一种基于超宽带基站设置虚拟围栏的手术室移动医疗设备定位方法

针对医院手术室各手术间存在大量移动医疗设备交叉使用难以实时定位管控的难题,该研究提出一种时效性高、易于部署且定位准确度相对较高的基于UWB技术的实时定位方法。该方法包括对超宽带(UWB)基站的拓扑布局,在手术室走廊、设备间内应用改进的飞行时间(TOF)双边双向测距定位法定位,在手术间入口设置虚拟围栏判断设备是否进入。经试验,该方法可大幅度降低UWB基站布置数量,具备厘米级定位精度和较高识别率,可替代传统的手术室移动医疗设备人工定位管控方式。

格网化网络RTK地域性精度解算

为提高格网化网络实时动态(real-time kinematic,RTK)差分服务性能、消除地形对定位精度的影响,以格网化网络RTK差分技术为基础,推导了存在地形高差的格网RTK定位误差模型,选用平原、过渡区、山区三个区域进行不同密度划分的格网RTK定位实验,分析确定不同地形的格网划分密度标准.结果表明:格网密度越大,格网RTK定位精度越高.而在相同格网密度下,受地形高差影响,平原、过渡区、山区定位精度逐级降低.在平原、过渡区以及山区分别选用9′×9′、6′×6′、3′×3′格网时能够达到1 cm定位精度,可为设定格网划分准则提供相应的依据.

5G基站纳秒级时间同步技术分析

在5G网络中,各个基站之间需要精确的时间同步,以确保网络正常运行和提供高质量的服务。因此,需要纳秒级时间同步技术,保证数据可以进行准确的传递,并且不会出现时间上的差异。文章总结了5G基站纳米级时间同步技术的实现协议,并提出5G基站纳米级时间同步的关键技术,分别是信号传输技术、信号测量技术及信号调节技术等。通过分析此技术,可以提高5G网络的性能和可靠性,使5G基站可以更好地协调通信,从而提供更快速、可靠的服务。

一种基于地面组网的高精度定位系统设计与研究

时间环(Time-Loop)技术是以一台基站作为主时间标准,其他的基站与主基站之间进行时间同步,时间同步采用的是纳秒级信号。其原理是安装在辅助基站内部的时间信号接收机同时接收来自主基站和本基站的时间信号,由此形成一个时间信号反馈环,使之与主基站逐渐同步。然后再来测量和调整自主基站的信号,等待辅助基站与主基站完全同步后,辅助基站发出一个“健康”信号就可以并入定位基站的星座系统。

基于物联网技术的通信基站能耗实时监控系统设计

文章针对通信基站能耗监控中面临的实时性、精确性以及可靠性问题,提出一种基于物联网技术的实时监控系统解决方案。该系统采用模块化设计,通过数据采集、数据传输、监测预警及人机交互等功能模块的协同工作,实现能耗数据的精细化采集、实时传输、智能分析及可视化展示。系统性能验证的实验结果表明,该系统能够有效提高通信基站能耗管理的精细化和智能化水平。

计及能量共享的5G基站电能实时调度优化策略

为缓解第5代移动通信基站的巨大能耗导致的电网供电压力,联合分布式可再生能源、能量共享与能量存储提出了一个以最小化网络运营商的长期购电成本为目标的调度优化模型。综合考虑在可再生能源出力、各基站能量需求以及智能电网中的时变电价等先验统计信息均为未知的情况下,基于李雅普诺夫(Lyapunov)优化理论提出了一种低复杂度的第5代移动通信(5G)基站能量共享实时调度算法。在优化问题求解中将基站的柔性电能需求构造虚拟队列,并将基站储能时间耦合约束转化为虚拟队列稳定性问题,所提算法通过实时调度基站的产能、储能、用能和基站间的能量共享,在满足各基站用电需求的前提下,最小化网络运营商从外部电网购电的长期成本。理论分析表明,所提算法只需要根据当前系统状态进行实时决策,且优化结果能无限渐近最优值。仿真结果表明,所提出的算法可以有效地减少网络运营商的购电成本,相比基准贪婪算法1,购电成本可降低约43.1%。

计及后备储能及空调调度潜力的5G基站多时间尺度优化方法

含可再生能源(RES)的第五代移动通信(5G)基站的广泛接入有利于推动通信设施的低碳化发展,然而RES及通信负荷的不确定性给5G基站及电网的安全运行带来了挑战。基于此,提出一种计及后备储能及空调负荷调度潜力的5G基站多时间尺度滚动优化调度模型,在日前阶段以基站综合运行成本最低为目标函数;在日内阶段以日前计划为基础,通过调整后备储能及变频空调的出力来最小化功率偏差惩罚成本及温度偏差成本。然后,采用基于可忽略修复时间马尔可夫模型的基站后备储能可调度容量评估方法,将其作为储能模型边界约束集成到优化模型中,提高了基站供电的可靠性。算例仿真结果表明,采用所提出的模型能够使得基站运行成本相较日前值下降2.98%,联络线功率波动率仅为3.19%,在提升基站运行经济效益的同时又能有效降低源荷波动性对系统实际运行的影响。

