检索结果-南通市图书馆

作者：刘煜山东大学

学位级别：硕士

随着光纤接入网、数据中心、第五代移动通信技术的快速发展,光通信市场对高速率、大功率、低成本的光源的需求日益增长。半导体激光器因其成本低、功耗小、体积小的优势,常被用作光纤通信系统中的光发射器件,因此设计性能优良、可靠性... 详细信息

随着光纤接入网、数据中心、第五代移动通信技术的快速发展,光通信市场对高速率、大功率、低成本的光源的需求日益增长。半导体激光器因其成本低、功耗小、体积小的优势,常被用作光纤通信系统中的光发射器件,因此设计性能优良、可靠性高的半导体激光器对于现代光通信的发展具有重大意义。在半导体激光器的制造过程中,芯片测试是必不可少的环节,若芯片性能未达到生产要求,则需对问题参数进行提取,该过程对激光器的性能优化与可靠性验证具有重要指导意义。对于半导体激光器的参数提取过程,传统的方法是基于激光器的数值仿真程序,利用局域搜索的方法对方程进行迭代计算来寻找与目标函数拟合度高的结果,但这种方法存在计算量大、耗时长且易收敛于局部最优值的特点。本文提出一种基于遗传算法的半导体激光器参数提取方法,在实现全局搜索的同时减少仿真的时间,可以提高参数提取的精确度与效率,通过对参数提取结果进行统计与误差分析,验证了本文方法的有效性,具体工作归纳如下:(1)验证了激光器的一维时域行波模型(Traveling wave model,TWM)。首先介绍了TWM中的行波光场方程、载流子速率方程、材料增益经验公式以及对自发辐射噪声源的处理方式,然后使用分布交替法、显式欧拉法分别求解光场方程和载流子方程,最后将计算结果与参考文献结果进行比较,以此证明本文TWM的准确性。(2)验证了激光器的一维频域模型(Transfer matrix method,TMM)。首先结合***和***二人关于激光器传输矩阵的研究,推导出了计算激光器光谱的TMM,然后使用该模型计算激光器腔中心引入不同相移、高反端引入不同相位的光谱,最后给出光谱计算结果的理论分析,以此证明本文TMM的准确性。(3)提出了一种基于遗传算法的半导体激光器参数提取方法。首先利用该方法对预设激光器光谱进行参数提取,得到激光器无注入时的等效折射率neff、光栅耦合系数κ和端面反射率rL、rR的值,然后利用提取的参数进行数值计算,并将计算结果与预设光谱进行比较,以此证明方法的可行性。最后,将此方法用于实验测试光谱的参数提取,并将结果与传统数值参数提取方法的结果进行比较,以此证明了该参数提取方法的仿真结果在精度上比传统方法更高,具有有效性与实用性。

关键词：半导体激光器参数提取遗传算法光谱拟合

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微波滤波器参数提取中的关键技术研究

微波滤波器参数提取中的关键技术研究

作者：吴雪松西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着无线通信技术的飞速发展,微波滤波器作为无线通信系统中不可或缺的重要器件,其生产需求日益增加,其物理结构趋于复杂化和多样化以满足日益严苛的性能要求。从微波滤波器指标确定到成功完成生产是一个相当复杂的过程,其中调试是所有... 详细信息

