基于几何透视图像预处理和CNN的全景图像交通标志识别算法

为解决深度学习方法在高清全景图像中检测交通标志遇到图形处理器资源不足、小目标容易漏检、检测速度过慢等问题,采用小目标过采样训练数据生成方法、图像分块和几何透视检测预处理方法以及改进的轻量神经网络Improved-Tiny-YOLOv3,提出了一种基于深度学习的轻量级全景图像中交通标志检测方法。并在Tsinghua-Tencent 100K数据集上进行了实验,mAP值达到92.7%,在Nvidia 1080Ti显卡上检测速度可达到20 FPS,实验结果验证了所提方法的有效性。

MIMO探地雷达随机步进频信号旁瓣抑制

针对MIMO探地雷达中随机步进频信号的距离旁瓣较高的问题,提出了一种基于快速二阶锥优化问题的旁瓣抑制方法。该方法首先通过建立随机步进频信号模型对回波信号进行预处理,然后基于回波信号的旁瓣特点将旁瓣抑制问题转化为以信号的峰值旁瓣构建目标函数,以主峰损失、峰值旁瓣和积分旁瓣联合约束的二阶锥优化问题,最后使用内点法求解二阶锥规划问题,以此得到最优的旁瓣滤波器系数。仿真和实测数据处理结果表明,设计的失配滤波器能够在较低主峰损耗的情况下,有效降低峰值旁瓣电平和积分旁瓣电平,提高信号的主旁瓣比。该方法为MIMO探地雷达中的距离旁瓣问题提供了有效解决思路,有望在工程应用中提高探地雷达的性能。

小型高精度防撞雷达信号处理系统实现

针对国内汽车防撞雷达领域存在问题,研究小型化高精度防撞雷达信号处理系统实现方案,详细分析信号处理流程,确定合适的雷达信号处理方法。结合系统结构和处理方案计算出适合驾车环境的系统参数,通过系统仿真验证其有效性。并在小型化和低成本的条件下,提出基于Super-SVA方法实现目标距离分辨率的提高。确保雷达系统不会因为成本问题限制其检测性能。最后,对实例化样机进行外场功能测试,测试数据分析结果验证了系统方案的可行性。

无线自组网语音通信终端设计

针对目前国内矿井下语音通信不够灵活或者通信系统成本过高的情况,设计了一种低功耗、低成本、使用灵活高效的手持式语音通信终端。通过采用ZigBee自组网技术灵活搭建通信网络,多跳延伸通信距离,并且针对ZigBee由于传输速率低的而不能很好传输语音的问题,本设计使用IMA-ADPCM算法进行语音压缩以保证高通话质量的前提下适应ZigBee的低传输速率特性。经试验证明,本语音通信终端功耗可低至0.63 W,在井下点对点通信距离可达到28.76 m,语音信号传输平均误码率仅为1.95%。

一种电流失配自适应补偿宽带锁相环设计

针对宽带自偏置锁相环(PLL)中存在严重的电荷泵电流失配问题,提出了一种电流失配自适应补偿自偏置锁相环。锁相环通过放大并提取参考时钟与反馈时钟的锁定相位误差脉冲,利用误差脉冲作为误差判决电路的控制时钟,通过逐次逼近方法自适应控制补偿电流的大小,逐渐减小鉴相误差,从而减小了锁相环输出时钟信号抖动。锁相环基于40 nm CMOS工艺进行设计,后仿真结果表明,当输出时钟频率为5 GHz时,电荷泵输出噪声从-115.7 dBc/Hz@1 MHz降低至-117.7 dBc/Hz@1 MHz,均方根抖动从4.6 ps降低至1.6 ps,峰峰值抖动从10.3 ps降低至4.7 ps。锁相环输出时钟频率为2~5 GHz时,补偿电路具有良好的补偿效果。

