高阶伪随机信号在对地通讯中的应用

对地通讯(Through-The-Earth Communication,TTEC)以大地为传播介质,使用低频电磁波来传输信息,在地下工程建设调度、预警、救援中有着重要作用.高阶伪随机信号可同时包含数十个频率,其具有易于实现、频率可控、抗干扰能力强的特点,有应用于对地通讯的潜力和价值.鉴于此,本文提出一种基于高阶伪随机信号的对地通讯新方法.通过在高阶伪随机信号中设置静态频组和动态频组,利用静态频组保证多个主频的平均幅值以维持发射稳定性,利用动态频组对通讯信息编码,传输有效信息.在实际工作时,发射端将通讯信息编码转换为高阶伪随机信号,利用长导线源向大地发射,接收端利用电极或者线圈接收电磁信号,经模式识别、时频变换、反向解码转换为有效通讯信息.通过仿真测试和在济南市某煤矿井下试验,完成有效通讯信息的发射、传输、解译等过程,实现了基于高阶伪随机信号的对地通讯方法,验证了方法在地下工程通讯的可行性和可靠性.

模拟幅度调制(AM)信号产生及特性分析实验探索——以“随机信号分析实验”课程为例

为解决传统“随机信号分析实验”课程内容简单、理论与实际的联系不够紧密、对学生能力培养不全面、不满足“新工科”背景下实验课程对学生能力培养的要求等问题,设计了一个AM信号产生及特性分析实验。以培养学生知识综合、思政修养等方面的能力为目标,给出了具体的实验内容及过程,制定了多维度全方位的考核方式和考核标准,实验教学效果良好,能够培养学生方案设计、数据分析、归纳总结、团队协作、沟通交流、科技报告写作的能力。

“随机信号分析”课程中相关特性的实验设计

探索了“新工科”背景下“随机信号分析”课程的实验设计。以雷达应用为背景,结合科研项目中的实际问题和解决方法设计了三个随机过程相关特性方面的实验,给出了应用背景、原理分析和实验设计。通过该实验教学,使学生深刻体会所学理论、方法在实际中是如何应用的,如何分析和解决实际的工程问题,激发了学生的学习兴趣,培养了学生的创新意识和创新能力。

“随机信号分析”课程思政教学案例设计

针对“随机信号分析”课程内容抽象难懂、理论推导繁琐,思政教育元素与课程内容的融合难度大等问题,探讨了课程思政教学案例的设计原则、基本要求,并通过一个完整的教学案例研究了“随机信号分析”课程的思政案例教学法的设计思路和具体应用。通过教学实践发现,热点问题的思政案例能够激发学生学习的热情和兴趣,提高教学质量。

研究生“随机信号处理”课程研究性教学的实践

围绕研究生的创新能力培养问题,探索与实践研究生“随机信号处理”课程研究性教学,提出并实践了基于知识图谱的问题链条设计、基于“课前自学、课中导学、课后拓学”的研究性教学过程设计,以及基于多元化的研究性教学考核评价等策略或方法,并以最小均方自适应算法的研究性教学为例,展示了具体的教学过程和学生课后开放性作业的部分成果,实践结果表明研究性教学能有效促进学生的问题意识培养和应用创新能力的提升。

“随机信号分析”课程教学内容与教学方法研究

“随机信号分析”课程是电子信息类专业的核心基础课之一,在课程体系中处于承前启后的位置。要解决学生在该课程学习过程中知识点孤立、动手计算较少、对知识点外延了解不够的问题,须进行基于知识点类比和知识点构图等的教学内容改革。针对该课程概念抽象、理论性强的特点,引入并结合实例介绍了随机通达教学和BOPPPS教学。授之以渔,为数字中国建设培养创新型、应用型、复合型人才,为构筑国家竞争新优势提供强有力的人才支撑。

