一种多波束阵列重构导航抗干扰算法

多波束抗干扰技术根据期望信号与干扰信号来向自适应形成主瓣和零陷,从而达到抑制导航干扰并增强期望信号的目的。多波束抗干扰技术的性能与阵列规模有着直接关系,更大规模阵列的抗干扰性能更好,但在工程应用中会受到算法收敛速度、硬件资源消耗与抗干扰处理实时性等方面限制,而小尺寸阵列抗干扰性能明显降低。针对这一问题,提出了一种多波束阵列重构导航抗干扰方法,针对不同期望信号与干扰信号来向分别进行优化,通过在全阵列中优化选取部分阵元组成最优子阵列,使用不同子阵列结构对不同来向期望信号进行波束形成。

基于TCT结构及开关控制的光伏阵列重构

为了提高局部阴影下光伏阵列的发电量，提出一种基于TCT结构的重构方法。该方法从构成光伏阵列的小型方阵内部结构出发，对光伏组件的摆放位置进行调整，推导并计算调整后每一方阵的全局最大功率点。基于开关控制技术，针对重构后由4个方阵构成的不同串并联关系的光伏阵列进行计算，分析光伏阵列受失配效应的影响，确定光伏阵列最佳的连接关系。借助仿真软件，计算重构后的光伏阵列在局部阴影情况下的输出性能，与重构前的光伏阵列进行比较，结果表明：重构后的光伏阵列的输出功率得到较大提高。

一种基于最小均衡差的光伏阵列重构方案

对于光伏阵列而言,局部阴影是其最常见的导致输出功率损失的原因,由局部阴影导致的功率损失不仅与阴影面积相关,更多地取决于阴影的分布位置以及光伏阵列中各光伏板之间的连接方式。为了提升阴影条件下光伏阵列的输出功率,提出了一种基于网式连接(TCT)结构的光伏阵列重构方法,重点研究了如何根据不同的阴影条件,合理重构光伏板之间的连接关系。所提方法将光伏阵列分为固定结构和自由结构两部分,局部阴影条件下遵循均衡差原则,根据不同的阴影模式调整自由结构部分光伏板的连接方式,确定最佳的连接关系。仿真结果表明,在多种阴影条件下,相较于重构前,重构后光伏阵列的输出功率明显提高,且P-U特性曲线更趋向于呈现单峰值特性,更有利于最大功率点跟踪控制的实现。

基于神经网络的降阶VLSI/WSI阵列重构算法

提出了一个基于Hopfield网络的可降阶VLSI/WSI阵列重构算法 ,根据阵列中缺陷单元分布的二分图模型 ,将问题映射为相应的神经网络 ,有效地解决了阵列的重构问题 .实验结果表明 ,与启发式搜索方法相比 ,所提出的神经网络方法是一种快速、高效的方法 .

基于蚁群优化算法的单通道冗余VLSI阵列重构

通过冗余修复方法来解决超大规模集成电路(VLSI)制造过程中因缺陷而造成的成品率低的问题。根据物理阵列中缺陷单元的分布情况,构造相应的矛盾图模型,将阵列的重构问题转化为用蚁群优化算法求解矛盾图的最大独立集问题,使得所求独立集的顶点个数恰为缺陷单元的个数。实验表明,与标准遗传算法和神经网络算法相比,用蚁群优化算法来求解单通道冗余VLSI阵列重构问题是简单有效的。

基于最优光伏阵列重构的电网调频策略研究

为实现光伏电站功率输出最大化以及功率输出与调频(FR)信号之间的功率偏差最小化,提出了一种新型光伏电站最优阵列重构(OAR)模型。为快速获取最优Pareto前沿,采用了一种寻优性能高效的多目标黑猩猩优化器(MOBO)。采用了一种多准则妥协解排序法(VIKOR)的决策方法,从所获取的Pareto前沿中确定最佳折衷解。为验证所提出的OAR多目标优化的有效性,在局部阴影条件(PSC)下,对10×10的网状结构(TCT) PV阵列进行了固定FR信号和时变FR信号的两个案例研究。仿真结果表明,与无优化相比,所提方法可以明显减小两个目标函数的功率偏差。特别是,时变FR信号下,所获得的功率偏差仅为无优化的51.10%和64.45%。

激光供能无人机接收端的光伏阵列重构方案

激光供能无人机是以激光作为能量载体,对无人机进行实时无线能量传输,提升无人机续航时间。由于激光束能量分布不均匀,导致光伏接收器效率低下。为提高接收器转换效率,针对全交叉连接结构优化问题,提出一种基于最小均衡差的重构方案。首先对激光高斯分布情况进行数学建模,获取光伏电池单体的辐照度。然后利用最小均衡差原则对全交叉连接结构进行优化,并对各种连接结构进行仿真。仿真结果表明:阵列重构后具有更高的输出功率、转换效率和填充因子,更低的功率损耗,且相较于重构前最大输出功率分别提升了29.13%、32.25%。