应用于毫米波段的宽带波束调控超表面设计

毫米波段因其较高的数据传输速率和较大的容量而备受关注。为满足现代通信系统对宽带、波束偏转和高辐射效率等天线需求,本文提出了一种工作在88.5~94.6 GHz频带范围内的石墨烯-金属复合结构超表面。该超表面通过调节石墨烯的费米能级,对超表面单元的反射相位进行实时调控编码。调整金属层结构尺寸,可以调制不同编码状态下超表面单元的相位、幅度响应以及编码频段范围。经优化设计,在石墨烯费米能级分别为0 eV和1 eV时,编码超表面单元在88.5~94.6 GHz的宽频带内具有180°±20°的反射相位差,并且反射幅度均大于0.7。利用该单元设计了7×7的超表面,通过合理排布编码单元,可对毫米波段波束进行偏转和多波束切换等动态调控。实验结果显示,单波束最大偏转角度可达105°(-55°~50°),且可实现1~5个波束的切换。该超表面为多功能天线设计提供了新的解决方案,在高速无线局域网、车载雷达、卫星通信等领域具有潜在的应用价值,对毫米波段通信技术的发展具有重要意义。

多地址的时间型区块链隐蔽通信方法研究

针对现有的区块时间戳间隔隐藏方法所携带信息量低的问题,提出一种多地址的时间型区块链隐蔽通信方法。首先将密文拆分并由不同的地址来传输,地址的区块时间戳间隔表示密文分片的内容;然后接收方读取并统计这些地址所在区块的间隔;最后组合还原出密文。此外,针对时间型区块链隐蔽通信系统缺少隐蔽措施的问题,还提出了一种调整交易发起时间间隔的方法,以降低因隐蔽通信行为而导致地址呈现特殊性的概率。实验结果验证了在有n个地址参与情况下,所提方法的传输速率比基础时间型区块链隐蔽通信方法提升了约n倍。

基于softmax回归的通信信号循环谱的多分类识别方法

通信信号调制方式的自动识别在通信对抗领域中具有重要作用,同时也是未来认知无线电系统的重要组成部分,如何在日趋密集的信号环境中快速准确地识别多个混合通信信号是实现通信信号调制方式自动识别的重点。针对这种情况,以数字通信信号的循环谱为特征,通过构建softmax回归多分类识别器,提出一种基于softmax回归的通信信号循环谱的多分类识别方法。通过计算机验证不同条件下的算法性能,证明了该方法无需知道典型的数字调制信号(如ASK,BPSK,QPSK,16QAM,64QAM)的符号率、载频以及同步定时等先验信息,对它们组成的混合信号可以正确识别其中包含的每个调制信号的调制方式,并且识别速度较快。

不平衡馈电的宽带全向偶极子天线设计

为了实现在多频段下的无线通信需求,设计了一种宽带偶极子天线。天线由介质基板上下表面的一对多边形覆铜贴片组成,通过2对形状不同的偶极子实现宽频带辐射。天线使用SMA接头直接馈电,为了减轻不平衡电流对天线辐射性能的影响,在天线上表面添加三角形结构,在下表面进行开槽,以调整表面电流的幅值与相位。实测结果表明,天线在1.3~2.5 GHz电压驻波比小于2,且方向图具有全向特性,实测结果与仿真结果具有较好的一致性。该宽带偶极子天线具有质量轻、剖面低的特点,为多频段无线通信提供了一种可能的结构。

基于多参数融合的超宽带基站布设优化方法

超宽带室内定位精度受非视距传播(Non-Line Of Sight,NLOS)、多径效应、基站布设等因素影响,而这些因素均与基站的布设阵型有关.因此,本文提出一种基于位置精度稀释因子(Positioning Dilution Of Precision,PDOP)、到达时间差(Time Difference Of Arrival,TDOA)测量误差和克拉美劳界的基站布设优化数学模型,可用遗传算法和萤火虫算法等智能算法求解.理论推导和仿真测试表明优化后的基站布设阵型相较于传统的立方体8基站阵型具有更好的平均误差和方差.14.5 m×7.6 m×3 m展厅的实测实验结果表明,经过优化后的基站布设阵型定位精度提高了0.7132 cm,且方差减小了50.6496 cm^(2)具有较高的稳定性.

