Simultaneous wireless information and power transfer with fixed and adaptive modulation

Activating Wireless Power Transfer (WPT) in Radio-Frequency (RF) to provide on-demand energy supply to widely deployed Internet of Everything devices is a key to the next-generation energy self-sustainable 6G network. However, Simultaneous Wireless Information and Power Transfer (SWIPT) in the same RF bands is challenging. The majority of previous studies compared SWIPT performance to Gaussian signaling with an infinite alphabet, which is impossible to implement in any realistic communication system. In contrast, we study the SWIPT system in a well-known Nakagami-m wireless fading channel using practical modulation techniques with finite alphabet. The attainable rate-energy-reliability tradeoff and the corresponding rationale are revealed for fixed modulation schemes. Furthermore, an adaptive modulation-based transceiver is provided for further expanding the attainable rate-energy-reliability region based on various SWIPT performances of different modulation schemes. The modulation switching thresholds and transmit power allocation at the SWIPT transmitter and the power splitting ratios at the SWIPT receiver are jointly optimized to maximize the attainable spectrum efficiency of wireless information transfer while satisfying the WPT requirement and the instantaneous and average BER constraints. Numerical results demonstrate the SWIPT performance of various fixed modulation schemes in different fading conditions. The advantage of the adaptive modulation-based SWIPT transceiver is validated.     

一种加载铁氧体磁环的高功率宽带巴伦

针对高功率天线的差分馈电和阻抗匹配问题,文中提出了一种基于同轴线结构加载铁氧体磁环的宽 带巴伦模型。双同轴线具有阻抗变换功能和较好的功率承载能力,铁氧体磁环改善了巴伦在低频时的输入匹配和 两个输出端口不平衡度。仿真和实测表明,此巴伦在0. 05~1. 24 GHz 内回波损耗低于-10 dB,去除3. 0 dB 系统插损 后单端插入损耗在1. 5 dB 以内,两端输出的相位不平衡度在5°以内,幅度不平衡度在2%以内。通过分析巴伦的电 磁热损耗场、温度场和应力形变场,验证了巴伦在高功率馈电下的工作性能,结果表明此巴伦在工作频带内能够承 受500 W 的功率。     

基于曲线拟合的毫米波雷达安装角度校准方法

毫米波雷达的安装角度校准是雷达正常使用并与摄像头进行数据融合的重要前提,雷达安装角度偏 转过大会导致雷达数据与摄像头数据融合失败,影响高级驾驶辅助系统(Advanced Driving Assistance System,ADAS) 的正常使用。文中提出一种基于曲线拟合的毫米波雷达安装角度校准方法,当车辆在道路上行驶时辅以车辆输入 的车速和偏航角信息,通过2000 个静止点进行曲线拟合得到雷达需要补偿的角度。相较于选择有护栏的道路进行 绕行和在标定场地部署角反射器进行安装角度校准的方法,这种方法适用的场景种类更多并且校准时间从15 分钟 以上缩短为5 分钟以下。经过实验验证,在花费更短时间完成校准后,校准精度与其它自校准方法相同为±5°。     

5G 功放DPD 的FPGA 宽带实现及自动优化

5G 宽带功放数字预失真器(DPD)的FPGA 实现过程中,常遇到数字处理带宽不够和资源有限问题,对 此,文中提出一种基于双路并行数据流的数字预失真带宽扩展方法和基于Zynq Ultrascale+ MPSoC 的自动化模型优化 验证方法,可快速实现对5G 宽带功放线性化方案的优化。使用该并行处理结构的数字预失真器,克服了数字电路最 大时钟频率造成的对FPGA 线性化带宽的限制,使得数字预失真电路在每个时钟周期内可以处理更多的数据,不仅有 效地增加了数字处理带宽,而且降低了DPD 的功耗。然而,这种带宽增加以消耗更多硬件资源为代价,对此,文中同时 提出了对预失真非线性模型的在线自动优化方法,以简化非线性模型、降低DPD 的硬件资源开销。最后,在Zynq Ultrascale+ FPGA 实验平台上实现了具有两路并行数据处理的I-MSA 自优化数字预失真电路,采用100 MHz 的5G 新无 线电(NR)信号在2. 6 GHz 功率放大器上进行线性化实验验证,获得了满意的预失真性能,验证了所提方法的有效性。     

