MIMO空间复用系统中的一种新的低复杂度球形检测算法

针对采用高阶正交幅度调制(MQAM)的多输入多输出(MIMO)复用系统,提出一种新的基于分层调制的M IMO球形检测算法.新算法利用高阶正交幅度调制的分层特性,对高阶正交幅度调制的星座点进行区域划分,根据权重系数大的调制子层数据确定候选区域,在候选区域中采用最小距离准则进行星座点优选,再采用球形检测算法对各层优选后的星座点进行搜索,确定发送数据矢量.计算机仿真结果表明,与多状态球形检测(MSD)算法相比,新算法的误码率(BER)性能有所改善,且其复杂度大约仅是MSD的20%.

一种低复杂度的MIMO系统球形检测算法

球形译码检测算法是多输入多输出(MIMO)系统中一种高效的检测算法,但是其初始搜索半径影响着算法的复杂度。本文针对此问题,提出基于蚁群算法的球形译码检测算法。该算法首先利用蚁群算法分布式计算的寻优能力来检测确定初始半径,然后在新的半径下进行球形译码检测。仿真实验结果表明,改进SD检测算法的性能效果较好,与传统球形译码算法相比,该检测方法能有效减少在低信噪比时的运算复杂度,同时在高信噪比时可以逼近最大似然译码的检测性能。

用于MIMO空分复用系统上行链路接收机的球形检测算法

本文涉及的MIMO空分复用系统上行链路的子信号流在空间维和时间维上未进行编码,直接将高速数据流分解为若干低速数据流,进行分层调制后用多个天线发送,实现MIMO空分复用发射,可使移动台的发射机设计简化。但是这要求MIMO空分复用系统上行链路接收机有较高的信号检测能力。本文提出改进初始半径的球形检测算法进行信号复原,该算法能在较低的计算复杂度逼近最大似然的误码性能。仿真试验的结果验证所提出的球形检测算法在误码性能上优于现有其它检测算法。

基于度量值的球形检测算法改进

为了减少多用户检测的误码率和降低算法复杂度,在传统球形检测算法的基础上提出一种基于度量值的球形检测算法.改进算法通过最小度量获得初始半径,在确保得到非空解的情况下,结合深度优先搜索策略,使得误码率接近于最大似然检测性能.仿真结果表明,改进算法比传统算法在访问节点个数上可降低一个数量级.

一种低复杂度的球形检测算法

文章研究了一种多输入多输出(MIMO)无线系统的球形检测算法,首先介绍了MIMO系统模型和传统的球形检测算法的原理,然后分析了改进算法的原理及其优点。仿真结果显示,和传统的初始半径确定方法相比,改进算法大大减少了访问节点数量,有效地降低了计算复杂度。

基于3D球形检测平台的工业CT装置

设计了一种基于3D球形检测平台的工业CT检测装置。通过驱动3D球形检测平台中的万向驱动轮装置的滚动,带动球形工件托盘承载内部工件沿着所需检测的轨迹方向转动,同时开启射线源探测器扫描装置的扫描成像功能,完成CT扫描检测。采用X射线机和直线加速器作为射线源,以及线阵探测器或数字平板探测器作为图像探测接收装置,编写了一种更加程序化的工业CT扫描检测程序。

输油管道微小泄漏球形检测器的设计与实现

针对输油管道微小泄漏检测方法有限、检测成本高、阻塞管道风险大等问题,提出了新的解决方案:设计了一个基于ARM—Linux和MEMS传感器的球形管道内检测器,其直径小于待检测管道直径。详细论述了该检测方案的原理、球形检测器的硬件组成、软件设计等内容。通过在输水管道内的多次模拟泄漏实验,证明该球形检测器检测流程简单、运行安全,能有效地检测出泄漏并给出较精确的定位信息,为输油管线微小泄漏的高精度、低成本的实用检测提供了有力的技术支持。

供水管道球形检测器超声波定位技术

针对自主研发的球形检测器在供水管道中的定位需求,设计了一种圆弧形复合超声波振子,基于压电方程,对其振动特性进行理论和仿真分析,得出主要振型和最优工作频率。研究超声波发射电路与复合超声波振子之间阻抗匹配设计,实现最优的超声波能量转换驱动效率。基于小波变换包络检测方法的超声波信号检测技术,计算得出超声波信号传输的精确时间,实现了球形检测器定位系统。经测试,100 m管道长度静态测距定位精度误差约为2%,动态定位距离达到170 m,与惯导数据计算距离之间误差不超过6%,符合球形检测器在供水管道中的实时定位需求。

