2012, 10(4):383-389.
摘要:随着多个领域对无线通信的速率要求越来越高,从几百Mbps到几十Gbps,高速无线通信成为通信技术的一个前沿研究热点,并取得了重要的研究进展。详细介绍了微波毫米波通信系统、光通信系统和太赫兹通信系统3类主要的高速无线通信系统各自的研究现状及取得的成果,分析了它们采用的技术路线,并比较了各系统的优缺点,其中重点关注了它们各自采用的调制解调方式,最后展望了高速无线通信技术进一步的研究方向。
2012, 10(4):390-395.
摘要:提出一种基于模数混合信道化宽带处理和实时流水处理技术的超宽带高速跳频信号实时非合作接收机结构,采用基于无盲区数字信道化、多通道数据融合的频率跳变时刻估计算法和针对差分相移键控(SDPSK)信号的实时解调方法,解决了超宽带高速跳频信号的实时解跳和解调难题。为进一步验证所提出结构和算法的有效性,设计并实现了一种针对2 GHz,20 000 Hop/s跳频信号的超宽带高速跳频实时非合作接收机。测试结果表明:该接收机能实现对超宽带高速跳频信号的实时解跳和解调。
2012, 10(4):396-400.
摘要:压缩感知的研究对象是稀疏性的信号,这和认知无线电理论中机会主义的频谱占用环境一致,压缩感知在认知无线电中的应用可以得到比传统的探测方法更灵活的解决方案。本文假设认知无线电环境中要探测的信号为一阶马尔可夫过程,通过贝叶斯推理实现信号的探测。这种概率模型可以用因子图来表示,在因子图中通过节点之间的信息传递来实现信号的感知和重建。节点之间的联系可以在因子图中产生环,从而可以得到一种迭代更新的算法。实现结果显示这种算法可以得到更好的性能。
2012, 10(4):401-405.
摘要:为了提高全球定位系统(GPS)信号短时中断时地面车辆自主导航精确度,提出了GPS信号中断时采用车辆不完全约束条件和里程仪速度信息作为量测,辅助惯性导航系统实现车辆航位推算(DR)自主导航的方案;推导了该方案的GPS/DR组合导航的卡尔曼滤波方程;并进行了计算机仿真研究和地面车载试验,结果显示GPS信号中断90 s,DR自主导航误差为20 m,能够满足部分地面车辆短时高精确度自主定位要求。
2012, 10(4):406-411.
摘要:对地面多目标的跟踪,由于地面目标的高机动性、杂波密集特点以及运动不确定性,交互式多模型联合概率数据关联无疑是一种好的跟踪算法,但是该算法需对与可行联合事件相对应的矩阵进行拆分,随着目标个数的增多,计算量会呈指数增长。为此提出一种基于模糊多门限的交互式多模型联合概率数据关联算法,该算法利用量测与目标的关联概率来替代可行联合事件概率的计算。Monte Carlo仿真结果显示了该算法在现实运动中的可行性和方便性。该算法减少了计算量,又改善性能,利用多模型特点解决了地面目标的高机动性所带来的运动模型匹配问题。
2012, 10(4):412-415.
摘要:从无人机数据链的需求出发,使用现场可编程门阵列(FPGA)实现判决反馈均衡器(DFE),以消除无人机数据链中的码间干扰。文中利用System Generator 对判决反馈均衡器进行建模,将模型转换为硬件,并通过硬件协调仿真在Xilinx virtex5 XC5VSX50T芯片上验证。仿真结果表明,在不同信道条件下,判决反馈均衡器能很好地克服码间干扰,适用于无人机信道。本文为无人机高速数据链均衡器的实现打下基础。
2012, 10(4):416-420.
摘要:利用Xilinx公司的FPGA器件,实现单载波频域均衡的算法。针对实现过程中资源消耗较多的问题,提出了基于快速傅里叶变换/逆快速傅里叶变换的突发实现方法和除法的查找表实现方法,并通过集成软件环境(ISE)软件内嵌的综合工具对整个系统进行综合,查看在使用此2种实现方法时的现场可编程门阵列内部的资源消耗,并将其与使用传统方法时的资源消耗情况进行对比,从而证实了此2种实现方法对资源的节约,同时对频域均衡系统进行了仿真,验证了方案的可行性。
2012, 10(4):421-425.
摘要:为了对地面某一区域在未来某一时段连续覆盖,需要对在轨卫星变轨,并计算变轨后的卫星轨道参数。基于在轨卫星部分轨道参数(椭圆轨道a,i,e,圆轨道a,i)和t时刻星下点的位置坐标及卫星的地面高度,计算卫星的6个轨道参数,从而得到t时刻对星下点位置为中心的区域覆盖所需要的卫星轨道参数。利用t时刻卫星在J2000.0平天球坐标系3个坐标轴的位置与速度分量计算其卫星轨道参数。用STK卫星工具箱软件6.0 高精确度轨道产生器仿真,输入所得的t时刻卫星轨道参数,运行STK 6.0得到的星下点位置与事先设置的星下点相距6.63 m,完全满足卫星对地面覆盖的需要。欲对该区域在t时刻以后的一段时间连续覆盖,所需要的卫星轨道参数可按共地面轨迹计算;通过STK 6.0 高精确度轨道产生器对计算得到的卫星轨道参数进行仿真,验证了计算结果的正确性。
2012, 10(4):426-430.
