Performance of Cross-Layer Design with Power Allocation in Space-Time Coded MIMO Systems

A cross-layer design（CLD）scheme with combination of power allocation,adaptive modulation（AM）and automatic repeat request（ARQ）is presented for space-time coded MIMO system under imperfect feedback,and the corresponding system performance is investigated in a Rayleigh fading channel.Based on imperfect feedback information,a suboptimal power allocation（PA）scheme is derived to maximize the average spectral efficiency（SE）of the system.The scheme is based on a so-called compressed SNR criterion,and has a closed-form expression for positive power allocation,thus being computationally efficient.Moreover,it can improve SE of the presented CLD.Besides,due to better approximation,it obtains the performance close to the existing optimal approach which requires numerical search.Simulation results show that the proposed CLD with PA can achieve higher SE than the conventional CLD with equal power allocation scheme,and has almost the same performance as CLD with optimal PA.However,it has lower calculation complexity.     

Performance Analysis and Power Allocation for Cooperative SSK System with Receive Correlation in Rayleigh Fading Channel

In this paper,the performance analysis of cooperative space shift keying(SSK)system with dual-hop amplify and forward(AF)in receive-correlated Rayleigh channel is presented. By means of the performance analysis,a closed-form approximate expression of the average bit error rate(BER)is derived for the performance evaluation.With this expression,in a high signal-to-noise-ratio(SNR)region,a tight closed-form asymptotic BER of the system is also derived. It can simplify the calculation of average BER and provide effective evaluation for asymptotic performance. By minimizing this asymptotic BER expression,a suboptimum power allocation(PA) scheme is developed,and the closed-form PA coefficients are obtained. Simulation indicates that the suboptimal PA scheme outperforms the conventional equal PA scheme,and its performance is very close to that of the exhaustive search based optimal PA scheme but with low complexity. Moreover,the system performance under the spatially correlated channel is worse than that in spatially independent channel due to the effect of spatial correlation.     

双重迭代置信传播空时编码调制及其在准静态MIMO衰落信道下的性能

提出一种结合低密度校验码和空时分组码的置信传播编码调制方案，并对其在准静态MIMO衰落信道下成对差错概率及最优星座选择进行了分析，并给出了相应的参考设计准则。为防止过多错误反馈造成译码失效，提出采用内、外双重迭代方式提高系统的鲁棒性。同时．由于该方案LDPC(Low—density parity—check)码校验矩阵作为迭代终止判决准则，使得迭代算法的平均复杂度降低。     

基于LDPC码的差分空时编码调制的联合优化

提出一种新的结合低密度校验码（LDPC）和差分空时调制（DSTM）的联合编码调制方案。该方案利用非正则LDPC码中不同度的信息节点具有不同纠错能力的特性,用一个分量码取代传统多级编码（MLC）方案中多个分量码,并通过特定的映射法则,使得系统可以同样逼近联合编码调制的信道容量,并具有更低的编译码复杂度。在分析和阐述了离散概率密度演化理论和多维线性空间极值问题的基础上,给出了适合于该方案的非正则LDPC码的搜索算法和搜索结果。同时仿真比较了不同星座和不同空时编码的选择对系统性能的影响。在准静态MIMO衰落信道下仿真结果表明．该方案能显著提高系统性能。     

GEO轨道兆瓦级空间太阳能电站接收整流技术研究

依据中国空间太阳能电站建设中远期规划和技术发展水平,预估兆瓦级电站发射天线口径为200 m左右,并根据收发天线口径尺寸的约束关系以与接收天线口径相关的波束收集效率和构建成本之间的矛盾为问题导向,通过研究不同口径的接收天线口面上功率密度分布,分析与之匹配的后端整流电路需求,给出了接收天线口径的优选过程。研究结果表明5 km为较合理的兆瓦级电站接收天线设计建设指标,且在整个接收整流阵列中仅需同一种整流器件,同样整流电路即可实现较高的整流效率,为实现兆瓦级空间太阳能电站（Space solar power satellite,SSPS）的演示验证系统论证提供了技术支撑。最后以此为基础研究了整流电路的设计实现,给出了适用于较低输入功率密度下提高整流效率的技术途径。     

相控阵超声检测方案设计关键技术及其在航空航天领域的应用

相控阵超声检测技术是一种多通道超声检测方法,与常规单通道水浸超声检测技术相比,检测方案的制定更加灵活也更加复杂。在针对复杂型面结构进行检测方案设计时,错误的检测方案将可能产生缺陷的误检、漏检等严重问题。为了针对航空航天领域广泛存在的复杂结构试件制定最优的相控阵超声检测方案,本文提出了一套针对复杂型面结构的相控阵超声检测方案设计流程,并对其中涉及的关键技术和应用进行介绍。首先,对流程框架进行总体概述,表明检测方案设计的重要性和必要性;然后针对其中涉及的5项关键理论方法的核心原理及用途进行介绍;最后搭建相控阵超声软硬件平台,实现上述关键理论方法,并用于航空航天典型结构件的检测研究。研究结果表明,所制定方案能够准确检出结构内部的预埋缺陷,满足被测对象的检测要求,并且所提出的检测方案设计流程及采用的关键理论方法有效地提高了检测方案的设计效率,对航空航天等重要领域复杂结构试件的检测应用具有一定的理论指导及应用价值。     

