基于差分方程的空间矢量调制在APF中的应用

将空间矢量调制技术应用于有源电力滤波器的电流控制.用差分方程将APF的电流控制转换为对功率电路输出电压的控制,以有效地降低系统方程求解的复杂程度,并综合考虑电源电压及滤波电感等参数的影响,以提高系统控制的精度.仿真和实验结果表明,采用所提出的方法,当负载突变时,系统具有良好的动态响应特性.

新型差分光调制器在空间光通信中的应用

为了提高空间光通信的抗干扰能力,采用了一种基于二波耦合基础的新型差分光调制器件。实验结果表明,利用这种差分调制器实现的差分模式自由空间光通信,能有效抑制云团、雾等干扰因素引起的共模干扰,空间光通信的通信质量通过这种差分传输方式得到显著提高。

新的差分空间调制的天线选择与解调方法

在空间调制(Spatial Modulation,SM)系统中,基于差分编码思想,对发送端发射天线的选择提出一种新的差分方案,接收端解调也提出新的差分直接检测法,该方案称为差分空间调制(Differential Spatial Modulation,DSM)。DSM接收端解调采用的差分直接检测法是根据前后相邻两时刻的接收信号差向量的模值进行解调,接收端与发送端均不需要知道信道状态信息。该解调方法依据差分的特点提出,实现了未知信道传输矩阵时的解调,减少系统开销。对二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying,BPSK)、正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)、正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)不同编码方式下2根发射天线的DSM和BPSK编码方式下4根发射天线的DSM进行了性能仿真,结果表明DSM具有较好的抗信道参数变化的性能。

一种新的四进制差分空间调制方法

在SM(空间调制)系统中,基于差分编码思想对4根发射天线情况提出了一种新的DSM(差分空间调制)方案。在接收端解调时采用差分直接检测法,即根据前后相邻两时刻的接收信号差进行解调。该方法只需测定初始的信道参数,后续接收端与发送端均不需要知道信道状态信息,通信过程中可以抵抗信道参数变化。对DSM方案进行了性能仿真,结果表明,该四进制DSM方案能够实现通信,并且具有较好的抗信道参数变化性能。

大气联合效应下的光差分空间调制性能分析

传统光空间调制技术均是以系统接收端能够获取精确的信道状态信息为前提的。光差分空间调制(ODSM)系统有效避免了复杂的信道估计,但相关研究只分析了单一湍流状态下的系统性能,且忽略了实际自由空间光通信系统中指向误差和路径损耗等因素的影响。基于此,采用可以表征所有大气湍流状态的Málaga湍流信道,推导了ODSM系统在大气湍流、指向误差和路径损耗等大气联合效应下的误码率上界表达式与分集阶数。分析结果表明,相较于其他光空间调制方案,ODSM系统避免了复杂的信道估计,使系统不再受信道估计误差的影响,具备更高的抗干扰性和稳定性;ODSM系统误码性能随着湍流强度和指向误差强度的增大而减小;ODSM系统能够通过优化光学天线数量、光电探测器数量和调制信号阶数等参数,进一步提升系统的误码性能。

采用二重天线激活矩阵的差分空间调制算法

针对传统差分空间调制算法(DSM)不能获取发射分集的问题,提出了一种采用二重天线激活矩阵的差分空间调制算法,简称TA-DSM算法。该算法对天线激活矩阵集合中的元素进行了两次独立选择,得到两个天线激活矩阵。再将这两个矩阵分别和P个Alamouti矩阵的第1行和第2行相乘,以此获得TA-DSM发送信号。由于该算法使用了两个天线激活矩阵,所以与现有的空时编码DSM(STBC-DSM)相比,TA-DSM可以传递更多的比特数,从而获得更高的频谱效率。因此,在频谱效率相同的情况下,TA-DSM可以拥有更好的误码性能。同时,文中系统地提出了构造天线激活矩阵的简单方法,使TA-DSM可以获得二阶发射分集。最后,针对TA-DSM提出了低复杂度解码算法。仿真结果表明,TA-DSM方案比现有的STBC-DSM具有更好的误码性能,当频谱效率为1.33 b/(s·Hz)时,相比STBC-DSM,TA-DSM可以获得约4 dB的性能增益;当频谱效率为2 b/(s·Hz)时,TA-DSM可以获得约1.5 dB的性能增益。

基于正交空时分组码的差分空间调制方案

针对常规差分空间调制(DSM,differential spatial modulation)方法没有发射分集功能以及接收译码复杂度高的问题,提出一种基于正交空时分组码的差分空间调制(OSTBC-DSM,differential spatial modulation scheme based on orthogonal space-time block code)方案。设计了2个矩阵:空间调制矩阵和符号矩阵,前者通过设置其中非零元素的位置来激活不同的发射天线,后者采用正交空时分组码(OSTBC)作为基本码块来构造符号矩阵。所提方案具有可获得满发射分集、频谱效率高等优点,同时支持线性最大似然(ML,maximum likelihood)译码。仿真结果表明,所提方案在不同的频谱效率下均获得了比其他几种方案更好的误比特率(BER,bit error rate)性能。