摘要:通信对抗仿真试验需要实时的干扰效果评估算法来满足动态试验过程的研究分析和试验效果的实时显示。提出了一种基于信号分析的通信对抗干扰效果评估方法,该方法将目标信号在复杂电磁环境中的信号特征参数识别误差,作为目标信号受干扰程度的评判参考,具有实时性好的突出特点,评估实例证明了该方法在一定信噪比区间内的有效性。
2012, 10(4):431-435.
摘要:频谱感知是认知无线电(CR)的关键技术之一。在该机制中,对主用户(PU)信号的可靠检测是实现CR的前提。提出一种基于自适应决策融合的合作频谱感知算法用于频谱感知,该算法通过估计PU的先验概率与各个CR用户(SU)的漏检及虚警概率,然后运用Chair-Varshney准则对局部判决进行决策融合以得到全局判决。仿真结果表明,采用该方案的全局虚警和漏检概率明显低于单个SU,可有效提高CR系统频谱感知的可靠性。
2012, 10(4):436-440.
摘要:讨论未知多边形室内环境下微型飞行器(MAV)的定位问题。利用惯性测量单元(IMU)测量飞行器运动参数,并计算飞行器的位置、航向。二维激光测距仪测量飞行器相对于障碍的位置,用迭代搜索/最小二乘算法匹配扫描数据,获得2次扫描的相对位移和转动。然后分析激光扫描匹配和惯性导航系统(INS)的误差,建立相应误差模型,并以此设计间接反馈校正Kalman滤波器。仿真结果显示,该激光/INS融合定位方法相比纯INS定位和无融合激光扫描匹配定位的精确度更高,并能将误差限制在一个较小的范围内。
2012, 10(4):441-445.
摘要:不同ZigBee联盟成员开发应用层框架通常运行于各自指定的微处理器芯片上。由于各联盟成员的ZigBee技术细节不同,导致设计和使用及日常维护ZigBee网络时会发生兼容性问题。为此提出了一种将ZigBee节点上测控部分和通信部分分离为独立模块的思想,可以使ZigBee节点的开发和维护更加灵活和便捷。设计以Microchip的开源ZigBee协议栈和PIC18F4620单片机为实验平台,研究开发了测控和通信两模块间的控制协议,并完成了实际测试试验。实验结果表明,功能模块分离式的设计能充分发挥测控部分的硬件资源优势,减少对协议栈单片机的资源占用,提高了网络节点的兼容性和日常维护和升级的便利性。
2012, 10(4):446-450.
摘要:反作用控制系统(RCS)技术是高超声速飞行器再入初期主要的姿态控制手段,与常规舵面操纵相比,RCS输出为一离散力矩,这给连续系统控制带来困难。基于RCS的离散工作特性,采用脉宽调制(PWM)技术设计控制器。首先把RCS当作连续力矩输出,在连续系统控制下进行姿态反馈律设计。然后再根据脉宽调制算法把连续的控制量调制成离散控制量,控制RCS开启状态和开启时间。并根据离散控制理论分析了PWM控制器的稳定性。仿真结果表明,PWM控制器能够保证控制的稳定性和±1°姿态控制精确度,并较好地实现RCS对飞行器姿态运动的控制。
2012, 10(4):451-455.
摘要:微波作为一种新型高效加热能源广泛地应用于众多领域。随着其应用的逐渐深入,微波所具有的优点越来越明显,并且已经在工业上产生了良好的经济效益。本文首先介绍了微波能应用机理与大功率微波源,综述了在工业领域内微波能应用的现状和进展,随后指出了微波技术现有的发展状况,并展望了国内微波能在产业方向上的应用前景。
2012, 10(4):456-459.
摘要:微波暗室为电磁波的定性分析或定量测试提供一个近似无反射的环境,当微波暗室内存在的反射不能忽略时,暗室墙面反射引起的多路径传输就会影响对测试结果的评定。在阐述比幅单脉冲测向原理的基础上,研究了由于暗室静区反射电平对雷达告警系统测向精确度的影响,建立了暗室静区反射电平与雷达告警接收机测向误差的关系模型,并且结合四元阵、八元阵、十六元阵说明了静区反射电平、来波方向与测向误差范围的关系。
2012, 10(4):460-464.