基于磁传感器阵列的管道移位变形内检测

海底管道的结构变形会增加管道断裂风险,从而造成极大的经济损失。本文提出一种基于球形内检测器和多通道磁传感器阵列的管道移位变形检测方法。根据磁机械效应,分析管道移位变形导致的管壁应力及管道内磁通密度变化规律。设计了检测器结构布局及磁阵列采集方案,实现了管道内空间旋转磁通密度的高覆盖率采样。设计算法将旋转磁信号转换为管道坐标系下的平动磁信号,提取管道内等高线的磁数据,实现了多通道磁信息融合,提高了磁异常检出率。最后,开展了管道竖向加载和等效横向加载等移位变形的内检测试验。结果表明,管道在纵向受力变形状态下,管道内等高线上磁通密度纵向分量的离散度降低136.1μT;管道在等效横向受力变形状态下,管道内等高线上磁通密度横向分量的离散度降低123.1μT;球形内检测器所测得的磁通密度离散度能够反映出管道不同方向的移位变形,且管道变形越大,磁通密度离散度越小。

球形管道内检测器压电能量收集器设计及实验研究

球形管道内检测器是一种新型的管道安全检测装置,但由于封闭结构中携带的电池有限,限制了其在长输管道中的应用。为了尝试解决该问题,提出了一种压电振动能量收集结构,将旋转中的机械能转化为电能。为了对结构的性质进行分析,利用欧拉-拉格朗日法建立了机电耦合动力学模型。基于该模型的数值仿真与旋转平台实验,结合内检测器在管道中的旋转特征,对能量收集器进行了详细的参数设计与优化。在管道中进行了样机实验,结果证明本收集器在所设计的内检测器工作条件下,可获得12.6 V的电压输出,在1.8 MΩ负载下可得88.2μW的功率。

球形内检测器在海底立管内通过性仿真研究

球形内检测器能准确地检测和定位海底管道微小泄漏，为实现其对微小泄漏的检测和定位，必须保证球形内检测器顺利通过海底管道立管段。应用标准k—s双方程模型和流体计算软件Fluent14．0，对实验平台立管道内模型球周围流场进行三维数值仿真，并计算模型球通过立管段的临界速度。该速度与实验数据很好吻合，验证了仿真方法的正确性。基于此仿真方法，预测球形内检测器在实际海底管道立管段内的通过性并分析其通过性影响因素。得出结论：球管径比（球体直径与管道直径的比值）是一个很重要的参数，球管径比大于等于73％时，球形内检测器在流速为0．8～1．2m／s的正常工况下能顺利通过海底管道立管段。

海底管道微泄漏球形内检测器可行性研究

针对海底管道微小泄漏检测的迫切需求,天津大学在国内首次提出一种应用于管道微小泄漏检测的球形内检测器。文章从海底管道微小泄漏检测原理、微小泄漏定位和球形内检测器通过能力三方面详细分析了基于该球形内检测器的海底管道微小泄漏检测方法的可行性。采用FLUEN T流体仿真结合理论计算认为,该方法的微小泄漏检测灵敏度可达0.1L/m in;采用精确的焊缝识别方法进行辅助定位,泄漏定位精度为±0.78 m;通过流体动力学仿真,得出当球形内检测器直径与管道内径之比大于73%时,球形内检测器在正常工作流速下能够顺利通过海底管道立管段。该球形内检测器用于检测海底管道微小泄漏是完全可行的,且具有检测灵敏度高、定位精度高、运动灵活、通过性好和安全稳定的优点。

海底管道微小泄漏球形内检测器整体设计

针对海底管道微小泄漏检测,提出管道球形内检测器整体设计方案。文章从整体平台方案、硬件电路设计以及下位机软件设计三方面介绍了球形内检测器的整体结构。整体平台方案阐述了各模块的作用及相互之间的关联。硬件电路设计包括处理器的选取、存储模块的选取与设计和电源模块管理等;方案最终选用Samsung公司基于ARM1176架构的S3C6410处理器,速度等级为Class10的TF卡,采用10节电池总容量为31Ah组成的电池组。软件设计包括驱动程序及应用程序的设计,其中后者采用了高效的多线程编程方式。

多输入多输出系统的改进球形信号检测算法

针对含最小均方误差滤波矩阵的球形检测算法在低信噪比时检测复杂度很高的问题,提出一种新的半径选择方法。改进算法在检测过程中,通过预先设置一个随信噪比自适应变化的收敛因子,使其在低信噪比环境下进一步降低检测复杂度,在高信噪比环境下能获得较优的检测性能。结果表明:低信噪比时,改进算法在基本保持原算法检测性能的基础上,显著降低了检测复杂度;高信噪比时,改进算法在保持原算法检测复杂度的同时也获得了其较优的检测性能。该研究为提高无线通信多输入多输出系统信号的检测提供了参考。