一种自适应可重构宽带低抖动锁相环时钟

为满足不同速率的串行收发数据采样需求,基于可重构电荷泵阵列设计了一种低抖动宽带锁相环时钟。根据锁相环倍频系数,自适应匹配电荷泵阵列输出电流,实现了较宽频率变换的低抖动输出时钟。锁相环时钟采用40 nm CMOS工艺设计,面积为367.227*569.344μm^(2)。测试结果表明,锁相环调谐范围为1~4 GHz,输出时钟均方根抖动为3.01 ps@1.25 GHz和3.98 ps@4 GHz,峰峰值抖动小于0.1UI。

基于可靠度差值特征的自适应判决多元LDPC译码算法

利用变量节点符号可靠度在迭代过程中的分布特征,提出了一种基于可靠度差值特征的自适应判决多元低密度奇偶校验(Low Density Parity Check, LDPC)译码算法。整个迭代过程划分为两个阶段,针对不同阶段节点可靠度的差值特征分别采用不同的判决策略:前期阶段,采用传统的基于最大可靠度的判决策略;后期阶段,根据最大、次大可靠度之间的差值特征,设计自适应的码元符号判决策略。仿真结果表明,所提算法在相当的译码复杂度前提下,能获得0.15~0.4 dB的性能增益。同时,对于列重较小的LDPC码,具有更低的译码错误平层。

AF-CenterNet:基于交叉注意力机制的毫米波雷达和相机融合的目标检测

对于自动驾驶领域而言,确保在各种天气和光照条件下精确检测其他车辆目标是至关重要的。针对单个传感器获取信息的局限性,提出一种基于cross-attention注意力机制的融合方法(AF),用于在特征层面上融合毫米波雷达和相机信息。首先,将毫米波雷达和相机进行空间对齐,并将对齐后的点云信息投影成点云图像。然后,将点云图像在高度和宽度方向上进行扩展,以提高相机图像和点云图像之间的匹配度。最后,将点云图像和相机图像送入包含AF结构的CenterNet目标检测网络中进行训练,并生成一个空间注意力权重,以增强相机中的关键特征。实验结果表明,AF结构可以提高原网络检测各种大小目标的性能,特别是对小目标的检测提升更为明显,且对系统的实时性影响不大,是提高车辆在多种场景下检测精度的理想选择。

车载雷达间干扰抑制方法研究

随着自动驾驶技术的发展,毫米波雷达成为了自动驾驶的一个关键传感器,由于车载雷达数量的增加,雷达间相互干扰是不可避免的,干扰可能会导致雷达检测性能降低,产生漏检和虚警的情况。为了解决干扰带来的问题,文中采用了一种在时-频域中使用经验模态分解和卡尔曼滤波相结合的干扰抑制方法。首先将时域干扰信号通过短时傅里叶变换转换到时-频域;然后将时-频域信号进行经验模态分解,将干扰主导的本征模态函数中的干扰部分置零,并将干扰置零后的本征模态和目标信号主导的本征模态进行相加;最后通过卡尔曼滤波对信号进行重构。实验结果显示,该方法不仅能够降低频域中噪声,而且能够提高目标的信噪比,增加了目标被检测概率。

基于毫米波雷达的非视距目标探测和定位方法研究

隐蔽非直视目标探测和定位技术在城市巷战、安防、防暴等领域具有广泛的应用。本文针对L形非视距区域内单目标的探测与定位问题进行研究。首先,对雷达布设位置及可探测区域进行了分析;其次,针对共同可探测区域,设计了多路径联合检测器;最后,基于设计的多径雷达应用系统,利用所提检测定位方法进行实验验证。与现有研究相比,本文的创新点在于:在L形非视距场景下,对宽波束毫米波雷达布设位置及可探测区域进行分析并给出合理建议;其次利用所提多路径联合检测器将不同反射面的多条路径联合使用,提高了检测性能。本文通过实验验证了系统的可靠性及雷达位置对可探测区域的影响,通过仿真与实验探究了所提检测器的性能改善。

