基于伪随机序列的松散煤体声学测温方法及应用

长期以来,采空区、煤堆、煤仓等空间的煤自燃火灾时有发生,受限于工作区域的复杂环境和火源探测技术瓶颈等因素,较难实现煤自燃灾害高温点的快速量化识别。而声学测温技术具有测量精度高、测温范围宽、测量空间大等特点,可实现采空区等隐蔽火源位置精准探测且极具发展前景。目前该技术在松散煤体温度测量领域尚处于基础研究和实验室研究阶段,仍需开展大量研究。基于伪随机序列的优越性能,将其引入作为声源信号,并根据声学测温原理和伪随机序列声源信号产生原理,搭建了松散煤体声波测温试验系统。系统主体部分包括声学测试系统、程序升温系统、隔音系统和煤样箱体,结合试验测试和仿真模拟方法,验证了系统的准确性。利用理论分析、Matlab仿真和试验测试相结合的方法,开展伪随机序列声源信号的失真特性研究,确定了该信号的最佳处理方法,成功将其应用于松散煤体测温中。结果表明:伪随机序列可以作为采空区、煤堆、煤仓等空间的松散煤体声学测温的声源信号,但需运用二次相关PHAT–β算法对伪随机序列声源信号发生频率区间(1000~3000 Hz)进行处理,使频带变窄,能量集中;运用伪随机序列声源信号测量声波在松散煤体中飞渡时间,发现不同距离下声波飞渡时间测量结果误差小于5%,并通过了对比验证;伪随机序列作为松散煤体的测温声源信号时,所反演温度与不同粒径的煤样温度之间的平均绝对误差为2.051℃,平均误差率5.293%,能够较为精准、可靠地反演煤温。

基于DLL和多线程的随机序列测试软件设计

随机序列在基于密码学的网络安全算法中被大量应用,在网络安全应用中扮演着重要的角色,随机序列的测试方法也在持续发展,为了提高随机序列的随机性测试效率,开展了随机序列测试软件设计;通过对美国NIST公布的SP 800-22随机序列测试标准的梳理,在原配套测试集工具包的基础上,随机序列测试软件采用动态链接库和多线程技术,对软件设计架构和测试模式上进行了创新,提高了测试执行效率和人机界面友好性,并通过真随机数序列和伪随机数序列两种方式对其随机性检验效果进行了验证;经实际应用验证,该测试软件设计架构开放、灵活、可配置,测试模式支持多种随机性检验项目的并发执行,测试结果支持量化呈现,提升了测试评估人员的工作效率,在工程实践中具有一定的参考价值。

垂直水声通信中的伪随机序列精确定时算法

针对垂直水声通信中时变多普勒引起的定时偏差问题,研究一种基于伪随机序列的迭代定时估计及补偿算法。该方法利用伪随机序列作为同步信号,分三步估计时变多普勒:采用低复杂度的模糊函数法粗补偿接收信号内的平均多普勒;通过迭代插值法实现残留时变多普勒的精确估计及补偿;利用基于信道相关函数的相位信息,纠正均衡后信号的偏转相位。为实现高阶海试数据的有效解调,采用基于伪随机序列均方误差的多通道加权合并方式,获得空间分集增益。仿真及海试数据处理结果证明所提方法具有良好的时变多普勒估计及补偿性能,同时对30个通道内的1024QAM数据进行合并处理,在500 m的通信距离下,误码率为0.04,信道容量达到7.6 bits/symbol。与传统数据帧结构相比,无需使用线性调频信号,可以提高有效数据传输率。

DVB-T中伪随机序列扰码器的FPGA实现

伪随机序列在伪码测距、导航、数字数据扰乱器、噪声产生器、通信加密中有着广泛的应用。在这些实际应用中,常常利用现场可编程门阵列(FPGA)来产生伪随机序列,这便于系统设计和测试的实现。针对数字地面电视广播(DVB-T)标准,以线性反馈移位寄存器电路为基础,设计了一种并行伪随机序列产生方法,该方法简单而高效地实现DVB-T系统码流数据的扰码。实验结果表明,MATLAB扰码算法结果与FPGA扰码模块仿真结果和硬件实现结果一致,该设计方法切实可行。