基于磁控管的S波段大功率窄带随机信号源研究

磁控管具有功率大,效率高,体积小,成本低等特点,且输出频谱也与其阳极电压和阴极电流密切相关,据此特性研制了基于磁控管的S波段大功率窄带随机信号源。通过实验探究不同阴极电流和阳极电压下磁控管的输出频谱,并利用微控芯片控制磁控管的阴极电流和阳极电压产生随机变化,实现了大功率窄带随机信号的产生。结果表明,窄带随机信号的中心频率为2.46 GHz,平均输出功率达到1.4 kW,直流到微波的转换效率超过70%。本文研制的大功率窄带随机信号源在通信干扰与抗干扰等领域有潜在的应用价值。

“随机信号分析实验”在线教学设计

在“新冠”疫情爆发的特殊时期,学校无法正常教学,需要为大学生开展在线教学任务。“随机信号分析实验”作为通信工程、信息工程专业的必修课,正常实施该课程教学对学生的培养至关重要。由此,为该课程设计了一种切实可行的在线教学方案,并针对课程的培养目标,提出了多维度的考核方式、评价标准,既保证了教学内容的顺利完成,又完成了该课程的培养目标,学生综合实践能力到达课程预期。

一种基于多卷保守混沌系统的伪随机信号发生器的设计及实现

为产生新的数字混沌伪随机序列,提出一个哈密顿能量与体积均保守的多卷保守混沌系统,且分别利用理论分析和数值分析的方法研究系统的保守性、稳定性、多卷特性等动力学特性。可以发现,系统具有很好的遍历性、复杂性以及较强的伪随机性。对系统进行美国国家标准技术研究所(NIST)测试,所有的测试指标均满足伪随机信号的标准条件。另外,还利用现场可编程门阵列(FPGA)技术设计实现了该多卷保守混沌系统,为混沌应用提供多卷保守混沌系统模型及伪随机信号发生器。

基于Python的随机信号分析课程随机数产生实验设计

阐述了基于Python的随机信号分析课程实验设计的优势。介绍了均匀随机数和高斯随机数的产生原理,并在Python环境下对不同方法产生的随机数性能进行了对比分析,验证了将其作为随机信号分析实验开发环境的可行性,有利于课程的持续建设。

随机信号分析课程的虚拟仿真实验教学设计

通过随机信号分析虚拟仿真实验平台,运用虚拟仿真实验和传统实验虚实结合的方式来完成课堂实验教学.以高斯白噪声的产生及其特性分析实验为例,详细介绍运用虚拟仿真实验平台完成实验的过程.该平台利用计算机模拟真实的实验环境,通过信息网络操作实验设备,为实验教学提供了一种全新的教学模式.平台包含虚拟仿真实验管理平台和随机信号处理虚拟实验教学系统,具有可编程、可扩展,不受时间、地点、物理设备的限制等优点,将实验教学与虚拟教学完美融合,有效地克服了课堂实验教学的固有缺陷,学员通过虚拟仿真实验可以将理论与实际相结合,自主学习和工程实践能力、综合专业素质和技术创新能力均得到提高.

基于猝发随机信号激励的直升机模态试验方法

提出了采用猝发随机信号作为激励应用在直升机模态试验中的方法。首先从原理上论证采用猝发随机信号进行模态试验具有与随机信号相同的试验效率,同时信噪比更高;再通过AC313A型民用直升机的尾梁模态试验,对比猝发随机信号、随机信号和正弦扫描信号作为激励时的试验结果的准确性。结果表明,采用猝发随机信号进行直升机尾梁模态试验,能够兼顾试验准确性和试验效率。

