耦合传输线信道传输矩阵建模及串扰抵消效果分析

针对高速互连系统中传输线上的串扰问题,基于电磁耦合理论,研究了耦合传输线信道传输矩阵的性质,建立了以下两种情况的耦合传输线信道传输矩阵模型及其矩阵分解形式,分别是:(1)考虑受扰线两边各一条相邻微带线对受扰线的串扰;(2)考虑受扰线两边各两条相邻微带线对受扰线的串扰.给出了上述两种情况下基于耦合传输线信道传输矩阵分解形式的串扰抵消方案,并利用仿真工具ADS对其进行了验证.结果表明:信号抖动和失真大幅下降,串扰抵消效果良好,并且第二种情况下的串扰抵消效果优于第一种情况.该结果说明了在基于耦合传输线信道传输矩阵进行串扰抵消时,考虑两边各两条相邻微带线的串扰效果较好,对保持高速信号完整性具有一定的实际应用价值.

多通道高压直流附加鲁棒控制器设计

通过总体最小二乘-旋转不变技术辨识出系统降阶模型及相关振荡频率,再基于线性矩阵不等式的鲁棒控制设计方法,设计出针对不同振荡模式的多通道附加高压直流控制器。控制器利用平衡截断法进行降阶,兼顾了最优性能和鲁棒性能,且可以同时抑制低频振荡与次同步振荡。控制信号经巴特沃兹滤波器后由各通道明确定位,降低了控制器间的相互影响。最后,设计了传统比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)控制器进行比较。仿真实验表明,多通道鲁棒控制器对于多种振荡模式的同时抑制效果良好,具有较强的鲁棒性,同时控制器采用输出反馈形式,便于工程实践。

采用时域测量矩阵的压缩感知稀疏信道估计方法

针对传统最小二乘和伪随机序列相关信道估计方法在稀疏信道应用时估计精度差的问题,提出一种采用时域测量矩阵的压缩感知稀疏信道估计方法.新方法首先将循环前缀单载波分块传输系统中的稀疏信道估计建模为一个典型的压缩感知问题,然后利用具有最优循环相关特性的伪随机序列优化构造确定性压缩感知测量矩阵,避免了使用随机测量矩阵造成的存储不便及估计性能差的问题,且提高了信道估计性能.基于准静态COST 207典型城市信道模型的仿真结果表明:该估计方法能够有效地降低稀疏信道的估计均方误差,在16dB处的误码率可达2×10-5,而相同情况下最小二乘信道估计方法的误码率只能达到3×10-3.

基于多导体传输线的中压电力线通信信道建模

信道特性是制约中压电力线通信技术应用的重要因素。为了实现高速和可靠的电力线通信,必须对电力线信道模型有充分的理解。根据自底向上建模方法的需要,首先求解了钢芯铝绞线的交流内阻抗和三相架空电力线路的单位长度参数矩阵。基于多导体传输线理论推导了均匀架空线路的传输矩阵,针对电力线通信中常用的耦合方式,计算了端口的电压、电流和阻抗。测量了配电变压器高压端口的阻抗,得到其阻抗矩阵和传输矩阵。基于网络级联建立了信道的总体模型,现场测试数据验证了信道模型的正确性。结合测试结果,分析了中压架空线路信道的阻抗和衰减规律,提出了电力线通信系统设计的建议。

基于随机矩阵理论的交直流输电通道线损大数据关联特性分析

基于随机矩阵理论对西电东送交直流输电通道线损率的关联特性进行分析。首先,利用线损大数据构建出实验矩阵数据源与对比矩阵数据源,并通过滑动窗口分别对这2类数据源进行滑动取样;其次,将平均谱半径作为关联特性的量化指标,计算出实验矩阵与对比矩阵的平均谱半径以量化线损率之间的关联特性;最后,对南方电网"八交八直"输电通道的线损大数据进行分析,结果表明所提方法能定量描述线损率与状态量及不同通道的线损率之间的关联特性。

一维光子晶体多缺陷耦合的多通道滤波

利用传输矩阵法研究了含有多个缺陷且缺陷等距分布的一维光子晶体的透射谱.通过计算一个由1/4波片堆组成5个缺陷的一维光子晶体的透射比,发现缺陷间的距离每增加1个周期,禁带中的5个透射峰均向中心波长靠近,且1号峰向长波方向移到距离增加前2号峰的波长处,5号峰向短波方向移动到距离增加前的4号峰波长处.通过镀膜工艺,制备了这种缺陷结构,并用MP-5000分光光度计对其特性进行了测量.结果表明,实验结果与理论结果一致.缺陷层之间距离与透射峰位置的对应关系,对于多通道滤波器设计具有参考价值.