随着无线通信技术的飞速发展,微波滤波器作为无线通信系统中不可或缺的重要器件,其生产需求日益增加,其物理结构趋于复杂化和多样化以满足日益严苛的性能要求。从微波滤波器指标确定到成功完成生产是一个相当复杂的过程,其中调试是所有生产环节中所占时间比重最大的环节,调试成本在滤波器生产成本中占有重要地位。随着生产规模的逐渐扩大和微波滤波器结构的不断创新,单纯依靠经验的人工调试带来的时间成本和人力成本都逐渐变得不可接受。为了减少成本、提高利润、在日趋激烈的市场竞争中占据优势,能够对调试元件选择和步进量大小进行有效指导的参数提取算法受到的关注与日俱增。为了提高参数提取算法的准确性、稳定性和普遍适用性,微波滤波器参数提取中的关键技术是本文研究的重点。本文的主要工作是研究了损耗、端口参考相位、寄生耦合等制约参数提取以及计算机辅助调试技术准确性的关键问题的来源和影响;归纳了解析法参数提取和优化法参数提取的优势和劣势,探究了不同种类参数提取方法扬长避短结合的可能性;对微波滤波器参数提取中的关键技术进行了改进和创新,使提取算法更加准确和稳定,从而提高了调试过程的效率,并让自动调试成为可能。本文的主要成果是创新地提出了三种方法。基于实频域拟合的耦合矩阵提取方法,通过保证拟合函数的物理可实现性使得建立的数学模型更加稳定,通过复数极点映射方法使得提取过程更为合理,此方法对无载品质因数不均匀滤波器的数据具有良好的处理能力;基于赝全通函数提取技术的参数提取预处理方法,通过分析近似函数拟合精度和滤波器阶数限制之间的矛盾,提出了利用赝全通函数相位特性对参考相位进行补偿的方法,此方法能够简洁高效地对实测数据中端口参考相位的影响进行预处理;基于自适应采样策略的优化法参数提取,利用解析法产生的较高质量提取结果,克服了矩阵优化方法依赖初始值的问题,并通过自适应采样策略改善了优化过程的效率和准确度,此方法为精调阶段中寄生耦合元素的处理提供了一种新思路。经过应用实例检验,上述三种方法对损耗、端口参考相位和寄生耦合问题有一定的处理效果。三个应用实例中频率响应数据的来源分别为等效电路仿真、EM电磁模型仿真和滤波器实物,这验证了所提方法在不同应用场景中均可以提升参数提取过程的准确性、稳定性和普遍适用性。

关键词：微波滤波器参数提取耦合矩阵矢量拟合法参考相位

纳米级磁隧道结器件模型的建立及关键参数提取的研究

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纳米级磁隧道结器件模型的建立及关键参数提取的研究

作者：王曼曼江南大学

学位级别：硕士

磁随机存取存储器(MRAM)具有数据非挥发、低功耗、高集成度等优点,是理想的下一代存储器。磁隧道结(MTJ)是MRAM至关重要的核心器件。该器件具有典型的三明治结构,在工作过程中通过控制自由层磁矢方向来进行相应信息的存储。为了达到MRA... 详细信息

磁随机存取存储器(MRAM)具有数据非挥发、低功耗、高集成度等优点,是理想的下一代存储器。磁隧道结(MTJ)是MRAM至关重要的核心器件。该器件具有典型的三明治结构,在工作过程中通过控制自由层磁矢方向来进行相应信息的存储。为了达到MRAM集成电路设计和仿真的要求,迫切需要能够准确反映MTJ器件静态和动态特性的高精度模型。MTJ器件模型方面的研究已经成为自旋电子学领域的研究热点内容之一。本论文基于对MTJ器件基本性能的研究,首先研究了MTJ的尺寸效应及其对写错误率的影响,在模型中调整了热稳定性因子项,调整后的模型能够正确反映电压相关的写错误率随尺寸变化的趋势;然后对垂直形状各向异性(PSA)的双势垒(DB)MTJ和电流诱导畴壁运动(CIDWM)的MTJ这两种新型MTJ器件进行建模工作,所建模型能够准确反映出新型MTJ器件的特性;最后开发了一种新型参数提取工具,利用该工具,能够确定MTJ模型的关键参数,从而提高模型的精度,在该工具帮助下得到的仿真结果与实验数据具有良好的一致性。本论文的主要研究内容包括以下几个部分:(1)针对已有模型未考虑纳米器件的尺寸效应问题,提出了通过调整热稳定性因子项的方法,将器件写错误率的尺寸效应反映在模型中。基于模型,在不同的器件尺寸下进行仿真,结果证明,修正的模型能够正确模拟电压相关的写错误率随尺寸变化的趋势,同时研究了电阻、临界电流、翻转时间、写错误率等特性随MTJ器件尺寸变化的趋势。(2)针对两种新型MTJ器件(PSA DB-MTJ器件和基于SOT和DMI驱动的CIDWMMTJ器件)现有模型不完善的问题,提出了相应的模型修正方案。在PSA DB-MTJ器件的建模中,首先基于动态模型得到写错误率的结果,然后提取出器件的临界开关电流密度的数值,通过这种方法提高了模型的仿真精度;在CIDWM-MTJ器件的建模中,结合了SOT翻转机制、界面DMI作用和CIDWM动力学,所建立的模型能够较精确反映器件的相应特性,该器件在模拟全自旋神经网络方面有巨大应用潜力。(3)基于所开发的MTJ器件模型,在模拟脉冲神经网络(SNN)方面开展了相应的研究工作。首先研究了MTJ与脉冲神经元、MTJ与突触之间的相似特性,然后利用MTJ模拟的突触和MTJ模拟的后神经元(POST)构成一个简化SNN,并将该SNN成功应用于图像识别问题中。(4)针对模型精度低、模型参数理论化的问题,开发了一种能够精确提取MTJ器件模型关键参数的工具—MPT工具。该工具主要有两个功能:参数提取和参数优化,其中参数优化采取了模拟退火优化算法。在该工具帮助下得到的仿真结果与实验数据之间的偏差大大降低。利用目标函数描述实验数据与仿真结果之间的偏差,对于垂直型单势垒MTJ(P SB-MTJ),目标函数值从0.3231降低到0.0022,对于PSA DB-MTJ,目标函数值从0.2378降低到0.0500。