一种基于伪随机序列的加密串行通信系统设计

在当前部分工业领域的低成本应用场景中,串行通信较多使用明文传输的方式,存在数据易被窃取以及数据可靠性欠佳等问题。为了保证数据传输的安全性和通信的可靠性,文章设计了一种基于伪随机序列的加密串行通信系统。该系统采用任意级数伪随机序列生成、采样窗口动态调整、对串行码流加扰等技术,实现了信道的非透明数据传输;在接收端通过伪随机序列头捕获实现伪随机序列同步,达到串行码流解码和获取数据信息的目的。最后,利用FPGA搭建了该通信系统的测试环境,测得最高波特率达20 Mbit/s,可以满足4~15级任意级数m序列的加密需求,取得了良好的数据通信效果。

基于时间序列分析的随机森林模型在网约车需求预测中的优化

网约车是现代城市交通系统的重要组成部分,对其需求预测的精确性越来越受到重视。传统的需求预测方法多依赖于统计模型或基本的机器学习技术,但这些方法在处理复杂的时间序列数据时常常力不从心。文中提出了一种基于时间序列分析的随机森林模型,旨在提高网约车需求预测的准确度和稳定性。

基于改进随机位移替代法的宽间隔跳频序列构造方法

随着电力行业数字化转型的不断深入,越来越多的电力设备接入无线通信网络。受制于无线信道的广播特性和开放性,电力数据传输的安全性面临严重挑战,尤其是资源受限的设备。因出色的抗干扰和抗截获能力,跳频通信技术被广泛应用于高安全通信。然而,随着电子攻击的不断升级,现阶段跳频序列的生成方法大多基于有限域和混沌理论,安全强度较低。考虑到资源受限的电力设备,基于轻量级密码算法的原理生成基序列,结合改进随机位移替代法,设计了一种面向电力物联网的跳频序列生成方案。所提出的方案具有良好的复杂度和随机性,较好地实现了效率与安全性的平衡。与现有的算法相比,基于所提出的算法原理生成的跳频序列在大部分测试指标上表现更出色。由此可见,所提出的方案能够在较低的资源消耗下实现信息的安全传输,为电力物联网中资源受限设备的无线传输提供了一种高效且安全的解决方法。

随机生产模拟的序列化分析

传统的随机生产模拟通过离散卷积计算可靠性指标。但该方法不能解决综合资源规划面临的新问题,因为其中的系统负荷被划分为若干部分,每个部分具有不同的可靠性要求;类似的情况也存在于电力市场环境中。该文以序列运算理论为基础,建立了一种新的随机生产模拟算法,以评估系统的可靠性和经济性;提出了将需求与资源序列化的方法,通过使用供需双方对应的概率性序列进行卷和、卷差、交积等运算,完成逐个的资源-需求加载过程;指出了算法中各种运算以及模拟结果的期望值所代表的明确的物理意义。

伪随机二进序列偶研究

提出了一种新的具有良好周期相关特性的离散信号,即伪随机二进序列偶,研究了其性质和组合允许条件,用计算机搜索出若干小体积的伪随机二进序列偶。在此基础上,对伪随机二进序列偶作为同步码在同步检测中的应用进行了研究,并与Barker码进行了性能比较分析。

一种信息安全系统中序列随机性检验方法

把Fourier分析理论用于信息安全系统中序列随机性的检验中,提出了一种新的随机性检验方法,该方法可以用随机序列发生器产生序列的随机性检测,也可以用于检验密码算法的安全性。

一类广义自缩序列的伪随机性

讨论了一类广义自缩序列的伪随机性.证明了该类序列的最小周期于64种情形中有56种取到最大(即2n-1);具有良好的低阶自相关性.

基于m伪随机序列的电磁法抗噪能力分析

电磁法在金属矿、油气资源等矿产的勘探中发挥重要作用,同时电磁干扰也越来越强,在强干扰区利用传统的抗噪方法很难再获取高信噪比信号.鉴于伪随机序列的抗噪能力,近年来国内正在掀起伪随机编码仪研制的高潮.伪随机序列的抗干扰能力与从伪随机响应中提取方法息息相关,本文介绍了两种最常用的提取大地脉冲信号的方法:第一种通过将时间域信号转到频率域,对电流归一化处理后,再转回时间域求取大地脉冲响应;第二种直接在时间域解Wiener-Hopf方程求取.研究表明,在无干扰情况下两种提取方法都可获得高精度大地脉冲信号.随后在具有噪声干扰的情况下,对两种方法提取结果的精度进行了对比分析,表明方法2的抗噪声能力明显优于方法1的,对造成这种状况的原因进行了解析.最后研究了提高伪随机序列抗噪能力的方法,主要包括提高伪随机序列阶数、针对不同噪音使用不同的编码方式、改变循环次数的方法等,以达到抑制噪声的目的.