基于优化随机森林的海基站水下声学定位模型研究

海洋声学目标探测技术在海洋资源开发、海洋生物保护、区域海洋生态监测及军事领域等方面都具有无可替代的优势.然而,接收传感器常常会受到外界干扰声源的影响,从而导致定位性能下降.为解决这一问题,本文提出了一种基于优化随机森林的海基站水下声学定位模型来改善定位准确度.首先,对采集的原始信号进行数据预处理.对于信号无干扰采集数据,仅保留有效的样本,剔除包括缺失、异常、相同或相似的数据.对于信号干扰下采集数据,先对异常情况进行分类,然后去除存在干扰的基站数据.利用主成分分析对数据进行降维,并将综合特征作为高斯混合聚类的输入.为确定最优超参数,采用网格搜索和交叉验证的封装模块并设置混合系数,然后构建基于优化随机森林的水下声学定位模型,并将其与多点空间定位模型进行对比.实验结果表明,在信号无干扰和有干扰条件下,采用多点空间定位模型计算出目标三维定位误差RMSE分别为5.648 m、26.264 m,而采用本文模型预测的RMSE分别为0.232 m、4.354 m.所提出的方法显著提高了目标的定位精度,并具有较强的泛化能力.且在无干扰条件下,对于x、y及z方向的估计,所提出的方法的RMSE分别为0.122 m、0.099 m和0.171 m.而在有干扰条件下,对于x、y及z方向的估计,RMSE分别为1.715 m、1.691 m和3.627 m.特别是z方向的定位误差最大,与实际情况相吻合.以上数据结果验证了所提出方法的有效性,为水下运动目标高精度定位及定位导航系统的论证设计提供了新的思路.

时变路网下动态可选路线可重复取送货基站运维路径优化

为解决城市交通状况复杂情况下5G通信公共基础设施运维成本居高不下、运维效率低的问题,考虑将具有时间依赖性的城市交通网络加入到基站运维车辆路径规划中,构建速度与行程时间函数用于决策行驶路线、取货量和服务路线。为保证求解结果可行且求解速度高效,设计了改进的最短路算法与变邻域搜索算法结合的混合算法,以实时处理动态需求。根据中国铁塔公司真实运营数据设计了算例实验,结果表明所提出的方法能够显著地降低基站掉线个数、基站掉线时长,实现基站运维成本降低和效率提高。

计及动态分时电价的多站融合系统日前优化调度

提出一种计及动态分时电价的多站融合系统日前优化运行方法,在不降低电网侧利益的前提下,通过动态调整分时电价的峰谷平时段,提高多站融合系统运行的经济性。建立了“变电站-新能源站-5G基站-数据中心站-电动汽车充电站-储能站”六站合一的多站融合系统框架,对各子站进行数学建模,并将5G基站和数据中心可调用备用储能纳入调度范围。基于“净负荷”、“新能源发电高峰”等指标调整分时电价的峰平谷时段,建立多场景分时电价下多站融合系统优化调度模型。算例仿真证明了该方法的有效性。

短基线多点定位系统的性能及优化

在机场场面监视系统中,常用多点定位系统对机场上空的目标进行定位,传统多点定位系统有基线长,时间标准差大,在中小型或偏远机场架设困难程度较大的缺点。为了解决上述问题,设计了短基线时差定位系统。通过分析几何精度衰减因子(GDOP)的影响因素,确定了在提高时延估计误差精度的基础上,通过增加系统基站数目和改变基站布设规则来进一步提高短基线系统定位精确度,扩大定位系统有效覆盖范围。仿真实验说明此种方法在一些中小型机场能够得到有效应用。

布局方式对TDOA室内定位精度影响分析

针对到达时间差(TDOA)室内定位方法存在多基站布局方式对定位精度的影响问题,基于TDOA的几何精度因子(GDOP)方法仿真分析不同布局方式、主基线长度及基站高度对室内定位精度的影响。在三维多基站条件下,对正方形、圆形、蜂窝形布局方式进行仿真。得出不同的布局方式下的GDOP的分布图,仿真分析得出正方形布局方式室内定位精度最高,并以正方形布局为例,仿真分析不同主基线和高度下的GDOP分布图,得出最合理的布局方式,为实际室内定位应用中多基站布局提供了理论参考。

一种5G上行数据压缩方法和系统

第五代移动通信技术(5th Generation Mobile Communication Technology,5G)系统中,当基站作为接收端接收及处理来自用户终端设备的上行数据时,为了提升传输速率以及带宽利用率,基站接收上行空口数据后一般会将空口数据压缩传输。提出一种频域压缩方法,有效减小上行数据的传输带宽。

