高,可提升网络的抗攻击性能及其用户信息隐私性,避免用户信息泄露风险。

短偏移瞬变电磁探测系统研究

短偏移距瞬变电磁法是近年来发展出的新方法,具有信号强、带宽大的特点,现有国际主流装备是面向传统大收发距模式设计开发的窄带系统,研发小收发距模式下的大电流宽带系统,对于推广应用新方法具有重要意义.为此,本文提出大电流快关断发射、低噪声宽频带接收设计方案,攻克超高压恒压钳位技术,自适应可变阻尼技术等核心技术.在同等条件下有效发射功率提升约2.5倍,关断时间压缩近4倍;系统时域噪声水平0.1 nT/s,工作带宽25 kHz.装备系统在增大发射电流和降低噪声的同时,拓展了系统带宽,实现了装备系统与新方法的强匹配.新装备的研发将为我国3000 m以浅矿产资源精细探测做出贡献.

全光算力网络关键技术及建设策略研究

全光传送网络作为新基建和算力网络的坚实底座,需要从带宽驱动的管道网络向面向泛在算力业务的全光算力网络演进。首先介绍了算力网络发展演进趋势及国内运营商算力网络布局现状,随后对全光算力网络总体架构及关键创新技术进行了研究分析,在此基础上提出了推动全光算力网络发展建设的4个重要举措,打造大带宽、低时延、高可靠、高安全、灵活可调的全光算力网络,为泛在算力资源提供超强的运送服务能力,实现用户一跳接入、一跳入算。

一种低不圆度的垂直极化全向超宽带天线

文中提出一种可用于3G/LTE/5G室内通信的一种低不圆度的垂直极化全向超宽带天线,该天线由铜制单极子、加载金属片和金属地板构成。通过对铜制单极子馈电,天线实现垂直极化全向辐射。为了改善天线的阻抗匹配,减小天线的不圆度,单极子辐射体顶部增加了加载金属片。为了进一步扩展天线的阻抗带宽,金属地板上设置了一道环形槽。通过测试可得,在1.7~5 GHz范围内,该天线的相对阻抗带宽为104%()||S11<-14dB,不圆度小于1.5 dBi,可实现良好的室内移动通信。

折叠小型化超宽带单锥天线设计

利用折叠法和镜像法设计了一款具有全向辐射特性的小型化超宽带单锥天线。天线辐射单元通过折叠技术实现了天线的小型化,通过镜像法和末端加载实现了天线的低剖面。在天线周围加载圆柱形套筒,通过改善天线在高频处的阻抗匹配,进一步拓展天线的带宽。在保证天线低剖面的同时,与传统的单锥天线相比,文中提出的天线金属地板尺寸较小,仅为0.236λmin,具有较好的工程应用前景。天线实现了在1~7.65 GHz的频率范围内,VSWR<2,实现了153.8%的阻抗带宽。天线在频带范围内最大增益为6 dBi,不圆度小于2 dB。天线的整体物理尺寸为30 mm×30 mm×30 mm,对应的低频电尺寸为0.1λmin×0.1λmin×0.1λmin。加工了样机进行测试,测试结果和仿真结果吻合度较好,验证了设计的可靠性和有效性。这种低剖面、超宽带的全向天线可以作为室内基站天线、无人机机载天线等,具有广泛的应用场景。

5G SPN小颗粒带宽无损调整技术研究

随着第五代移动通信技术的快速发展,5G与各种行业的创新融合带来了大量高安全、低时延、小带宽、软硬隔离结合的专线业务的承载需求,推动了SPN技术从5 Gbit/s向10 Mbit/s的演进。目前SPN小颗粒技术在业界共同推动下逐步成熟,但在调整带宽或时隙时,无法保证用户业务完整性,会产生少量丢包的情况,损伤业务质量。本文通过研究SPN小颗粒技术基本原理和数据码块在小颗粒设备中传输流程,提出了一种基于状态机的小颗粒带宽无损调整方案。通过实验测试证明,本文提出的方案可以满足带宽无损调整的能力,保证时隙调整过程中不会产生报文丢失,会大大提高了该技术的功能完整性和经济实用性。