差分空间调制中的非恒模调制方法

差分空间调制(DSM)由于不依靠信道状态信息(CSI)而备受关注。传统的DSM采用了恒模调制的方法,例如相移键控(PSK),但是在高速传输时PSK对星座图的空间自由度利用很低。针对该问题提出了一种DSM系统中的非恒模调制方法,通过对发射信号做相关预编码处理,使之消除非恒模调制在DSM系统中存在的幅度迭代问题。除此之外,为了使之可以体现分集增益,通过减小传输速率来达到满分集增益,并且加入一个功率均衡项来使该系统可以利用非恒模调制。仿真结果表明所提算法随着信噪比的提高,性能会逐渐优于PSK。

一种基于APSK的矩形差分空间调制算法

本文提出了一种用于多输入多输出(MIMO)系统的结合幅度相移键控(ASPK)的新型差分空间调制方法。该方法结合APSK与RDSM调制,在保留了RDSM矩形天线索引矩阵的结构下,利用APSK调制来进一步提升了频谱效率。通过仿真结果比较了所提算法相比于传统差分空间调制的性能差异。

基于补码的差分空间调制协作系统设计

为了提出一种基于补码的差分空间调制协作系统(complementcode-differentialspatialmodulation,CCDSM)设计方案,来克服差分空间调制(differentialspatialmodulation,DSM)技术应用在协作系统时产生的干扰,本文在DSM系统的基础上,结合协作系统,将复杂的DSM系统移入中继,并在系统中加入补码以增强抗干扰能力,最后对CC-DSM系统进行仿真并与其他系统比较性能差异。绘制CC-DSM系统与Gold-DSM系统在准静态平坦瑞利衰落信道下的误码率性能图。同时对比传统DSM系统与CC-DSM系统之间的误码率性能。研究得出,基于补码的差分空间协作调制系统在相同信噪比条件下,系统抗干扰能力要优于传统的差分空间调制系统和基于Gold码的差分空间调制协作系统Gold-DSM。

空间相关连续衰落信道下对角酉空时星座的最大似然多符号差分检测算法

空间相关性会造成MIMO系统的性能损失。针对这种空间相关性,大部分酉空时系统利用反馈信道将空间相关信息反馈给发射机,发射机通过有效利用该信息,进一步提高系统的性能。本文针对实际应用的另一种情形,当酉空时系统不存在反馈信道时,提出了空间相关连续衰落信道下,对角酉空时星座的最大似然多符号差分检测算法。与传统的准静态信道模型相比,本算法基于连续衰落假设,是一种更一般的信道模型。计算机仿真结果表明:本算法可以在不明显增加开销的情况下,有效的提高空间相关连续衰落信道下对角酉空时星座的误码率性能。

双层微金字塔结构耦合空间光调制的光子纳米射流研究

提出一种异质材料双层微金字塔结构耦合空间光调制的光子纳米射流光学元件,实现了光子纳米射流的动态可调。通过时域有限差分法进行仿真计算,分析了微结构与背景折射率对比度减小时,光子纳米射流性能特征变化的基本规律。研究结果表明,改变液晶分子的旋转角,焦距变化范围由6.1λ达到了22.3λ,衰减长度最长达到36.5λ,与双层微球结构耦合液晶光子纳米射流相比提高了10λ。随着微结构与背景介质折射率之比的减小,半高全宽增大,聚焦效率的调节范围可以达到16.9%~43.2%,此时,焦点逐渐远离微结构,能量向远场传输。借助于液晶这一空间光调制手段,双层微金字塔结构光子纳米射流实现了大范围的焦距调节和超长的传播长度,为光子纳米射流在光电探测、光学捕获等方面的应用提供理论支持。

差分空时媒介调制系统的设计与仿真

差分空间调制(Differential Spatial Modulation,DSM)是一种多天线差分空间调制技术,具有低功耗低复杂度且无需信道估计的特点,适用于高速移动且对功耗和复杂度要求较高的物联网、6G等通信系统。由于DSM发射信号存在稀疏结构和需要满足差分编码等要求,限制了系统频谱效率的提升。因此,为了提高DSM系统的传输速率,将媒介调制(Media-Based Modulation,MBM)技术引入差分系统,提出了差分空时媒介调制(Differential Space Time Media-Based Modulation,DST-MBM)系统,在保留DSM固有优势的同时,通过射频镜(Radio Frequency Mirror,RFM)传递额外的信息比特,极大提高了传输效率。

时间选择性衰落信道下的差分空时多普勒编码

对于差分编码的系统,接收端可利用差分编码自身的结构来进行解调,无需知道信道状态信息。因此基于时间选择性衰落信道的基扩展模型,提出一种新型的应用于时间选择性衰落信道下多输入多输出系统的差分空时多普勒(DSTD)编码方案,由该方案组成的系统可以配备任意数目的发送和接收天线。该DSTD系统发送端由频谱编码器、差分编码器和OFDM调制器串联组成,能提供最大空间-多普勒分集增益和显著的编码增益。差分编码器中酉结构的引入可以实现线性空时分离的最大似然检测,降低了译码的复杂度。仿真分析表明与已有差分系统相比,文中所提出的差分编码方案可以获得更高的分集增益。