关键词： MTJ 器件建模尺寸效应脉冲神经网络参数提取

基于小角X射线散射的纳米结构形貌参数提取方法研究

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基于小角X射线散射的纳米结构形貌参数提取方法研究

作者：马健源华中科技大学

学位级别：硕士

半导体关键尺寸的逐渐缩小及结构的越发复杂对半导体测量技术提出了新的挑战,限制了半导体行业的发展。为了解决现有挑战性问题以提升生产良率,迫切需要新的计量技术,国际半导体路线图指出小角X射线散射测量是未来最有潜力的测量方法之... 详细信息

半导体关键尺寸的逐渐缩小及结构的越发复杂对半导体测量技术提出了新的挑战,限制了半导体行业的发展。为了解决现有挑战性问题以提升生产良率,迫切需要新的计量技术,国际半导体路线图指出小角X射线散射测量是未来最有潜力的测量方法之一。小角X射线散射测量是传统光学散射技术缩小波长,向X射线延伸的结果,所以本质上也是一种所见非所得的测量方法,因此需要快速、准确及鲁棒的参数提取方法。为此,本文针对小角X射线散射测量参数提取方法开展研究工作。本文的主要内容和创新点如下:(1)针对典型光栅面型,理论推导了其X射线散射强度同其电子密度自相关函数间的映射关系,给出了从X射线散射图谱中直接提取光栅结构形貌参数的解析公式,仿真实验验证了所推导公式的正确性。(2)研究了小角X射线散射测量的基于模型纳米结构参数提取方法,定义了基于模型的纳米结构参数提取过程中的评价函数形式,针对典型光栅结构的仿真结果表明,所提出的参数提取方法可以实现所有形貌参数的准确、鲁棒提取。(3)基于上海同步辐射光源散射线站,针对典型光栅结构开展了测量实验,利用所提出的两种参数提取方法对测量数据进行了分析,并同穆勒矩阵椭偏仪和原子力显微镜的测试结果进行了对比,验证了所提出的参数提取方法的有效性。本文所研究的两种参数提取方法可以应用于小角X射线散射测量。随着后续的发展和完善,可以为纳米结构小角X射线散射测量提供快速、准确及鲁棒的参数提取方法。

关键词：纳米结构结构测量小角X射线散射参数提取

基于激光点云数据的单木分割与结构参数提取研究

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基于激光点云数据的单木分割与结构参数提取研究

作者：华周阳南京林业大学

学位级别：硕士

行道树空间结构信息采集是城市生态建设工作中的重要环节。手持式激光雷达(LiDAR,Light Detection and Ranging)以一种自下而上的采集方式获取目标物体的空间点云分布,穿透能力强且采集数据精度高,能够快速且准确地获取林木空间结构信息... 详细信息