智能抛物面天线分层序列最优控制

为了保证大型天线结构的精度,可采用智能结构控制天线形变规律。这样可以大大降低结构的重量并使结构具有更高的形状精度。为使智能天线结构处于最佳工作状态,针对智能抛物面天线结构,建立了以反射面的半光程差的平方和为首要目标,以作动器能耗最小为次要目标的分层优化模型,优化模型同时考虑结构强度约束和作动器性态约束。模型转化为两个序列二次规划问题进行求解,实现了对智能抛物面天线的准静态形状最优控制。对某6米天线结构进行了最优调控和讨论。按该模型进行调控,可以使天线在任意方向的任意载荷下实现保型调控,并使调控能耗最小。表明可以用较少的作动器实现大型天线结构的高精度控制。     

频率选择表面天线复用副面的研究

在毫米波和红外相结合的复合系统研究中,结合飞行器雷达天线系统的设计需要,在理论分析的基础上,采用频率选择表面（FSS）来设计天线复用副面。实验结果表明,该副面实现了透过毫米波和反射红外光的双工性能,并适于双色和多色红外复合系统。FSS天线复用副面的材料应尽量选用厚度适中、平整光洁的低耗衬底介质敷铜基板,以达到更为理想的设计效果。     

Hilbert缝隙天线的频率可重构设计

设计了一种在Hilbert缝隙上加载RF MEMS（Micro electrical mechanical systems）开关实现频率重构的微带天线。运用Ansoft HFSS软件，缩减了原来天线接地面的尺寸，利用RFMEMS开关控制天线上Hilbert缝隙长度来实现频率重构。设计的该天线工作在GPS／DCS／PCS／Blue Teeth以及IEEE802．11b＆g／IEEE802．11a等5个不同的频段。还讨论了用金属片和等效的电路参数分别表示理想和非理想RF MEMS开关所得的S11参数曲线，并进行比较。就方向图而言，由于GPS／DCS／PCS频段天线工作在同一模式下，所以方向图完全一致，而工作于高次模式的Blue Teeth以及IEEE802．1l＆g／IEEE802．11a频段，方向图明显不同。最终通过在Hilbert缝隙天线上加载RF MEMS开关后，实现了将一副天线应用到无线通信中5个频段的目的。     

基于神经网络的机器人迭代学习控制

针对机器人动力学模型的不确定性和负载扰动,提出了一种采用神经网络的机器人迭代学习控制方法。该方法将反馈控制和神经网络学习控制相结合,反馈控制沿时间轴方向使关节运动跟踪期望轨迹,神经网络学习控制沿迭代轴方向使关节运动逼近期望轨迹。文中还给出了基于ＢＰ神经网络的学习控制算法。仿真结果表明,该方法能克服机器人动力学模型的不确定性和负载扰动,具有良好的鲁棒性和控制性能。     

在J2EE平台上开发电子政务系统的建模方法研究

阐述了我国建立电子政务系统的必要性；针对电子政务系统的特点，把J2EE(Java2 platform enterprise edition)平台和UML(Unified modeling language)建模方法引入到电子政务系统的开发中，设计出J2EE平台上电子政务系统的构架；在指出传统建模方法不足的基础上，根据此构架．给出了如何采用UML和Rational Rose实现J2EE平台上开发电子政务系统的建模方法．并通过实例验证了该建模方法的可行性。研究表明：在J2EE平台上开发电子政务系统，采用UML作为建模语言、Rational Rose作为分析、设计工具，可以完成从系统分析到系统设计、编码的完整过渡，从而可开发出高质量、可复用、可扩展的电子政务系统。     

CSP结构半导体激光器二维稳态数值模拟

采用二维有限差分法对一个GaAs／GaAlAsCSP结构半导体激光器在稳态条件下的电、光特性进行了数值模拟。在电模型的分析中，以静电势、电子浓度和空穴浓度为基本变量，采用Gummel方法迭代求解三个电方程。利用与电方程求解中同样的差分网格，运用有限差分法对光波动方程进行求解，其中模式传播常数采用广义横向谐振法和变分原理结合的方法求取。通过电、光方程的完全自洽迭代过程，得到了完整的光、电特性。在此基础上．对因制造工艺不完善带来器件特性的变化进行了分析。数值结果与有关文献的结果一致，验证了数值模拟的正确性。本文提出的二雏模拟器可用于半导体激光器的计算机辅助优化设计。     