基于北斗三号的多区域实时动态授时服务系统

面向新一代移动通信和物联网等领域对高精度、低成本授时的需求,针对典型的实时动态授时服务只能单区域覆盖的问题,提出了一种基于北斗的多区域实时动态精密授时服务系统。该系统由标准时间、时间基准站、高精度时间频率实时传递链路、数据中心和时间用户等部分组成,可实现标准时间实时动态授时服务的全国多区域覆盖。依托中国科学院国家授时中心时间频率和卫星导航平台建立了原型系统,并基于多天的北斗三号新体制信号观测数据开展了试验验证。试验结果表明,短基线授时精度优于0.2ns,频率稳定度万秒稳在10-15量级;零基线授时精度可达0.02ns,频率稳定度万秒稳在10-16量级。基于北斗的多区域实时动态精密授时服务系统具备技术可行性,可为北斗精密时间应用提供参考。

基于5G授时的配网差动保护数据同步方案

在配网中实现基于5G通信电流差动保护的关键技术之一是区段两端电流数据的同步问题。分析现有数据同步方法应用于5G电流差动保护的适应性;介绍5G协议中时间同步指标及实现架构;在此基础上,提出利用5G通信中的高精度时间信息实现数据同步的实用化路线。在该路线中,设计一种基于5G信号参数的基站授时方案;给出两种适用于配网电流差动保护的对时信号;最后提出基于B码对时信号的电流差动保护数据同步方法并分析其误差。理论上所提方案可实现线路两端时间同步偏差不超过20.8μs,对应两侧电流相角偏差不足0.5°,完全满足电流差动保护要求。

一种基于TOA定位的CHAN改进算法

本文提出了一种基于TOA参数的CHAN改进定位算法.首先利用坐标平移的方法,消除定位方程中的未知参数,得到移动台位置的一次估计;其次通过对一次定位结果误差的分析表明基站的几何位置结构和到达距离对定位误差具有不同的"贡献"度,依据"贡献"度大小的不同,对大"贡献"度采用小权值而对小"贡献"度采用大权值的原则,提出了虚拟基站的方法来减小系统的总体误差,从而提高定位精度.仿真结果验证了本文算法的有效性.

空时分组码MC-CDMA系统中的多用户检测器

本文研究了空时分组码MC-CDMA系统中的多用户检测器,提出了一种适合下行链路的接收机。该方法可以在克服信道衰落的同时抑制多址干扰,在下行链路的接收方只需进行简单解码和多用户检测就可以获得同采用多天线接收相同的效果。由于采用发射分集,已将多天线接收的负担由移动方转移到了基站方;同时采用级联处理,计算量小。仿真结果也证明了该方法的有效性。

滇西地区重力场动态变化计算

在滇西地区已用高精度拉柯斯特重力仪进行了 2 8期相对重力测量和多次绝对重力测量。利用这些资料进行了重力场动态变化计算 ,系统地讨论了空间和时间基准的确定、格值影响的计算和点位移动的归算等问题。针对丽江地震前后的重力变化给出了滇西测网判定重力变化的限值。

电力物联网终端安全防护研究综述

随着传感器的微型化和网络化,物联网技术在电力系统的应用得到了飞速发展。分散分布的配用电物联网终端数量庞大而又广泛互联,跳脱了传统边界安全的保护范畴,使得物联网终端成为攻击电网的重要目标和跳板。围绕电力物联网终端的安全防护展开研究,首先结合电力物联网的架构,从软硬件、通信等方面归纳了终端面临的安全挑战,总结了终端威胁特征,分析了为应对终端威胁部署的防护机制并指出了其不足;然后根据现有防护漏洞具体分析终端安全问题,重点综述了电力物联网终端的加密认证问题、数据隐私安全、时间同步攻击、非法无线通信链路风险和230 MHz无线专网通信阻塞攻击及其相应防护研究;最后综述和展望了深度学习等新一代人工智能技术在物联网终端安防中的应用。

WiFi基站在油田中的应用

针对油田中现有的数据传输系统安全性不稳定、实时性差、信号不稳定、传输速度慢等多种局限性,提出一种新型的数据传输系统,在油田中使用WiFi无线网络实现远距离数据的传输。该系统采用波迅(Wavion)WBS-2400基站和客户端设备,井口安装了MD-RS28井下永久压力温度遥测设备、无线示功仪、高速网络监控球机等,可以通过无线网络链路实时监控井场图像、井下压力温度、示功图等。这种系统克服了恶劣的自然环境,使无线信号基本覆盖了整个油田,大大提高了数据的传输效率,增强了数据传输的实时性,且安装和维护方便,对于探索油田矿区视频、测控链路一体化具有十分重要的意义。