基于主动声学的管道球形内检测器示踪定位方法

针对球形内检测器示踪定位难题,提出了一种由内检测器主动发声、在管道外壁远距离实时侦听导波脉冲从而计算内检测器与监测点距离的方法。在分析了该方法定位原理的基础上,通过有限元仿真和实验明确了其实施要点,证明了其有效性。研究表明:内检测器的聚氨酯减振层会严重抑制声波发射,在聚氨酯上开孔使铝球壳与水接触,可以保证足够大的发声强度;快慢两种模态的导波均有明确的起始特征和稳定的传播速度,可用于计算导波传播距离并对内检测器进行定位;但慢波幅值远远大于快波幅值,实际应用时应该使用慢波。最后在Φ219 mm充水钢管中开展了声速测量实验和内检测器定位实验,实验中测得的时延具有极好的重复性,极差不超过80μs,同时实验证明该方法能够实时定位内检测器并监视其远离和靠近监测点的过程。

基于球形内检测器的管道内磁场测量

球形管道内检测器在管道安全检测领域具有十分广阔的应用前景,但其在滚动过程中测得的磁场信号呈周期性,无法直观反映管道内磁场分布情况,给识别焊缝和计算管道走向带来了一定的困难。针对此问题本文推导了滚动坐标系下球形内检测器测得的磁场与管道内平动坐标系下磁场之间的数学关系,并利用处于同一滚动坐标系下的加速度信号构建了转换模型,然后设计实验和算法验证了模型的正确性。实验结果表明,平动磁场的计算值和实测值在数值大小和变化趋势上均吻合良好,误差绝对值的平均值基本不超过1μT。

基于球形内检测器的管道倾角测量新方法

在利用球形内检测器测量管道倾角时,因管道磁屏蔽模型难以标定导致误差较大。针对此问题,通过分析球形内检测器中的传感器在管道中运动轨迹为摆线和管道单侧磁化后管道内径向磁场分布不均匀的特点,结合坐标变换方法,提出了一种不使用管道磁屏蔽模型的管道倾角测量新方法。该方法先通过加速度信号求解旋转矩阵,然后根据磁场信号的极大值点位置求解管道倾角。同时建立了相应的数学模型并通过算法加以实现,然后通过仿真和实验对该方法进行验证。结果表明,实验结果与仿真结果吻合度较高,该方法的测量精度较高,最大相对误差为3.55%。

海底管道微泄漏检测器研制与应用

针对现有技术在海底管道微泄漏检测上的局限性,设计了一种双层耐压的球形检测器结构,利用计算流体仿真方法确定了球体在管道经济流速下能够通过极端竖直管道的关键参数,包括管径比λ与流速v;设计了基于ARM-Linux的多传感器数据采集与存储硬件系统;在长度为200 m陆地实验管道上对研制的内检测器进行了试验,结果表明,该检测器在大于经济流速的范围内可顺利通过竖直管段,且可检测到0.7 L/min的模拟泄漏量。

MIMO系统中MCMC检测算法的研究与改进

介绍了MIMO接收机模型,在分析LSD检测算法和MCMC检测算法基础上,提出了一种改进的MCMC检测算法.该算法通过在接收机中添加预判决模块,融合SIC-MMSE算法,有效利用信道译码器产生的软信息,辅助MIMO检测器中的吉布斯采样,减少了采样点数,降低了传统算法的复杂度.仿真结果显示,改进的MCMC算法性能上优于LSD算法,在相同的信噪比情况下降低了误码率,有一定的理论和实用意义.

低功耗并行MIMO空间复用检测器的VLSI结构

针对2×2天线配置的多输入多输出无线通信系统,提出了一种新颖的近最大似然多输入多输出检测算法.此算法只对搜索树的第2层节点耗尽搜索,第1层应用区域判定法直接得到假设星座点和反假设点,不需要对每一层搜索树的部分欧几里得距离排序,降低了计算复杂度,而且适合并行处理.依据该算法设计了规则的、流水线型的超大规模集成电路,可以配置并行检测核的数目,从而可灵活地控制吞吐率.在40nm的工艺下,约束工作电压为1.08V,设定时钟频率为156MHz,版图实现可以达到312Mbit/s的吞吐量和23mW的功耗,处理延迟仅为0.051ns.