约束Viterbi算法及其在编码的图像传输中的应用

Viterbi算法的解码计算的复杂度会随指数增长,在信道状况比较差的条件下解码效果不理想。为了克服这些缺陷,需要尽可能利用已知的信息约束条件和先验知识进行解码,以提高解码效果。本文通过直接加入约束比特的方法将约束维特比方法应用于普通卷积码。与一般的维特比算法相比,在信道状况较差的情况下,该方法通过调整参数可将图像峰值信噪比提高2—10dB左右。实验表明,对于用分层树的集划分算法编码的图像,该方法是一种有效的传输差错控制手段。     

Design of Power Amplifier for mm Wave 5G and Beyond

With targets of cost reduction per bit and high energy efficiency,5 G and beyond call for innovation in the mm Wave transmitter architecture and the power amplifier(PA)circuit. To illustrate these points,this paper firstly explains the benefits and design implications of the hybrid beamforming structure in terms of the mm Wave spectrum characteristics,energy efficiency,data rate,communication capacity,coverage and implementation technology choices. Then after reviewing the techniques to improve the power amplifier(PA)output power and efficiency,the design considerations and test results of 60 GHz and 90 GHz mm Wave PAs in bulk complementary metal oxide semiconductor(CMOS)process are shown.     

空间太阳能电站经济性分析

空间太阳能电站作为一项在空间进行大规模太阳能收集、转化并通过无线方式将电能传输到地面电网的宏伟航天工程,其经济可行性是决定其能否大规模发展的主要因素之一。本文基于多旋转关节空间太阳能电站方案,提出空间太阳能电站全生命周期阶段划分和成本分析流程,初步分析得到空间太阳能电站的全部成本大约为2 500亿元,对应全寿命周期的发电量约为2 400亿度电,得到的单位电量的成本约为1元/度电。     

改进的圆形超宽带印刷单极子天线

给出一种新型紧凑的带陷超宽带印刷单极子天线,天线由圆形辐射贴片和有限接地平面组成。天线输入端驻波比小于2的带宽覆盖3．38-20GHz频率范围,具有16．62GHz的绝对带宽和142．7％的相对带宽。在整个频带范围内,方向图日面近似全向且对称。仿真与测量结果验证了该天线的优越性,该天线可以方便用于超宽带无线通信领域。     

多机械手混合位置/力协调学习控制的研究(英文)

研究了多机械手抓持一刚性物体的协调控制。考虑多机械手系统的动态模型不确定性,导出了物体位置的误差方程和内力的误差方程,给出了多机械手的混合位置/力协调学习控制策略,并对学习控制的收敛性进行了讨论。文中提出的控制策略在每次迭代学习后,通过修正系统的控制输入来改善系统的性能。最后,通过两个平面机械手抓持一物体的仿真实验证明了该方法的有效性     

地磁导航的迭代评价匹配算法

针对现有地磁匹配基本算法在数据批处理上实时性能的不足和需要预先指定匹配数据序列长度的困难,提出了一种用于地磁导航的迭代评价匹配算法(Iterative evaluation matching algorithm,IEMA)。基于迭代求解思想,将算法时间分散在各个采样时刻,同时采用实时评价方式,在每一步迭代求解后根据实际情况来判断是否可以输出匹配定位结果。试验结果表明,迭代评价匹配算法应用于地磁导航是有效可靠的,并且它能够自适应调整匹配数据序列的长度。     

应用于微型飞行器阵列天线的自适应波束形成器

微型飞行器的天线采用灵巧的自适应阵列天线。由于自适应阵列天线的幅相误差会引起线性约束自适应波束形成器的期望信号相消,本文根据微型飞行器自适应天线系统的设计,基于广义旁瓣对消器(G SC)结构,在频域中将阻塞矩阵赋予自适应功能,进而得到了一种改进的,可行的,稳健的自适应波束形成器。仿真试验表明,此方法对天线阵列幅相误差具有稳健性,降低了运算量,可以应用于微型飞行器二维自适应阵列天线,实现实时的波束形成。     

基于变换空间近邻图的自助型局部保持投影

局部保持投影(LPP)是一种典型的降维方法,通过保持数据的内在几何结构,LPP能够获得潜在的判别能力.然而,传统LPP的性能取决于人工预定义的近邻图,并且严重依赖于最近邻标准在原始数据空间中的性能.因此本文提出了一种新的降维算法--自助型局部保持投影(sdLPP).该方法首先执行LPP获得投影方向,然后在其变换的空间更新近邻图,并重复LPP.另外,本文还提出了一种改进的拉普拉斯打分(Laplacian score)标准作为算法迭代终止和判别力的参考.最后,在几个公共的UCI和人脸数据集上验证了该方法的有效性.