基于阵列处理器的HEVC数据流图可重构实现

提出一种基于阵列处理器的HEVC算法数据流图可重构实现方法。基于动态重构机制完成不同的划分方式、算法间的灵活切换,采用深度优先贪婪对数据流图划分后子任务时域流水的并行方式对HEVC中典型编码算法的数据流图重新划分后设计合理映射方案,以Sobel算子值为重构依据在阵列处理器上进行帧内预测算法验证。实验结果表明,与块间流水方案实现相比加速比可达14.97,各算法资源利用率及计算速度均有提升,与帧内预测模式选择快速算法相比每个时钟周期可多处理7.1个像素。

一种基于柔性形变天线的极化波束在线重构技术

针对柔性极化阵列天线因其结构实时形变而难以波束重构以及性能受损的问题,该文提出一种基于柔性形变天线的极化波束在线重构技术。首先,基于无人机机翼模型的柔性形变状态进行阵列建模,借助于模态法得到实时形变数据,在线重构天线阵列模型;其次,基于矢量阵列天线的阵元响应,构建3维空间中的柔性阵列信号模型;最后,将循环算法(CA)与2阶锥规划(SOCP)进行深度结合设计以求解最优极化波束重构的动态优化问题。仿真结果表明:在一定的形变范围内,即在环境载荷对不同弧度与角度需求下,该文所提方法能够实现在线天线阵列重构,并根据所测量应变位移数据而实现最优极化波束在线重构,方向图增益、波束宽度以及极化匹配设计均能满足工程应用要求。

使用重加权原子范数最小化的稀疏可重构直线阵列设计

为克服网格失配问题并提升阵列性能,提出了使用重加权原子范数最小化的稀疏可重构直线阵列设计方法,将稀疏可重构直线阵列设计问题表示为多测量矢量稀疏优化模型,并通过重加权原子范数最小化算法解算出阵元位置和阵元激励。区别于经典压缩感知方法,该方法借助原子范数理论建立了阵元数量、阵元位置和阵元激励联合优化的无网格稀疏优化模型,从而可以克服网格失配问题,并提升阵列波束图的匹配精度。仿真实验表明,与压缩感知类方法相比,重加权原子范数最小化算法可以设计出波束匹配精度高一个数量级的稀疏可重构直线阵列。

基于二维点缺陷可重构光子晶体的毫米波微等离子体源的研究

本文根据光子晶体缺陷理论,利用HFSS软件设计了一款基于二维可重构光子晶体阵列的毫米波微等离子体源,研究其谐振特性和电磁场分布等。仿真结果表明:晶格数目、介质柱半径和介质柱间距等参数对毫米波微等离子体源的S参数和电磁场分布等有较大影响;当谐振频率为76.02 GHz时,S_(11)为-25.11 dB,品质因数Q为400.11,最大电场强度可以达到2.3×10^(5)V/m。本文工作对基于二维可重构光子晶体的毫米波微等离子体源的进一步研究提供参考。

基于改进蜉蝣算法的光伏阵列最优重构方法

部分遮蔽是导致光伏阵列输出功率损耗以及组件失配的主要原因之一。文中针对网状连接拓扑的光伏阵列提出了一种基于改进蜉蝣算法(IMA)的重构方法,通过改变光伏阵列内部的电气连接均匀分布光伏阵列上的阴影,以此来均衡光伏阵列的行电流。在10×10和10×7光伏阵列的10种阴影情况下,将IMA与数独重构方法及其他6个启发式算法分别通过失配损耗和功率提升百分比2个评估标准进行了比较,并给出了由IMA重构后的光伏阵列辐照分布图。结果表明,IMA可有效提高光伏阵列输出功率,降低失配损耗,输出PV曲线均趋向呈现单个峰值,并且重构结果均优于其他方法。此外,基于RTLAB平台上的硬件在环实验验证了硬件可行性。

三维结构可重构阵列在线自诊断与容错方法

目前传统的可重构阵列容错方法一般需要控制器来完成重构控制,容错重构控制算法复杂,资源利用率不高,因此提出一种面向三维结构的可重构阵列分布式自主容错方法。系统由相同的电子细胞以三维结构组成,每个细胞能进行故障定位且实现故障自修复;采用基于广度优先布线算法的重布线机制在三维细胞阵列中寻找最近冗余细胞;冗余细胞按比例均匀分布在三维阵列中,可增加容错重构控制过程的灵活性,缩短重构时间。以4位并行乘法器电路为例,对可重构阵列的功能和容错能力进行验证,实验结果表明该方法能够实现三维可重构阵列分布式自主故障诊断与修复,可容错多次故障且容错重构时间短,冗余资源利用率高。