随机信号雷达的现状与展望

本文回顾了随机信号雷达问世以来的发展情况,系统地介绍了各种体制的随机信号雷达及其特性,并简要地探讨了随机信号雷达今后的发展动态。

随机信号与其导数和的广义平稳性

目的为了考虑随机信号与{X(k)(t)±X(l)(t),t∈T,0≤k,l≤n,k≠l}的广义平稳性.方法利用了广义平稳随机信号和联合广义平稳性的定义及数学归纳的方法.结果讨论了广义随机信号与{X(k)(t)±X(l)(t),t∈T,0≤k,l≤n,k≠l}的广义平稳性,得到了两个重要结论,并给出了证明.结论证明了广义平稳随机信号与其任意阶导数代数和的广义平稳性及广义平稳随机信号两个不同阶导数代数和的广义平稳性。

多模式仿核脉冲随机信号发生器研究

以伪均匀随机数为基础,通过计算和查表产生高斯分布和指数分布随机数,以89C51单片计算机系统为硬件,采用Keil C编程,实现了输出脉冲幅度可以是高斯分布、指数分布及均匀分布等模式,也可以两种以上模式共同输出,输出脉冲时间间隔可以是周期性的,也可以是指数分布的．该随机信号发生器可以实现多种分布模式的输出控制,较好地仿真了核脉冲幅度和时间的随机特性．

随机信号在路面不平度仿真中的应用

重点研究了随机信号在路面不平度仿真中的应用,分别使用AR法和伪白噪声法在空间域下对C级路面进行仿真。仿真使用Matlab语言,仿真步长为0.1m,路面长度为10km。结果表明:两种仿真方法的计算量与所仿真的路面长度成正比,AR法计算量小,而伪白噪声法算法稳定性好,提高仿真精度的措施灵活。

随机信号的功率谱估计及Matlab的实现

从介绍功率谱的估计原理入手 ,分析了经典谱估计和现代谱估计两类估计方法的原理、各自特点及在Matlab中的实现方法 。

随机信号雷达的发展

随机信号雷达是一种以微波噪声源作为其发射信号或信号调制形式的雷达 ,相对于传统的雷达体制 ,随机信号雷达具有许多优良的特性。本文介绍了过去 30多年中随机信号雷达的发展过程 ,对其基本形式和相关法、频谱法、反相关法等实现方法作出了系统的总结。并且对几种典型的随机信号雷达 ,如“随机调频连续波雷达”、“正弦加随机调频连续波雷达”和“随机二相码连续波雷达”的基本结构作了介绍。最后对随机信号雷达的发展作了展望。

一种分段平稳随机信号的参数识别方法

基于振动的结构健康监测的前提是从振动测试信号中提取结构模态参数。随机子空间方法是近年来发展起来的一种线性系统辨识方法,可以有效地从环境激励的结构响应信号中提取结构模态参数。随机子空间识别方法的应用前提是输入满足白噪声的假定,输出信号应当是平稳信号。论文对随机子空间方法的使用前提进行了拓展。将非平稳信号划分为分段平稳随机信号进行处理,为非平稳信号的研究提供一种新的分析方法。基本思想是将在现场采集的结构输出信号进行分段,各段信号应满足稳定的条件,即分段平稳。将各段信号用随机子空间结合稳定图进行识别,然后将所有各段所识别的模态参数再一次用稳定图方法进行分析,得出结构的模态参数。最后用一3跨连续梁的数值模型进行验证,结果表明用随机子空间方法结合两次稳定图可以有效地识别分段平稳的随机信号。

一种基于DAVAR的FOG随机信号处理新方法

为定量描述光纤陀螺(FOG)测试信号中各误差分量的动态变化过程,分析了多个随机信号处理方法的优缺点,指出了常用Allan方差分析不能辨识FOG信号非平稳性因素的不足,提出采用动态Allan方差(DAVAR)对FOG信号动态特性进行分析,采用二维表示法定量描述FOG各主要噪声项变化过程。实验结果表明,DAVAR能够反映FOG数据的非平稳特性;利用二维表示的方法,可准确地反映动态误差中各噪声项的变化特征。新的方法可作为FOG信号非平稳性分析的一种定量评价工具,为研究各干扰因素对FOG组成系统精度的影响提供理论参考和评价依据。