一种基于复式光子晶体的多通道红外滤波器

用LiF和si构成了一（ABBA）^n型光子晶体，考虑到材料的色散关系，对其透射特性进行了研究，结果表明：在44～46μm的范围内出现了若干透射峰，透射峰的数目k与结构周期数N问满足k=N-1的关系。入射角增加，各透射峰的位置红移，长波端透射峰的红移量比短波端的稍大，当入射角Θ≥45。时，短波端透射峰的透射率有所下降。两介质的几何厚度同时增加时，各透射峰的中心蓝移，对应的透射率不变；反之，其中心红移，且长波端透射峰的透射率下降。透射峰的以上特征为其实现多通道的红外滤波提供了理论指导。

非平行微带线间的串扰抵消研究

非平行微带线是印刷电路板（PCB）上不可避免的互连结构。针对PCB上非平行微带线间的串扰问题,用平行微带线近似非平行微带线,把平行耦合微带线间的串扰抵消方法应用到非平行耦合微带线中,提出了利用耦合传输线信道传输矩阵方法来进行远端串扰抵消,在对非平行耦合传输线信道传输矩阵进行特征值分解的基础上构建串扰抵消电路。仿真了非平行微带线间夹角分别为θ=3°、5°、10°时的串扰,结果表明,该方法可以有效改善非平行微带线上信号眼图的质量,串扰抵消效果良好。

基于相关矩阵的MIMO建模与仿真

随着信息技术的不断发展,频谱资源变的日益匮乏,而MIMO技术以其巨大的优势引起了学术界的广泛关注。通过研究MIMO信道的衰落特性与信道建模方法,进一步的分析影响MIMO无线信道性能的主要因素。本文对MIMO无线信道的基本原理、特性及应用进行了深入探究,并对MIMO信道建模理论和方法进行了分析,采用相关矩阵法建立合理的信道模型,并对角度功率谱、发射机和接收机的结构、多普勒功率谱密度、功率延迟等参数进行了合理化设置,最后对MIMO信道和高斯信道进行对比分析。

存在信道估计误差的DSTTD系统的性能分析

现有的双空时传输分集(DSTTD)系统研究主要基于完全信道估计,且信道估计总存在误差.为此,文中采用假定存在估计误差矩阵的分析方法考察信道估计误差对DSTTD系统性能的影响,发现统计判决量中的干扰矩阵是影响系统性能的主要因素,同等估计误差下独立同分布信道比相关衰落信道更能容忍估计偏差.仿真结果表明,不同情形下不同信道估计误差的误差矩阵对系统性能的影响与实际情况一致,从而验证了误差矩阵分析方法的正确性.

基于CAN总线的网络通信信道的建模与研究

随着汽车网络的快速发展对数据速率的要求越来越高,针对传统车载CAN通信系统,由于其信道带宽的限制不能满足快速数据传输速率的要求,为了解决其带宽的限制,提高数据传输速率,提出了采用通频带设计系统,通过使用传输矩阵和端口网络级联的方式,在总线型结构模式下对CAN通信系统通频带进行建模研究,同时对该系统在最差情况下最大总线线路长度和节点数进行分析与研究,最终实验验证了模型的正确性,从而为实际信道响应的测量节省了大量的时间,不仅能实现对CAN通信性能进行评估,而且能实现优化CAN总线网络的设计。

多信道传输下物联网通信数据抗干扰算法

物联网通信数据在多信道中传输时,通信频段可能受到其他数据的干扰,导致通信质量大幅度降低,因此提出多信道传输下物联网通信数据抗干扰算法研究。基于物联网通信数据传输平台,采用随机变量得到威希特矩阵的定义中心与定标常数,根据一阶Tracy-Widom分布的累计分布函数与第二类Painleve非线性微分方程的解,得出威希特矩阵特征值的极值约束条件,通过有限次的抽样数列,架构采集接收数据的协方差矩阵,从而分别得到数据分量与噪声分量采集的协方差矩阵,得出其极值约束条件,利用采集能量数列均值与定向信道采集时生成的能量均值,推导出其对应的分布特性,基于虚警概率辨别通信数据类型,完成通信数据抗干扰算法的设计。仿真结果表明,所提算法具有比较理想的干扰抑制性能和显著的稳定性。

n阶信道传输矩阵特征值分解的串扰抵消研究

为了减小高速互连下串扰对信号传输的影响,进行串扰抵消研究。针对一组n(n>3)条耦合微带线间的串扰问题,提出了4阶和5阶耦合微带线信道传输矩阵的简化形式,并在对其进行特征值分解后构建了串扰抵消电路,此电路可以有效改善信号眼图的质量。仿真结果显示,该方法在n=4和n=5条耦合微带线串扰抵消时效果良好。综合n=2和n=3时的仿真,结果表明,此方法可以推广应用到一组n(n≥2)条耦合微带线串扰抵消中。