一种新的无线传感器网络中异常节点检测定位算法

无线传感器网络中异常节点检测是确保网络数据准确性和可靠性的关键步骤。基于图信号处理理论,该文提出了一种新的无线传感器网络异常节点检测定位算法。新算法首先对网络建立图信号模型,然后基于节点域-图频域联合分析的方法,实现异常节点的检测和定位。具体而言,第1步是利用高通图滤波器提取网络信号的高频分量。第2步首先将网络划分为多个子图,然后筛选出子图输出信号的特定频率分量。第3步对筛选出的子图信号进行阈值判断从而定位疑似异常的子图中心节点。最后通过比较各子图的节点集合和疑似异常节点集合,检测并定位出网络中的异常节点。实验仿真表明,与已有的无线传感器网络中异常检测方法相比,新算法不仅有着较高的异常检测概率,而且异常节点的定位率也较高。

组合字典下超宽带穿墙雷达自适应稀疏成像方法

针对现有超宽带穿墙雷达稀疏成像算法大多只采用点目标稀疏基表示模型和稀疏优化的正则化参数不能被自适应调整以及目标位置不在划分网格上带来虚假像的问题,该文提出一种基于贝叶斯证据框架的自适应稀疏成像方法。该方法首先利用组合字典独立稀疏表示场景中的点目标和扩展目标,然后在建立的偏离网格稀疏表示模型的基础上分层最大化各参数的似然函数,用第1层推理结合共轭梯度算法估计组合字典的各稀疏表示系数,用第2层推理估计正则化参数和目标的偏离网格量,最终通过迭代优化参数的设置得到问题的求解。仿真和实验结果表明,该方法不仅同时自适应增强穿墙场景中的点目标和扩展目标,还消除了偏离网格目标引起的虚假像。

一种基于石墨烯的超宽带吸波器

隐身技术对降低飞行器目标的雷达散射截面、提高飞行器目标的生存能力具有重要的意义和价值,而在飞行器目标上引入吸波器结构是一种重要的隐身手段.然而,目前已有吸波器的研究主要集中在单频或多频窄带方面.为了拓展吸波器工作频带,基于石墨烯材料提出了一种工作于S/C波段的新型超宽带吸波器模型单元,其中包含一个用石墨烯材料设计的方圆形双环周期结构.调节石墨烯的表面阻抗,使得吸收率超过90%的频带范围为2.1—9.0 GHz,相对带宽约为124%,实现了超宽带的吸波特性;鉴于模型的高度对称性,提出的吸波器模型表现出对入射波极化不敏感的吸波特性;在不改变模型结构情况下,调节石墨烯的静态偏置电场,亦可调控吸波器谐振在2.0—9.0 GHz频带范围内的任意频率点处,且达到超过99%的吸收效果.最后采用等效电路模型方法和波的干涉理论对其吸波机理进行深入研究与分析:从等效电路角度来讲,方形和圆形环分别引入高、低吸波谐振频率,二者优化叠加拓展了吸波带宽;从干涉理论方面来看,吸波器表面处的首次反射波与透射波的多次出射波形成较强的干涉相消现象,有效减少了吸波器的反射回波.

基于FPGA高精度微震信号采集系统设计

微震信号动态范围大、无法预知信号幅度,直接采样接收信号会造成较大信号失真,针对该问题设计了一种自动调节增益的微震信号采集系统。该系统实时快速地根据微震信号幅度变化自动调节放大器增益,将信号调节到A/D输入范围。滤波器设计采用抽取滤波的方法,先对信号过采样,然后使用抽取滤波器对信号进行滤波和抽取,将信号数据率降低到奈奎斯特采样率,这种方法降低了对抗混叠滤波器性能的要求。通过实验验证分析,该设计能采集动态范围可达136 dB,所采集到的信号信噪比高、失真度小。

基于无人机辅助边缘计算的收益策略优化研究

在移动边缘计算场景下,为移动设备提供卸载机会的MEC处理器安装在无人驾驶飞行器(UAV)上,来帮助覆盖区域内的用户设备(UEs)任务卸载,然后将计算结果返回,无人机在服务区域根据最短距离原则确定悬停位置和高度。考虑到每架无人机计算资源和能量有限,该文目标是在资源受限情况下给资源定价。给出用户和服务器的收益模型,证明用户收益函数是凸函数;围绕计算资源定价进行Stackelberg博弈,以迭代的方式确定每个用户的卸载迁移率和最终资源定价。仿真结果表明,在服务器收益和系统总收益方面获得了显著的提高,但是牺牲了任务平均能耗与平均时延。