基于磁敏调向的钢丝绳漏磁检测绳股信号抑制方法

分析钢丝绳漏磁检测方法中绳股信号的形成原因,提出了基于磁敏调向的钢丝绳漏磁检测绳股信号抑制方法,且搭建了消除绳股信号特征的磁敏调向试验装置,通过试验对比分析了不同磁敏方向的绳股信号特征,最终确定了抑制绳股信号的最佳磁敏调向。结果表明,该方法极大地抑制了绳股噪声信号,提高了钢丝绳损伤信号信噪比。

多小区系统中基于信漏噪比最大化的分布式协作预编码

为了能够减少多小区基站协作时的回传开销和预编码复杂度,研究了基于信漏噪比(SLNR)最大化准则的协作多小区传输分布式预编码算法。多个小区协作传输数据,仅仅需要局部的信道状态信息和用户的数据信息,减少了无线回传开销,得到基站协作带来的性能提高。仿真表明,与协作多小区传输的迫零(ZF)算法和协作单小区传输的SLNR算法相比,协作多小区传输SLNR预编码在开销和性能之间取得了良好的折衷。

基于信漏噪比的异构网络载波干扰协调技术

针对异构网络存在小区间干扰的问题,提出了一种基于频域载波聚合的干扰协调管理机制。该机制将所有小区的用户分为中心用户和边缘用户,采用可降低干扰的信漏噪比(SLNR)准则,动态调度用户和选择小区载波,并将每种小区载波选择方案对应一种调度用户分组的机制,即对小区的中心用户和边缘用户采用不同优先级,以此有效避免小区间的干扰,其中优先级采用比例公平和SLNR准则。仿真结果表明,由于在系统目标最大化时实现了频率复用增益和干扰消除增益间实现最佳的平衡,可有效取得系统流量的分流和总吞吐量的提升。

一种基于信漏噪比的多用户优化预编码迭代算法

提出了一种新的基于信漏噪比的多用户优化预编码迭代算法。在深入分析和发掘系统设计中预编码矩阵和接收合并矩阵之间的内在联系的基础上,利用新提出的迭代算法解决其本质上存在的嵌套关系,从而实现系统综合性能优化。数字仿真从平均误码率与系统和速率两个层面对新算法进行验证。结果表明,新方案相较于原始基于信漏噪比的方案以及过去提出的其他经典方案具有明显性能优势。因其迭代算法收敛迅速,因此具有工程实践价值。

基于改进最大信漏噪比准则的波束赋形算法

为了使通信系统能更加契合实际传输环境、保证系统公平性,提出了一种基于改进最大信漏噪比准则功率分配方式的波束赋形算法。首先根据接入节点的类型(基站或者终端)以及用户所处传输环境的不同对发射功率进行分配;其次依据用户执行任务的重要程度和设定的阈值上限的不同对发射功率进行二次调整,保证公平性。仿真结果表明,随着用户数目的增加,传统算法的公平性为一条下降的曲线,改进算法近似为一条水平直线,且用户数目越大,二者差值越大,改进算法的优势越明显;在用户数为12,权重间隔为1,阈值上限为1.4时,改进算法有着0.39 bps/Hz的系统容量提升。所设计的改进资源分配方式的算法能有效提高系统的公平性,在工程实际中有一定的使用价值。

利用双谱恢复漏磁检测中的缺陷信号

在对铁磁材料的漏磁无损检测中,缺陷信号经常受到噪声的干扰,从而影响设备的检测能力以及对缺陷的评估。通过基于双谱信号重构方法,在含有不同噪声的检测信号中分别提取了缺陷信号的相位和幅值,实现了缺陷信号的恢复,并用实测数据对此方法进行了验证。从有多种噪声的漏磁检测信号中恢复缺陷信号为实现漏磁场的定量分析打下基础。

漏磁信号处理中的经验模态分解和能量法阈值

漏磁检测信号通常受多种噪声源污染。为了降低漏磁检测信号中的噪声,提高缺陷的识别效率,采用了经验模态分解方法,对漏磁信号进行去噪处理,来增强漏磁信号的信噪比。试验基于试样上的人工缺陷,漏磁信号被分解成若干固有模态函数(IMF)和一个残余分量,通过能量法选择最小能量的IMF作为阈值。采用该阈值作为IMF分量的选择依据,可以不依赖人为的经验判别。再将阈值后面的IMF分量相加,对漏磁信号进行重构。结果表明,采用该方法重构的漏磁信号的信噪比得到了较大的提高,同时滤波效果优于db3小波滤波。