行道树空间结构信息采集是城市生态建设工作中的重要环节。手持式激光雷达(LiDAR,Light Detection and Ranging)以一种自下而上的采集方式获取目标物体的空间点云分布,穿透能力强且采集数据精度高,能够快速且准确地获取林木空间结构信息,展示树冠及其下部枝干信息。行道树激光雷达点云的分割是获取单木三维空间结构参数的基础。目前,单木分割方法主要是针对机载LiDAR点云,利用高程信息形成网格图进行分割,或使用冠层顶点作为种子点进行聚类分析,但这些方法容易忽视林下枝干信息。虽然侧视LiDAR(车载LiDAR和手持式LiDAR等)点云数据能全面地获取行道树冠层和林下信息,但数据缺失以及数据遮挡造成的林木空间结构混乱等问题使得侧视LiDAR树木点云的结构更加复杂,实现单木分割和参数提取更加复杂。针对上述林下信息缺失和树木点云结构复杂的问题,进行相关内容研究,主要工作如下:1、基于空间几何特征进行行道树场景点云的分类,获取树木部分,为后续单木分割做准备。为更加准确地对植被进行分类,本文研究基于几何特征提取和Fisher算法的点云分类,并提出两种新三维空间特征。分别采用地基式激光雷达和手持式激光雷达采集的点云数据对植被进行分类,验证了分类算法的鲁棒性。基于地基式激光雷达数据,提出的积面特征和指向特征通过Fisher算法计算出的权重分别为7.25和5.78,且积面特征的权重仅次于权重最大的点云协方差矩阵的特征值。加入新特征后树干、地面和灌木交界处的分类效果提高显著,总体分类精度提高了0.75个百分点。实验结果表明,所提新特征组合具有较高的Fisher权重,能够有效提高植被分类精度。对手持式激光雷达采集的数据进行分类也具有较好的效果,使用新特征后总体分类精度达到99.74%。2、提出一种基于维度转换的单木分割方法。基于点云几何特征分离出树木区域后,计算三维点云在二维平面的最佳投影,利用图像分割算法提取二维图像的单木边缘,并根据二维图像中单木边缘像素点匹配出对应三维点云轮廓作为最终的分割结果。对城市行道树的LiDAR数据进行实验,单木分割的精准度、召回率和质量分别达到91.67%、85.33%和79.19%,较基于CHM的单木分割方法提高2.70%、6.19%和7.12%。3、计算单木空间结构参数。利用单木分割结果,分别计算出树高和胸径,树高为分割结果点云Z坐标的最大值和最小值之差,胸径为距离树根1.25m、1.3m、1.35m处的胸高直径平均值。基于Graham的改进算法计算冠幅,将树木部分的正射投影图像进行简化后计算凸包,避免图像内部无效点的运算,以提高算法效率。为定量分析参数提取效果,分别对树高、胸径和冠幅的人工测量数据与算法提取结果进行线性回归拟合。树高的回归评价指标R=0.920,RMSE=0.261;胸径的回归评价指标R=0.985,RMSE=0.024;冠幅的回归评价指标R=0.914,RMSE=0.156。算法获得的空间结构参数与人工测量值差异小,其中胸径的准确度高于树高和冠幅。实验验证了参数提取算法的有效性和手持式LiDAR较强的林下信息获取能力。

关键词：激光雷达植被分类单木分割图像分割参数提取

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基于SAR海洋图像的内波特征与参数提取

基于SAR海洋图像的内波特征与参数提取

作者：魏永成南京理工大学

学位级别：硕士

海洋内波是海水内部运动的一种重要体现,对船舶航行、海洋生态学、海洋开发、海洋军事工程等具有重要的意义。遥感监测是海洋内波监测领域的主要观测方式,使用高分辨率合成孔径雷达(SAR)对海洋内波进行探测,使得内波在SAR海洋图像中呈... 详细信息