三维可重构阵列互连资源在线分布式容错方法

设计了一种新型三维可重构阵列结构,并且对其互连资源在线分布式容错方法进行了研究。系统由相同的功能细胞和开关块以三维结构组成,通过在线输入测试向量对互连线进行故障定位,并且实现故障连线分层自修复。以四位加法/减法器电路为设计实例,对可重构阵列功能和容错能力进行验证。实验结果表明该方法可有效完成容错,且时间开销小、容错能力强、资源利用率高。

基于粗粒度可重构阵列结构的多标准离散余弦变换设计

在视频信号的编解码流程中,离散余弦变换(DCT)是一个至关重要的环节,其决定了视频压缩的质量和效率。针对8×8尺寸的2维离散余弦变换,该文提出一种基于粗粒度可重构阵列结构(Coarse-Grained Reconfigurable Array,CGRA)的硬件电路结构。利用粗粒度可重构阵列的可重配置的特性,实现在单一平台支持多个视频压缩编码标准的8×8 2维离散余弦变换。实验结果显示,这种结构每个时钟周期可以并行处理8个像素,吞吐率最高可达1.157×109像素/s。与已有结构相比,设计效率和功耗效率最高可分别提升4.33倍和12.3倍,并能够以最高30帧/s的帧率解码尺寸为4096×2048,格式为4:2:0的视频序列。

面向多功能模拟信号处理的可重构模拟阵列研究

提出了基于差分式线性可调CMOS OTA和可编程开关网络的新型可重构模拟阵列。可重构模拟单元CAB采用差分式线性可调CMOS OTA电路,明显改善了电路高频性能和抗共模干扰能力。设计了一种蜂窝状可编程开关网络,使得阵列内各CAB单元之间能通过开关互连,可重构实现多种功能的模拟电路,且提高了CAB单元的资源利用率,减小了电路中开关寄生效应。在5×10阵列结构上重构实现了3种不同类型的模拟信号处理电路,实验结果表明,所设计电路正确有效。

一种面向分组密码的粗粒度可重构阵列及AES算法映射

为了开发具有一定灵活性的高性能低功耗分组密码处理器,提出了一种粗粒度可重构阵列架构BCORE.在对分组密码算法进行分析的基础上,在阵列中集成了必要的功能单元和互连,并可以由称为动态部分可重构的配置控制机制在运行时进行配置.分别用非流水线和流水线方式在可重构阵列上映射了AES算法.在流水线方式时利用了动态部分可重构能力以提高性能.仿真和综合结果表明最高吞吐率接近2.5Gb/s,与其他平台的对比表明粗粒度可重构阵列在实现AES算法时平衡了性能、灵活性和实现效率.

关键循环到可重构阵列映射中的时序参数分析

通过定义算法关键循环到可重构阵列映射的建立时间、保持时间等核心时序参数,分析存储器带宽有限、算法数据流图拓扑不规则等实际问题,给出配置时序模型的优化算法,提出路径特征等参数的描述形式,为可重构自动编译提供新的处理方式。验证结果表明,在视频算法H.264关键循环deblocking的映射过程中,该优化映射方法使得性能在原有基础上提升43%。

多叉树数据流图粗粒度可重构单元阵列映射算法

针对多叉树任务数据流图的划分映射问题,基于粗粒度行并行可重构架构,提出一种行列剪枝映射算法.首先分析和比较了二维没有跳变近邻点点互连和行并行互连的可重构单元阵列的映射性能,通过3种类型的一次循环四阶多叉树映射实验结果表明(RCA4×4),行并行架构执行总周期最大减少了63个周期,最少减少了20个周期;然后设计实现了行列剪枝映射算法,先按行剪枝映射,再对已映射节点的依赖后继进行列剪枝映射,在满足面积和互连等约束下考虑运算节点层次和入度等因素构造了排队函数,通过该函数值动态调整就绪列表节点的调度次序.实验结果表明,与放置路由算法相比,文中算法执行时间平均减少了15.7%(RCA4×4)和18.4%(RCA5×5);与分裂压缩内核算法相比,该算法执行时间平均减少了30.0%(RCA4×4)和29.8%(RCA5×5):从而验证了文中提出解决多叉树行并行可重构单元阵列及映射算法有效性.

阴影遮蔽条件下光伏阵列的可重构优化配置方法

为了解决光伏阵列在局部阴影遮蔽条件下引起其输出特性发生变化,从而导致光伏发电效率降低等问题,基于光伏电池物理特性模型,利用数值模拟方法分析了阴影遮蔽条件下阴影数目、深度、分布及温度系数等因素对光伏阵列输出特性的影响。为实现光伏阵列的最大功率输出,提出了在阴影遮蔽条件下光伏阵列结构的优化配置规则,并给出了设计案例,结果证明可重构优化配置方法可以有效改善光伏阵列输出特性,提高了光伏发电系统的效率。