基于SLNR与矢量扰动的毫米波大规模MIMO双层混合预编码算法

在多用户毫米波大规模多入多出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)系统中,针对现有基于信漏噪比(Signal-to-Leakage-plus-Noise Ratio,SLNR)准则的混合预编码算法未考虑用户信道质量不同和信道矩阵具有病态性的问题,本文提出了一种联合SLNR与矢量扰动(Vector Perturbation,VP)的双层混合预编码算法.该算法分两层设计预编码矩阵.第一层,考虑用户信道质量不同,提出了基于SLNR准则的匹配加权算法.该算法充分考虑信道系数、预编码矢量和组合矢量的影响设计信道加权因子,利用加权因子对SLNR算法进行改进,从而设计更优的混合预编码器,消除用户间干扰.第二层,根据第一层获取到的等效基带信道,利用迫零(Zero Force,ZF)消除用户天线间干扰.考虑到信道矩阵具有病态性,采用VP算法进一步处理.通过在发射信号上添加扰动矢量减小发射端功率增强的影响.仿真结果表明,相较于同类混合预编码算法,所提算法可以获取更好的误码率(Bit Error Rate,BER)性能和频谱效率.

利用SLNR准则基于中断概率约束的MISO干扰信道鲁棒预编码设计

针对多小区下行多进单出(multiple-input single-output,MISO)干扰信道,在控制每个用户信漏噪比(signal to leakage plus noise ratio,SLNR)低于门限值的概率小于中断概率的约束条件下,以最小化系统总加权发射功率为优化目标设计线性预编码。利用半定松弛和Bernstein-type不等式,将非凸的具有随机性的原始优化问题转换为确定性凸优化问题。仿真结果表明,所提出的预编码设计比worst-case等比较方案耗费的总加权发射功率更少。

多波束卫星通信系统中的物理层安全传输算法

为了提高卫星通信系统的安全性,将物理层安全技术应用到多波束卫星通信系统下行传输中。首先,建立了多波束卫星物理层安全通信系统模型。随后,以系统最大化保密和速率为目标,介绍了迫零(Zero-Forcing,ZF)和增强信漏噪比(Enhanced Signal-to-Leakage-and-Noise Ratio,E-SLNR)两种波束成形算法。仿真结果表明,统一考虑了波束间干扰和窃听者信号泄漏影响的E-SLNR波束成形算法不仅不受限于天线数目,而且相比ZF算法获得了更好的安全性能。

结合三角分解和SLNR的同频干扰抑制算法

针对多小区多用户下行链路同频干扰问题,提出一种结合三角分解和信漏噪比(signal leakage noise ratio,SLNR)的干扰抑制算法,算法通过对联合信道的三角分解先将小区间干扰减少一半,然后利用SLNR算法和干扰抑制矩阵进一步消除小区间干扰。理论分析表明算法使得接收端不再需要增加用于抑制小区间干扰的矩阵及相应矩阵运算,从而降低了算法复杂度。计算机仿真表明较传统SLNR算法,该算法在系统容量和能量效率等性能方面得到改善。

抑制小区间迟延干扰的迟延SLNR预编码

不同基站和用户间由于距离变化等使传播时延不同而造成小区间的迟延干扰,严重恶化了系统性能。为此,探讨了如何利用SLNR(Signal to Leakage Noise Ratio)预编码抑制小区间的迟延干扰,给出了小区协作的系统模型及小区间迟延干扰分析。针对存在迟延的LTE(Long Term Evolution)系统设计了一种基于SLNR准则的迟延SLNR预编码,以抑制小区间的迟延干扰,降低接收终端的复杂度。同时,对迟延SLNR预编码在LTE系统多基站协作环境下的性能进行了仿真。仿真结果表明,该方法对小区间的迟延干扰有较好的抑制作用,对不同天线配置性能均较理想,与接收端处理方案比较性能有所改进。虽然信道估计误差对性能有一定影响,但在可接受范围。

表面粗糙度对裂纹漏磁检测的影响

在裂纹漏磁检测中尤其是微裂纹的检测受多种因素影响,其中被检测工件的表面粗糙度是主要因素。为探求表面粗糙度与裂纹检测灵敏度间的关系,在表面粗糙度试块上刻有不同深度的人工裂纹并进行漏磁检测试验,得出了不同深度裂纹的检测信号信噪比。结果表明,信噪比随着表面粗糙度值的增大而减小,表面粗糙度一定时,深度小到一定程度的裂纹将不能被有效检出。最后,以三角形锯齿状粗糙元模拟固体表面粗糙度模型中的上凸部分和下凹部分,从磁折射的角度分析了粗糙表面场强分布规律,通过仿真给出了粗糙表面裂纹的理论检测灵敏度。