用于传感器信号获取的恒定带宽PGA设计

阐述基于180nm CMOS工艺的一种用于传感器AFE(Analog Front End, AFE)的低噪声恒定带宽PGA电路设计,其1~4级为可选接入级,采用基于全差分放大器的低噪声开环结构。最后一级为推挽输出的增益精调级,采用基于跨导-跨阻闭环反馈型结构。芯片测试结果表明,该PGA的增益范围为0~66.7dB,步进为1dB;在1.8V供电电压下,功耗为1.01mW;等效输入噪声为3.9μ VRMS(1~100kHz积分)。此外,由于最后一级采用跨导-跨阻结构,该PGA的增益曲线还具有恒定带宽的显著优势。

隧道环境下高带宽低时延视频通信技术

针对当前使用的视频通信技术受隧道环境的影响,导致视频通信吞吐量低、平均端到端时延高的问题,提出了隧道环境下高带宽低时延视频通信技术。基于多径效应仿真隧道环境,构建信号接收数字模型,估计隧道环境下无线通信技术频率。在无人机地面站优化集成结构下,设计隧道环境下定向天线,保证信号通过多效应路径接收全部反射的信号。通过动态最小帧长均匀时隙分配协议,解决信号平均端到端时延高的问题,实现高带宽低时延视频通信。仿真实验结果表明,该技术最高吞吐量为5.6 mbit/s,最小时延为10 ms,具有良好的视频通信效果。

新型双宽带共栅-共源低噪声放大器设计

为适应各种核探测器输出电信号放大电路的需求,设计了一种新型双宽带共栅-共源低噪声放大器。该放大器利用宽频带输入阻抗匹配网络和一种新的增益-带宽积优化技术,通过减小共栅-共源CMOS器件的寄生电容来优化双宽带LNA在高频带的GBW,从而实现带宽和增益之间很好的权衡,并获得理想的噪声性能。实验结果表明,在低频带模式和高频带模式下,-3 dB的带宽和峰值增益分别为3.0~4.7 GHz和13.3 dB,7.2~9.3 GHz和13.5 dB;在低频带模式和高频带模式下,测得的最小NF分别为4.48 dB和6.19 dB。

5G移动通信技术在通信工程中的应用

5G移动通信技术在通信工程中的实践应用涉及较多的内容,在多个板块、多个领域,结合5G通信技术高带宽、低延迟优势,可提高整个产业的综合运行水平。简要阐述了5G移动通信技术,提出了相关技术的实践应用优势,从通信工程建设、智慧通信管理、远程通信服务等多个方面对相关技术的实践应用进行了分析探讨,同时提出了我国当前通信工程建设存在的问题。

基于5G的矿用装备远程控制技术研究

矿用5G为智能矿山建设提供了高速信息传输通道,基于5G的矿用装备远程控制应用是实现少人化、无人化矿井生产的关键手段。分析了矿用4G、WiFi6应用于矿用装备远程控制中的不足,指出5G技术是实现矿用装备远程控制的必要支撑手段。运用信息物理系统架构研究方法构建了基于5G的矿用装备远程控制应用系统参考架构。以5G+采煤机远程控制为例,研究了5G传输链路的关键技术,梳理了监视监测数据与远程控制数据的信息流。当前5G网络为层三通信方式,而矿用装备远程控制的控制系统与受控设备之间需要进行点对点层二通信,针对该问题,研究了层二隧道构建方法和5G LAN技术,建立了远程控制信息传输的稳定通道。针对现场监视数据的大带宽传输需求与远程控制数据的低时延传输需求,提出了资源预调度与请求调度灵活适配的空口资源分配机制。现场测试结果表明:通过层二隧道共传输数据包13328个,未出现丢包或接收不成功的现象;端到端时延为11.5~23.8 ms,能够满足矿用装备远程控制的传输需求;RSRP(参考信号接收功率)分布在−93~−53 dB·m之间,SINR(信号与干扰加噪声比)分布在10~38 dB之间,无线覆盖情况良好。矿用5G无线通信系统的可靠性、端到端时延及无线覆盖情况能够满足采煤机远程控制的传输需求。