多功能射频综合系统中的电磁协同北大核心CSCD

限定时空条件下,射频综合系统有效发挥多功能效应的实质是实现系统多功能协同高效运行,而制约其协同高效运行的瓶颈是特定时空条件下可用的电磁资源。电磁资源的高效利用依赖电磁协同,是按照任务要求及限定条件,在时间、频率、空间、能量多个维度寻求构建电磁协同自组织结构的最优解,并确定具体任务时空下有序运行自组织结构的驱动方式,按照求解出的电磁资源动态分配结果,执行任务,使系统电磁效应在任务牵引下受控。电磁协同服务于多功能射频综合系统融合,可以有效利用、管理战场电磁环境,高效提升多功能射频综合系统的运行效率。本文从多功能射频综合系统融合运行之瓶颈、电磁协同概念和电磁协同方法三个方面论述电磁协同的核心要点,期望为实现多功能射频综合系统融合运行提供可行的技术途径。     

等离子体限幅器对雷电防护效果的试验分析北大核心CSCD

雷电对于各类装备及民用系统的电子设备有着极大的破坏作用,引起射频系统损坏的主要为感应雷,而现有的设备无法满足射频系统的防雷需求。文章对微波防护用等离子体限幅器的雷电防护特性进行了研究并开展了相关试验,结果表明,等离子体限幅器可以起到雷电防护的作用,对于感应雷电波形的幅值及波形均有着一定的限制,在等离子限幅器后接入PIN限幅器所形成的级联防护器件对后方的电路起到了有效的防护作用。     

宽频带圆极化缝隙螺旋天线的设计

研究了一种宽阻抗带宽和宽圆极化轴比带宽的缝隙螺旋天线。天线印制在由FR4 介质基板构建的 方形柱状结构的内外表面,两组长短不同的缝隙螺旋臂印制在介质基板外表面并延伸至天线顶部;一条弯折的微带 线作为馈电网络印制在介质基板内表面,通过对各缝隙耦合馈电,实现天线宽阻抗带宽和轴比带宽。实测结果表 明:天线尺寸为0. 111λ0 ×0. 111λ0 ×0. 221λ0(λ0 为北斗B2 中心频率1. 207 GHz 对应的自由空间波长),S11 ≤ -10 dB 的阻抗带宽为1. 158~1. 778 GHz,轴比≤3 dB 的圆极化带宽为1. 133~1. 918 GHz。该天线采用缝隙螺旋结构,通过 简易的馈电网络实现天线小型化和宽频带特性,在卫星导航系统中具有较好的应用前景。     

一种具有不同功分比的同相平衡至单端式功分器北大核心CSCD

提出了一种具有同相输出和不同功分比的平衡至单端式功分器。该功分器由±90°和180°传输线以及一个电阻构成,能够实现对差模信号的不同功率分配。其电路参数通过S参数的约束条件进行求解。为了减少尺寸并增大最大功分比至11.6∶1,提出了两种耦合结构来实现-90°传输线结构。最终设计了功分比为1∶1和7∶1的两种原型,最小插入损耗为0.3~0.4 dB,并与现有设计进行了比较。实测工作带宽(S_(ddAA)<-20 dB)分别为14.3%和11.1%。在工作频带内,隔离和共模抑制均高于20 dB,两个输出端口之间的相位差为0°±5°。因此,所提出的具有不同功分比的设计具有尺寸小、共模抑制、易于同时与平衡和单端电路集成等优点。     

预估型氨法脱硫控制系统研究

燃煤发电系统中氨法脱硫控制系统具有时变、大延时、大惯性的特点。针对典型的大延迟系统,文中提出基于Smith预估器的脱硫控制系统,通过抵消系统被控对象中的纯滞后环节来提高系统的实时性。Smith预估器依赖准确的PID模型,系统中PID参数整定仍存在不确定性。利用SOA算法对PID参数进行整定,将绝对误差积分ITAE作为适应度函数,通过对适应度值的不断寻优,找到最佳的比例积分微分系数组合。仿真结果表明,相较于Smith预估器控制下的脱硫系统,基于SOA的Smith预估PID控制系统跟随性好且反应迅速,调节时间缩小为原来的9%,峰值时间缩小为原来的5%,具有较小的超调量,系统的实时性和稳定性得到保证。上述结果证明该算法对工程控制系统有效,并具有良好的应用前景。     

基于深度学习的基金客服情绪安抚算法

构建基金智能客服情绪安抚算法,增加人性化设计以有效提升客户使用体验。由基于OCC模型的情绪粗粒度分类得到有负面情感的文本信息,对该文本信息进行相关处理,而后基于SVM模型进行情绪细粒度分类,得到文本的负面情绪类别并在囊括专业知识和情绪应答的基金领域知识库中匹配答案和情绪应答语句,将查询结果展示给客户。