海洋内波是海水内部运动的一种重要体现,对船舶航行、海洋生态学、海洋开发、海洋军事工程等具有重要的意义。遥感监测是海洋内波监测领域的主要观测方式,使用高分辨率合成孔径雷达(SAR)对海洋内波进行探测,使得内波在SAR海洋图像中呈现为明暗相间的条纹,从而获取内波的空间和参数等信息。本文选取南海的SAR海洋图像为研究目标,从SAR成像原理出发,对海洋图像进行针对性滤波,依据海洋内波在SAR海洋内波图像中的呈现方式,研究海洋内波的提取与识别,最后利用经验小波分解提取内波参数。具体研究内容如下:(1)在SAR海洋图像进行内波检测前的预处理工作中,对于二维信息熵较小的原始SAR海洋内波图像,采用直方图均衡化和高通滤波算法相结合的方法对原始SAR海洋内波图像进行处理,对于二维信息熵较大的的海洋内波图像,利用偶数卷积核的方法来去除杂质,实现对海岸、礁石等信息的基本去除。针对不同程度的相干斑噪声的SAR海洋内波图像采取的不同滤波方法,利用基于shearlet变换的全变差正则化法对噪声方差较小的图像进行去噪;利用基于WNNM和FANS相结合的方法对噪声方差较大的噪声图像进行去噪,为后续内波的检测提供更高质量的图像数据。(2)针对SAR海洋图像中内波特征的提取。引入边缘检测中经典的Canny算子和基于阈值分割的Otsu算法,采用基于Otsu算法的Canny边缘检测,来对SAR海洋图像中的内波纹理进行提取。在完成内波纹理的提取后,通过连通区域过滤小面积区域法,去除图像中部分离散的噪声和非内波的边缘。再采用图像细化算法,将内波纹理在原始SAR海洋图像中用红色单像素线条标记出来。(3)针对SAR海洋图像中内波参数的提取。先从内波在二维水平面传播原理出发,由Kdv方程推导出内波波长与图像中明暗间隔之间的关系,为后面计算内波波长提供理论基础。然后在内波丰富处来截取多条内波的剖面数据,对其进行经验小波分解,克服经验模态分解法时产生的模态混叠以及分解不完备的缺点,最后利用经验小波分解后的数据对内波波长和传播方向进行计算和判断。

关键词：海洋内波 SAR图像特征提取参数提取经验小波变换

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单轨车辆线性建模的参数提取与自平衡控制

单轨车辆线性建模的参数提取与自平衡控制

作者：周全广东工业大学

学位级别：硕士

随着科学技术的快速发展,小型的电动平衡单轨车辆有望成为人们出行环保、廉价、安全的交通工具,进而解决汽车时代带来的空气污染、道路和停车场拥挤等一系列的社会问题。在单轨车辆自平衡控制领域的研究中,绝大多数采用的方案是基于非... 详细信息

随着科学技术的快速发展,小型的电动平衡单轨车辆有望成为人们出行环保、廉价、安全的交通工具,进而解决汽车时代带来的空气污染、道路和停车场拥挤等一系列的社会问题。在单轨车辆自平衡控制领域的研究中,绝大多数采用的方案是基于非线性动力学模型,使用机械飞轮等提供倾侧扭矩的设备来使车辆保持平衡。但是使用机械飞轮的方案不仅提高了车辆的功耗并且使其造价也大幅提高,不利于环保和产业化。因此,本文提出一种新的单轨车辆自平衡控制的方法。并且由于已知文献中没有基于线性化的动力学模型在不使用机械飞轮的情况下利用线性二次型调节器(Linear Quadratic Regulator,LQR)进行自平衡控制的方案,所以在不使用机械飞轮的情况下基于我们建立的线性化的动力学模型,为单轨车设计一种LQR控制器来实现对单轨车的自平衡控制具有创新性。同时利用matlab对设计的LQR控制器进行了仿真,并且搭建了单轨车物理样机来验证控制器的有效性。理论和实验都表明,我们设计的LQR控制器对单轨车辆系统自平衡控制有效,并且不需要飞轮等提供倾侧扭矩的设备。本文的主要研究内容如下:(1)描述了单轨车的结构并且分析了单轨车的自由度。通过建立了广义的坐标来描述了单轨车的一些几何参数,然后分析了单轨车与地面接触的完整和非完整约束,建立了单轨车辆的约束方程,通过拉格朗日法对单轨车辆进行动力学建模,利用数学方法消去了约束方程和拉格朗日因子得到非线性的动力学方程并且对其进行了线性化。(2)调研了常见的单轨车辆自平衡控制的方法的特性。根据单轨车建模的特性选择了LQR的控制方法为单轨设计控制器,通过数学推导为单轨车系统设计了LQR的控制器,并且对设计的控制器进行matlab仿真。(3)根据建模的参量设计了单轨车三维的结构模型,完成了单轨车各个硬件模块的选型并设计了单轨车的硬件系统,设计了各硬件模块的软件程序和整体的软件程序。完成物理样机的设计和开发。(4)基于我们设计的物理样机我们进行了单轨车控制的各个参数的提取,并且通过设计实验验证了我们提取出的参数的正确性为自平衡控制做好了基础。进行了单轨车的自平衡调试路测,通过慢速和快速两组自平衡控制实验,提取出了两组实验的参数,通过路测的观察和提取出的实验参数的分析对比得出我们控制方法的有效性。