混沌伪随机序列和数字语音保密通信

本文提出了对混沌数据进行适当处理产生伪随机序列用于数字语音保密通信的方法，并对该序列进行了抗破译能力分析及随机性测试。通过计算机模拟实验实现数字语音的保密通信，取得了满意的结果。

一种基于模糊熵的混沌伪随机序列复杂度分析方法

该文将模糊理论引入到混沌伪随机序列复杂度测度中,构造了用于序列复杂度测度的模糊隶属函数,并在此基础上研究了一种新的基于模糊熵(Fuzzy Entropy,FuzzyEn)的混沌伪随机序列复杂度测度。仿真结果表明,与现有主要的混沌伪随机序列复杂度测度方法相比较,FuzzyEn测度不仅能够有效地测度出不同复杂度的混沌伪随机序列,而且具有更加好的对序列符号空间的适用性,更加小的对测量维度的敏感性以及更强的对分辨率的鲁棒性。

中国主要河流年径流序列随机变化基本规律的初步研究

本文以中国主要河流(100多条河流,177个站)年径流资料为基础,采用近代随机水文学方法,并结合年径流的成因分析,探讨了中国主要河流年径流序列的趋势性、近似周期性、相依性和持续性特点。还研究了它们的分区变化规律。

改进遗传算法与拟随机序列结合评定自由曲线轮廓度误差

为了高效率、高精度检测自由曲线和曲面零件并计算轮廓度误差,提出将改进遗传算法与拟随机序列结合来评定自由曲线轮廓度误差。首先,针对自由曲线因没有已知的解析表达式而常用离散点表示其轮廓的特点,采用非均匀有理B样条(NURBS)来表示自由曲线,并用改进遗传算法优化重建自由曲线;然后,应用拟随机Halton序列均匀产生参数值精确计算点到曲线最短距离。阐述了自由曲线重建时控制顶点及目标函数值的计算方法,确立了改进遗传算法重建自由曲线及采用拟随机序列生成参数值求解点到曲线最短距离的具体步骤。最后,针对仿真实例计算并实测零件曲线轮廓度误差。结果显示,自由曲线轮廓度误差评定精度高于99%,表明提出的方法算法简单、计算速度快、精度高,适于在工程计量中推广应用。

伪随机序列发生器的研究与实现

研究了伪随机序列的随机特征,推导出M序列具备伪随机序列的特征,给出M序列的反馈逻辑函数,设计了M序列发生器;分析了测试电路产生的n阶伪随机序列的波形图。通过对测试结果的分析、比较发现,关于反馈移位寄存器的阶数与序列长度关系、码元的游程(该序列的伪随机性)等方面的分析是正确的,验证了该设计的可行性。

基于MATLAB的伪随机序列的产生和分析

MATLAB由于其强大的功能而被广泛应用于很多工程领域。在扩频通信中通常的做法是用一扩频序列与信号相乘,从而得到频谱的扩展或压缩,因而扩频序列的性能直接决定着通信质量。伪随机序列中的m序列和Gold序列最常用作扩频序列。该文首先简单介绍了m序列和Gold序列的原理、性能和构造方法,接着在MATLAB中用M语言编程实现它们的产生和分析。仿真结果验证了该方法的正确性和可行性。该方法简练直观,适合工程技术人员参考。

一种混沌伪随机序列复杂度分析方法

为衡量混沌伪随机序列的随机本质,文中提出用增强统计复杂度方法分析混沌伪随机序列的复杂度.以Logistic映射和耦合映像格子映射产生的混沌序列和多进制混沌伪随机序列为例,说明了该方法的应用;通过改进排列模式,使之对二进制混沌伪随机序列同样适用.实验结果表明该方法能呈现序列的相关结构,反映序列的随机本质,可用于准确度量混沌系统产生的伪随机序列的复杂度,且计算简单.

基于时间序列分析的Kalman滤波方法在MEMS陀螺仪随机漂移误差补偿中的应用研究

从工程实用的角度出发,探讨了MEMS陀螺仪随机漂移误差的有效补偿方法.首先采用时间序列分析的方法建立了MEMS陀螺仪的随机漂移误差模型,然后阐述了用基于时间序列模型的Kalman滤波方法减小该漂移误差的具体方法.对某MEMS陀螺仪实测数据的误差补偿结果表明,所介绍的滤波方法能够有效地抑制其漂移误差,提高MEMS陀螺仪在实际系统中使用精度.