干扰信道中ZF协作MIMO发射的性能分析

针对有协作反馈的多输入多输出(MIMO,multiple-input multiple-output)干扰信道,研究了迫零(ZF,zero-forcing)协作发射策略的性能。为了推导和速率(sum rate)与中断概率等性能指标的解析表达式,研究了在MIMO的维数趋向无穷时,各性能指标的渐近特性。利用随机矩阵理论,首次提出了迫零协作发射策略中等效矩阵所有特征值的一个渐近估计。并基于此推导了和速率的2个闭式表达式,同时还获得了和速率随着MIMO维数变化的缩放律。此外,利用多元统计中Wishart矩阵最小特征值概率分布函数的相关结论,推导了2种特例下的上述协作发射策略的中断概率表达式。仿真结果验证了所提的性能指标解析表达式不仅在大维的情况下成立,而且在中等维度下也是有效的。

TD-LTE非理想信道互易性下的下行单用户波束成形算法

在TD-LTE系统中由于上下行信道的时变特性、干扰非对称特性以及射频器件非对称特性会影响基于信道互易性的波束成形技术应用,降低系统增益。针对非理想信道互易性下的预编码矩阵设计问题,以最大化接收信号平均信干噪比做为目标函数,通过计算信道状态信息(CSI)估计值以及互易性误差的统计自相关矩阵,构造正则矩阵束,将最大化接收信干噪比的预编码矩阵求解问题转化为正则矩阵束的广义特征向量求解问题。计算机仿真验证了算法设计的预编码矩阵能有效增强系统的鲁棒特性。

某干相关雉阵的MIMO建槿与仿直

随着信息技术的不断发展，频谱资源变的日益匮乏，而MIMO技术以其巨大的优势引起了各个研究机构的广泛关注。要对MIMO无线信道传输理论、特性及关键技术进行深入探究，必须建立在能够合理反映MIMO传输环境及信道衰落特性的信道模型的基础上，通过研究MIMO信道的衰落特性与信道建模方法，进一步的分析影响MIMO无线信道性能的主要因素。本文对MIMO无线信道的基本原理、特性及应用进行了深入探究，并对MIMO信道建模理论和方法进行了分析，采用相关矩阵法建立合理的信道模型，并对角度功率谱、发射机和接收机的结构、多普勒功率谱密度、功率延迟等参数进行了合理化设置，最后对MIMO信道和高斯信道进行对比分析。

MIMO干扰信道中基于动态功率分配的干扰对齐方法研究

针对多输入多输出系统传输速率低误码率高的问题,提出基于动态功率分配的干扰对齐方法。该方法根据信道矩阵的迹给每个发送端动态的分配传输功率。同时,利用干扰对齐来减少其他发送端对接收用户的干扰。该方法通过联合优化功率分配和干扰对齐,最终提高了系统传输速率,降低了误码率。数值分析表明,该方法与等功率分配下的干扰对齐方法相比,系统的传输速率提高3～7 bps/Hz,同时误码率减少30%左右。

基于随机矩阵谱分析的特高压输电通道隐患自动检测方法研究

特高压输电通道隐患具有随机性,传统方法存在通道隐患检测准确率低、隐患种类鉴别能力差等问题,为此引入了随机矩阵谱分析法,检测特高压输电通道隐患.采用模块化设计方案完成隐患检测硬件框架设计,针对框架中节点能级间距难以计算的问题,引入随机矩阵谱分析方法计算节点能级间距;选择平均特征向量的谱半径作为线性统计特征向量,构建特征向量的随机矩阵,利用特高压输电通道故障区和非故障区电流信号频谱存在差异定位故障点,解决特高压输电通道隐患的随机性与位置不确定问题.仿真结果表明,所设计的基于随机矩阵谱分析的特高压输电通道隐患自动检测方法具有更高的通道隐患检测准确率,且能够准确地鉴别出隐患的类别,说明本文方法具有较好的监测效果.

基于信道传输矩阵逆矩阵减小微带线间串扰

针对现有串扰减小方法效果有限、成本高、资源消耗多等问题,提出了一种基于信道传输矩阵逆矩阵减小微带线间串扰的方法。该方法通过将信道传输矩阵化为单位阵来实现串扰减小。根据理论分析设计了该方法的电路结构。仿真结果表明,使用该方法进行串扰抵消后串扰幅度和抖动都有明显改善,且该方法的电路结构简单。

耦合传输线信道传输矩阵构建研究

从电磁场理论出发,研究印刷电路板上耦合传输线信道传输矩阵(CTL-CTM)的建立。根据耦合传输线的串扰模型,基于有限元法建立CTL-CTM。利用HFSS软件仿真建立的信道传输矩阵元素,与从电路角度建立的信道传输矩阵元素进行对比,结果表明两者基本一致,验证了从电路角度建立CTL-CTM的准确性和可行性,为基于CTL-CTM进行串扰减小方法的研究奠定了基础。