关键词：单轨车辆线性模型自平衡控制 LQR控制器参数提取

基于电警数据的交通流特征参数提取及拥堵预测

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基于电警数据的交通流特征参数提取及拥堵预测

作者：张荣基山东理工大学

学位级别：硕士

随着我国经济和社会的迅速发展、城市化进程的加快,日益严重的交通拥堵问题逐渐引起人们的广泛关注,也成为了智能交通系统面临的关键挑战之一。准确有效的交通拥堵预测不仅能够及时反馈道路交通拥堵信息,而且能为拥堵治理提供参考依据... 详细信息

随着我国经济和社会的迅速发展、城市化进程的加快,日益严重的交通拥堵问题逐渐引起人们的广泛关注,也成为了智能交通系统面临的关键挑战之一。准确有效的交通拥堵预测不仅能够及时反馈道路交通拥堵信息,而且能为拥堵治理提供参考依据。而电警数据的出现,为全面、实时、连续的交通拥堵预测提供了新的思路和方法。为此,本文通过挖掘电警数据与交通流特征参数的内在关联,对交叉口流向供需失衡和路网拥堵预测方法进行深入研究,主要内容如下:（1）电警数据预处理及质量评估。本文结合实际情况对比分析电警数据中存在的数据冗余、数据异常和数据缺失等问题,从重复值、异常值和缺失值三方面提出了一套完整的数据预处理流程,并从数据整体性、车牌识别准确性、流量准确性和经过时间准确性四方面进行质量评估,保证了后续研究内容的可行性和研究结论的准确性。（2）交通流特征参数提取。本文将交通流特征参数分为交叉口和路段两种类型,并在完成预处理的电警数据的基础上,根据其特性及原理分别提取饱和车头时距、饱和度、排队长度、平均行程车速、路段平均延误和路段饱和度六种参数,为后续研究提供数据支撑。（3）城市交叉口流向供需失衡预测。本文首先针对交叉口流向供需失衡的特征进行分析,将流向不均衡系数确定为特征表征指标,根据交叉口进口道各流向的流量及绿灯通行时间确定其计算过程,进而提出了基于遗传算法和时间卷积神经网络的GA-TCN短时交通流预测模型,最后通过实例分析验证了GA-TCN模型的预测性能,并结合由电警数据提取的饱和度和排队长度,对流向供需失衡状态判别的准确性进行了验证。（4）城市路网交通拥堵预测。本文首先选取平均行程车速、路段平均延误和路段饱和度三个参数作为评价指标,然后为减少数据与实际路网点位的匹配工作,提出了基于道路相对位置的路网矩阵构建方法,并采用双层Conv LSTM神经网络分别对选取的评价指标进行预测,进而通过模糊综合评价法确定拥堵级别,最后通过实例分析验证了双层Conv LSTM神经网络的预测性能和路网拥堵预测的准确性,并分析了路网拥堵的演变规律。本文以电警数据为基础,通过对交通状态判别和交通预测的系统研究,形成了一个较为完整的交通流特征参数提取和拥堵预测体系,为城市交通拥堵治理、交通出行规划和管控措施制定等方面提供重要技术支撑。

关键词：电警数据交通流特征参数参数提取交通拥堵交通预测

交叠雷达脉冲信号调制识别与参数提取方法研究

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交叠雷达脉冲信号调制识别与参数提取方法研究

作者：王浩电子科技大学

学位级别：硕士

电子侦察作为电子战的重要组成部分,通过侦察接收机对敌方雷达信号进行分析以获取敌方作战情报,对战争的决策有着重要的作用。对敌方雷达信号进行调制识别与参数估计,可以获取敌方辐射源的工作模式以及作战意图等信息。然而,在雷达信号... 详细信息