一种面向RDSM系统的基于遗传算法优化色散矩阵的方法

矩形差分空间调制(rectangular differential spatial modulation,RDSM)是一种多天线非相干调制技术,该技术频谱效率高,低功耗且无信道估计开销,特别适用于信道快速变化的车联网、物联网、6G蜂窝网络等未来通信系统。然而发射端的稀疏酉矩形空时色散矩阵(dispersion matrix,DM)的构造问题一直是个难点,而当前使用的随机搜索优化方法具有极高的计算复杂度,对此,提出了一种低复杂度遗传算法(genetic algorithm,GA)。根据秩与行列式标准最大化准则(rank and determinant criterion,RDC)的方法计算适应度值,可避免差分系统中所需的分类讨论。根据星座旋转对称性的特点,降低GA单次迭代的计算复杂度。仿真结果表明,优化得到的DMs(DM set)显著改善了RDSM系统误比特率(bit error rate,BER)性能,对比随机搜索,低复杂度遗传算法有效提高了RDSMS的DMs优化效率,优化DMs所需的计算复杂度约为随机搜索的0.1%。

联合信道-非相干网络编码调制方法

针对时变双向中继信道下的物理层网络编码问题,提出多天线场景下不需要信道状态信息的联合信道编码的非相干物理层网络编码调制和检测方法。首先,为了实现物理层网络编码,设计了源节点的空间调制矩阵。然后,将差分空间调制与物理层网络编码结合,推导得到中继节点处叠加信号的最大后验概率检测表达式。同时,结合叠加信号的星座图,设计从叠加星座到中继转发符号的映射方案。最后,利用信道编码的线形结构,结合比特交织、信道译码与软入软出检测算法,进而得到联合信道-差分物理层网络编码迭代检测方法。仿真结果表明,所提方法能在双向中继场景下实现物理层网络编码的非相干传输与检测,有效提高了系统的吞吐量和频谱效率。

高频谱效率的高维差分光空间调制

针对已有差分光空间调制系统(DOSM)中存在的频谱效率不理想问题,利用高能量效率的脉冲位置调制(PPM)和高频谱效率的脉冲幅度调制(PAM),通过构建满足差分过程的空时弥散矩阵,提出一种包含空间域、时间域和数字符号域的高维DOSM(HD-DOSM)方案。在详细介绍HD-DOSM的差分编码原理后,推导了HDDOSM的理论误码率上界,并与DOSM进行了性能对比。结果表明:所提方案实现了频谱效率和误码性能的折中。当频谱效率为1 bit·s^(-1)·Hz^(-1)、误码率为1×10^(-3)时,和基于PAM的DOSM相比,HD-DOSM的信噪比改善了约2 dB,其传输速率增加了2 bpcu(bit per channel use)。利用发送信号的稀疏性,提出了一种先检测PPM符号的分步检测算法,以有效降低接收端译码算法的计算复杂度。当PPM阶数为4时,相较于最大似然检测算法,所提方案的复杂度降低了约75%。

凝视热成像系统MTF斜缝法测试技术研究

凝视热成像系统ＭＴＦ测试不同于扫描系统，必须有效解决其空间采样的混淆特性。在传统的线扩展函数法基础上发展起来的方法主要有：缝扫描法、最值法、斜斜法。实际使用中，前两种方法需要精确的定位技术，而斜缝法的数据处理较复杂。本文主要论述斜缝测试法，分析其工作原理，介绍其数据处理技术。

线性、径向和环向偏振飞秒激光诱导非晶合金周期性表面结构（英文）

研究在复杂偏振条件下,飞秒激光诱导非晶合金Zr_（44）Ti_（11）Cu_（10）Ni_（10）Be_（25）（at%）表面周期性结构的形成机理.实验采用波长800 nm、脉宽120 fs的超短脉冲激光,分别在线性、径向、环向偏振条件下,诱导非晶合金表面生成复杂的周期性表面结构.表面结构由周期为652~723 nm的低频条纹和周期为1 304~1 765 nm的微型条纹组成.通过有限差分时域法仿真分析,发现微型条纹由粗糙表面引起的定向调制的表面散射电磁波与入射激光干涉形成.仿真结果与实验结果一致,验证了微型条纹形成机理的有效性.

相关时变衰落信道中DSTM非相干接收机的结构与性能

针对空间相关时变衰落信道中的差分空时调制系统,推导得出了一种新的基于信道相关矩阵和时变衰落参数的最优非相干接收机结构,并针对几种特殊信道条件对该接收机进行了简化。实际应用该最优接收机时,基于判决反馈得到的数据,提出了一种次优的非相干接收机结构DF-NCR。理论分析和仿真结果表明,在相关时变衰落信道条件下,采用DF-NCR的差分空时调制系统的误码性能优于传统的差分传输模式。