摘要:雷达信号处理(RSP)系统的实时性一直是系统设计者需要重点考虑的内容之一。为提高雷达系统的实时性,本文提出了一种基于多模式雷达的RSP任务模型,并根据DP-Wrap算法和流水处理的思想提出了一种高效的任务调度算法。研究了在本模型下影响系统最小处理时间的因素,给出了系统最小处理时间的精确表达式,并在此基础上进行数值仿真,给出了根据RSP任务选择处理器个数的依据。
2012, 10(4):465-469.
摘要:跟踪与数据中继卫星系统搭建了中低轨航天器及其地面站通信的桥梁,实现了信息的实时传输,并提高了突发事件的应对能力。为对跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)调度业务的质量以及效率进行有效评估,在STK功能和接口的基础上,提出了基于STK通信组件(STKX)的跟踪与中继卫星实时场景仿真及其原型系统实现的技术方法,设计并实现了中继卫星针对中继业务的运行可视化系统。仿真结果表明,基于STKX的仿真平台能够满足中继卫星地面终端对中继任务的实时任务监控以及业务调度评估需求。
2012, 10(4):470-473.
摘要:为了进一步改善战场侦察雷达对杂波的抑制能力,通过对递归与非递归动目标显示(MTI)滤波器的性能研究,总结了零级点对MTI滤波器性能的影响。结合战场侦察雷达的特性,设计了3种MTI滤波器模型。通过仿真分析其频谱特性和改善因子,结果表明,在不同的杂波背景下,选择设计相应的MTI滤波器,能够有效抑制杂波,并能得到较大的改善因子。
2012, 10(4):474-478.
摘要:针对国家现行频谱分析仪检定规程测量方法繁琐,不能适应数字式频谱分析仪检定要求等不足,研究了分辨力带宽、扫频宽度等参数检定的新方法,分析了频谱分析仪测量设置对测量结果的影响,并对新方法进行了实验验证。仿真结果表明,新方法在分辨力带宽等项目上具有相应的理论基础,新方法与现行规程规定的方法具有很好的一致性;频谱仪的测量设置直接影响测量结果的合格判定;在分辨力带宽等参数上,新方法可以替代现行方法,且具有方便快捷、易于自动化等优点。
2012, 10(4):479-483.
摘要:信号分选是雷达侦察系统中至关重要的环节,利用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现雷达信号分选对系统速度和可靠性的提升具有重大影响,为此提出了一种非处理器架构并完全基于FPGA器件的广度优先搜索邻居(BFSN)聚类分选算法实现架构。在Xilinx公司的Virtex 5 FPGA上进行了硬件实现,并通过软件仿真与硬件测试对架构进行了实验验证。实验结果证实,该架构可对5部模拟雷达信号进行有效且快速的处理,证明了基于FPGA的雷达信号分选实现在工程上的可行性与高效性。
2012, 10(4):490-494.
摘要:随着传感器微型化、智能化的不断发展,磁通门信号处理电路也从传统的分立元件、电路板向硅片方向发展。本文基于将磁通门传感器微型化的目的,提出了一种由Gilbert单元电路组成的模拟乘法器来实现相敏整流的方法。该电路采用0.6μm的BiCMOS工艺设计,利用Hspice进行仿真验证,结果表明:在温度-10 ℃~+50 ℃范围内,输出信号零位保持稳定;直流、基波(1 kHz)及三次谐波相敏整流后,输出直流分量小于3 mV,对奇次谐波有明显的抑制作用。
2012, 10(4):495-499.
摘要:分析CMOS IC封装材料自身辐射对器件的影响及封装对空间电离总剂量的屏蔽作用。采用仿真计算,给出不同封装材料与结构对空间电离总剂量的屏蔽效果,得到屏蔽性能最优的多层结构。试验结果表明:优化后的多层结构封装管壳对空间电离总剂量的屏蔽效果比常规封装管壳提高了一个数量级以上,经屏蔽加固后的常规电路可承受500 krad(Si)的电子总剂量辐照。
2012, 10(4):500-504.
摘要:通过在Gene-8315开发板上加载嵌入式VxWorks系统对USB摄像头驱动进行研究。介绍了嵌入式VxWorks系统和USB摄像头驱动结构的特点,分析了spca5xx下USB摄像头视频采集的过程,裁剪并移植了spca5xx下ZC030x系列摄像头的采集过程,实现了基于嵌入式VxWorks系统下对Logitech USB摄像头的驱动和视频采集,并在显示器上显示驱动的过程和采集的结果。最后给出了对USB摄像头视频采集包头数据的分析。
2012, 10(4):509-512.
摘要:针对管理信息系统中业务流程复杂,功能点多,场景复杂等特点,研究基于场景的信息系统黑盒测试方法,通过对系统的业务流进行分析,利用场景测试方法对待测系统进行场景分析和业务流程分析选择,确立管理信息系统集成测试和系统测试的用例设计方向,形成性价比高、覆盖全面的测试用例,最终从根本上降低测试成本,提高测试效率,为管理信息系统(MIS)的质量提供保障。
《太赫兹科学与电子信息学报 》官网
《太赫兹科学与电子信息学报 》公众号