电子侦察作为电子战的重要组成部分,通过侦察接收机对敌方雷达信号进行分析以获取敌方作战情报,对战争的决策有着重要的作用。对敌方雷达信号进行调制识别与参数估计,可以获取敌方辐射源的工作模式以及作战意图等信息。然而,在雷达信号脉冲流密集的背景下,不同雷达信号波形产生交叠,使得信号的调制识别与参数提取十分困难。针对雷达脉冲信号交叠情况下调制识别与参数提取困难的问题,本文开展了基于深度学习网络的调制信号识别与参数提取方法研究,主要研究工作如下:(1)针对雷达信号调制特征交叠的问题,分析了雷达信号的脉内调制特点,对雷达脉冲信号的交叠情况进行了分析研究;通过分析比较不同的雷达信号特征提取方法,实现了在交叠情形下雷达脉冲信号的时频特征提取,为后续雷达信号的调制识别以及参数提取奠定了基础。(2)针对交叠情况下雷达信号调制特征提取困难的问题,提出了基于多尺度特征提取的调制识别网络,利用多尺度特征提取模块、去噪模块以及自适应门限模块,分别实现了不同感知野时频特征的提取、噪声的抑制以及判决门限的自主学习;最终,将提取的信号高维特征映射到概率空间并与判决门限比较,实现交叠雷达信号的调制识别。(3)针对交叠情况下雷达信号参数提取精度差的问题,提出了基于语义分割网络的交叠雷达信号参数提取方法,利用通道重排方法以及识别结果过滤方法,保证了分割的细节准确性以及整体准确性;最终,获取到不同信号分割掩膜,并对掩膜进行压缩以及边缘提取,实现了雷达信号的脉宽以及带宽参数的准确估计。本文所提出的方法已通过仿真实验验证,证明了上述交叠信号调制识别和参数提取方法的有效性。

关键词：雷达信号调制识别参数提取卷积神经网络语义分割网络

室内毫米波3D-MIMO无线信道参数提取与多径分簇特性研究

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室内毫米波3D-MIMO无线信道参数提取与多径分簇特性研究

作者：黄晨曦重庆邮电大学

学位级别：硕士

毫米波通信技术和三维多输入多输出(Three Dimensions Multiple-InputMultiple-Output,3D-MIMO)技术是第五代(The Fifth Generation,5G)及第五代之后(Beyond 5G,B5G)无线通信两大关键技术,两者结合可以进一步提升通信系统容量、频谱效率和能量效率,但也会引入新的信道传播特性。揭示毫米波3DMIMO信道特性,构建高性能毫米波3D-MIMO信道模型的前提是准确提取无线信道参数和阐明多径分簇特性。然而,现有的参数提取与多径分簇算法的时空分辨率和准确度有待提高,适用性需进一步增强。鉴于此,本课题开展室内毫米波3D-MIMO无线信道参数提取与多径分簇特性研究,主要内容和创新点包括:(1)提出高分辨率的毫米波3D-MIMO无线信道参数提取算法。首先,针对现有毫米波信道参数提取算法分辨率不强、准确度不高和适用性不灵活的问题,通过改进频域信道模型,采用参数优先级的最大似然迭代方法,提出了一种适用于接收端为多天线的毫米波信道高时延分辨率的参数提取算法。然后,利用搭建的室内毫米波3D-MIMO信道测量平台,测量并获得了多径传播条件下三个用户的毫米波信道频域测量数据集。最后,通过研究三个用户的功率时延角度谱、时域和角度域信道衰落特性,验证了所提算法的准确性和适用性。结果表明,所提算法能够提升毫米波3D-MIMO信道多径时延参数提取的准确度,同时实现了随阵列大小增加而增加的多径时延分辨率。(2)提出基于谱聚类的双功率加权多径分簇算法。首先,针对当前毫米波3D-MIMO无线信道多径分簇算法准确性不高和局限性较大的问题,采用图划分方法进行信道参数初始化,通过在相似矩阵构建和特征值分簇过程中分别进行功率加权,设计出了一种基于谱聚类的双功率加权多径分簇算法。然后,结合信道测量数据集,深入研究了毫米波信道簇中心参数值、簇内时延扩展和簇内角度扩展等多径簇特性。最后,在不同接收端和不同天线阵列大小下,全方位地评估了算法准确性和适用性。结果表明,所提算法能够有效地提升毫米波信道多径分簇的准确性,适用于毫米波稀疏多径无线信道。(3)研究基于均匀圆阵的宽带毫米波无线信道时空参数提取方法。通过对比不同天线拓扑结构的无线信道特性,验证了基于均匀圆阵毫米波无线信道波束的稳定性。进一步地,通过传统巴特利特波束成形与频率不变波束成形模型,研究了圆阵宽带毫米波无线信道的频率-时延-角度多维特性,获得了毫米波信道的功率频率角度谱与功率时延角度谱,深入分析了两种模型的性能与不同场景下的适用性。

关键词：毫米波3D-MIMO 无线信道参数提取多径分簇信道测量