二维经验模态分解法在漏磁图像处理中的应用

采用图像方法可以更加直观地对管道漏检测中的缺陷进行判断,但在图像数据的采集过程中噪声是不可避免的。采用二维经验模态分解(BEMD)与均值滤波法相结合的方法对漏磁图像进行去噪处理,将图像信号分解为有限个二维固有模态函数(BIMF)和一个残余分量,将残余分量保留,对BIMF分别进行均值滤波,再将处理后的BIMF分量与残差一起重构图像,所得重构图像在保留原图像基本信息的基础上,消除了大量噪声信息。文中还直接采用均值滤波方法对漏磁图像进行去噪处理,通过信噪比的比较,表明BEMD方法用于漏磁图像去噪效果明显。

LTE-A中的SLNR联合校准多用户多流波束赋形方案

提出了一种长期演进项目的后续演进(long term evolution-advanced,LTE-A)中的信漏噪比联合校准多用户多流波束赋形方案。基于信漏噪比准则进行波束赋形消除多用户间干扰,实现LTE-A下的多用户多流波束赋形传输;建立信道校准机制,补偿实际通信系统中的射频增益影响,恢复信道互易性,提升实际通信系统中的误码率性能。在适用于LTE-A的空间信道扩展模型(spatial channel model extension,SCME)信道环境下进行了仿真,仿真结果表明,该方法相比常用的基于信干噪比准则的块对角化方案误码率性能有明显提升,且能在存在射频增益影响的非理想环境中恢复信道互易性,提升系统传输性能。

斜拉桥索无损检测信号的滤波处理方法

针对在役斜拉桥索只能进行无损检测的特点,设计了基于漏磁检测的缆索缺陷检测系统.实测结果表明,缺陷产生的漏磁信号往往附有大量的噪声信号,导致信号特征不显著.为此,应用信号平滑、小波包差分超限滤波和BP神经网络模式识别等信号分析方法,对采集信息进行滤波处理,以获取比较显著的特征量化信号.仿真结果表明,经过滤波处理后的漏磁信号特征明显,为桥梁斜拉索的断丝缺陷检测和分析提供了可靠依据.

最大化SLNR及软频率复用的比例公平调度算法

针对LTE-Advanced系统中小区间干扰及用户公平性问题,提出了最大化信漏噪比(SLNR)及软频率复用的比例公平调度算法(SLNR–SFR–PF)。该算法通过基于最大化SLNR的分布式预编码和软频率复用的方法抑制小区间干扰,并结合比例公平调度算法,提高用户的公平性。仿真结果表明,与SLNR–PF算法相比,SLNR–SFR–PF算法使系统容量提高了约7.9%,同时,小区边缘的平均用户数据速率提高了11.5%。

一种基于SLNR预编码的天线与用户联合选择算法

针对在多用户MIMO系统中天线与用户联合选择算法复杂度高的问题,依据SLNR预编码算法特点,提出了一种基于SLNR预编码的天线与用户联合选择算法。分析了天线与用户选择顺序对基于SLNR预编码算法的多用户MIMO系统性能影响,给出了先天线后用户的次最优选择策略。所提算法首先为每个用户选取最优的单天线,再利用贪婪思想进行用户选择。仿真结果表明,所提算法与穷举算法相比和容量性能在0～20 dB的信噪比范围内损失均保持在1.6 dB左右;而误比特性能与穷举法相比在10-3有2 dB左右损失,但是所提算法复杂度与穷举法相比下降明显。

基于小波变换的斜拉桥索双轴漏磁检测方法

针对在役斜拉桥索只能进行无损检测的特点,提出了基于漏磁检测的缆索缺陷探伤方法以及检测电路.由于检测现场空间磁场噪声较强,导致漏磁信号特征不明显,为此,应用二进小波变换的方法,对周向漏磁信号采用基于高斯白噪声的快速离散软阈值算法进行信噪分离,以确定缆索缺陷程度;对轴向漏磁检测信号进行奇异性检测处理,以获取缺陷的精确位置信息.实验结果表明,该方法可实时获取缆绳索缺陷程度和位置信息.

油管漏磁检测装置的改进研究

采用有限元法对油管漏磁检测装置进行优化设计。根据油管的特征参数和检测要求,设计直流线圈励磁型漏磁检测装置。建立了缺陷漏磁场的有限元仿真模型,研究了励磁线圈的形状、励磁电流对检测信号的影响,获得最佳的信噪比。提出了改善检测装置的端部效应,提高Hall探头检测灵敏度的两种改进措施,有效地提高了漏磁检测装置的检测能力。仿真数据同实验结果基本吻合,研究成果已经用在新一代油管漏磁检测设备的开发生产中。