一种低功耗高性能AB类运算放大器的设计

为了解决传统运算放大器在物联网系统等低功耗应用中转换速率较低和增益带宽积较小的问题,设计了一种新型的AB类运算放大器。提出了基于差分对管的电流复用技术,将输入晶体管产生的差分电流再次利用,提高了电路的输出电流,获得了更高的转换速率、增益带宽积和直流增益。此外,结合了基于自适应偏置电路的AB类输入级和局部共模反馈电路,使得运算放大器输出级的动态电流摆脱了静态电流的限制,以较小的静态电流获得了较大的动态电流,进一步提升了电路的关键性能参数。基于180 nm CMOS工艺,对运算放大器进行设计和验证。仿真结果表明:在70 pF的负载电容下,正负转换速率分别为23.55 V/μs和-31.47 V/μs,增益带宽积为2.38 MHz,直流增益为63 dB,静态功耗仅为23μW。与传统的AB类运算放大器相比,所提出的电路在实现低功耗的同时具有更高的转换速率、增益带宽积和直流增益,适用于模数转换器和电源管理等低功耗电路系统。

一种微电网无功均分的改进控制策略

受微电网线路阻抗不匹配等因素的影响,传统的下垂控制难以按照下垂增益合理分配无功功率,为了提高微电网中分布式微源输出无功功率的均分精度,又不至于降低电压质量,提出了一种基于同步思想的微电网无功均分改进下垂控制策略。该方法在传统下垂控制的基础上引入了无功补偿和电压恢复机制,利用中央控制器发出的低带宽同步信号的触发,无功补偿机制将修改下垂特性曲线的电压偏置,改善无功出力分配精度,而电压恢复机制则补偿由此造成的输出电压的降低,实现电压恢复。从理论上证明了该算法的稳定性,且仿真和实验结果均表明,改进下垂控制的无功均分方法实现了负荷有功和无功功率的合理均分,并具有良好的动态和稳态性能。

一种新颖的瞄准线高精度稳定补偿方法研究

在粗精组合二级稳定的基础上 ,利用光学系数 λ=1的光学元件 ,通过稳定光学元件本身达到瞄准线稳定的目的。提出并采用低带宽的镜稳回路设计方案 ,有效抑制了高频扰动 。

一种并联分布式微源的无功功率均分控制策略

在微电网多逆变器并联系统中,由于各逆变器之间的输出阻抗和馈线阻抗存在差异,因此,应用传统的下垂控制策略会导致逆变器间无功均分精度较低而造成环流问题。为了减小环流、提高无功分配的精度,提出一种改进型下垂控制的微电网无功均分策略。该方案利用低带宽通信获取各微源的无功功率信息,修改无功电压下垂特性曲线的电压偏置,达到提高无功出力分配精度的目的。同时,所提出的环流和负荷电压偏差为优化指标的目标函数,优化并设计控制参数。研究结果表明:改进的无功均分方法在不影响有功功率均分的条件下,极大提高了微源无功功率均分的精度,并具有良好的动态和稳态性能。

一种宽带CMOS低噪声放大器

基于130 nm CMOS工艺设计了一款宽带低噪声放大器(LNA),适用于Ka波段的5G应用。通过降低输入阻抗与最佳源阻抗的偏差以抑制噪声,该LNA实现了宽带的最佳噪声系数匹配。一方面,该LNA采用由LC串联组合和LC并联组合构成的宽带前端网络,在取得低噪声系数的同时,实现了宽带输入匹配;另一方面,通过体隔离技术和级间电感匹配技术提高了电路增益。同时,通过并联峰值负载技术,提高了LNA的带内增益平坦度。测试结果表明,该LNA的峰值增益为11.2 dB,-3 dB带宽为7.5 GHz(29.1~36.6 GHz)。噪声系数为5.9~6.6 dB,与仿真的最小噪声系数非常接近。输入反射系数(<-10 dB)带宽为6.7 GHz(28.3~35 GHz)。该LNA在1.2 V电源电压下功耗为9 mW,芯片面积为0.54 mm2。