基于FPGA的多通道采集与光纤实时传输系统设计

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作者 唐自力 伍春 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第8期45-50,共6页

为满足大容量数据采集过程中实时监测的可靠性、实时性和稳定性的高性能需求,提出了一种基于FPGA的多通道采集与光纤实时传输系统。该系统以FPGA作为主控芯片,通过前端调理电路将多路采集信号输入到ADC进行信号转换,转换后的数据被缓存... 为满足大容量数据采集过程中实时监测的可靠性、实时性和稳定性的高性能需求,提出了一种基于FPGA的多通道采集与光纤实时传输系统。该系统以FPGA作为主控芯片,通过前端调理电路将多路采集信号输入到ADC进行信号转换,转换后的数据被缓存至采集子系统的FIFO中,再进行组包处理。采集子系统通过光纤实时传输通道将采集信号传输至控制子系统,同时使用DDR3进行存储。最终,存储后的数据通过PCIe上传至上位机。实验结果表明:在3.2 Gbit/s的传输速度时,系统丢包率为0,系统时延能控制在151.0852μs,且小信号均值误差均小于±0.01 mV。实验验证了基于光纤实时传输方案的可靠性、实时性和稳定性等特点。 展开更多

关键词 FPGA 高速传输 实时性 多通道采集 光纤

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光OFDM实时处理的研究 被引量：4

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作者 严颖维 王拥军 +1 位作者 张琦 王光辉 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2010年第10期47-50,共4页

阐述了光OFDM实时处理方法的优势,介绍了一种光OFDM实时处理器的硬件构成,包括接收和发射端机的模数采样器(ADC)与FPGA处理芯片的选取。研究了光OFDM实时处理中的信道均衡机制和MIMO算法,实现光OFDM处理芯片在光OFDM实时传输系统中的应用。

关键词 实时处理 FPGA 信道均衡 符号同步 FFT MIMO算法

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非正交多址光通信系统信道均衡的虚拟时反方法 被引量：3

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作者 顾霜凌 张峰 +1 位作者 彭侠 赵黎 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第2期475-484,共10页

室内非正交多址(non-orthogonal multiple access, NOMA)可见光通信系统(visible light communications, VLC)可实现高速率多用户通信,但多径效应会造成通信可靠性及用户公平性明显下降,为此,提出一种虚拟时间反转技术(virtual time rev... 室内非正交多址(non-orthogonal multiple access, NOMA)可见光通信系统(visible light communications, VLC)可实现高速率多用户通信,但多径效应会造成通信可靠性及用户公平性明显下降,为此,提出一种虚拟时间反转技术(virtual time reversal mirror, VTRM)对NOMA-VLC进行信道均衡,消除多径效应对通信过程的影响。分析了多用户场景下室内NOMA-VLC系统模型及其通信光链路的特性,依据光链路增益的稀疏特性采用稀疏度自适应匹配追踪(sparsity adaptive matching pursuit,SAMP)算法,估计NOMA-VLC系统的信道冲激响应(channel impulse response, CIR)。在此基础上,采用VTRM方法对NOMA-VLC进行信道均衡,通过VTRM的时空聚焦特性减少信道衰落影响,并重构接收信号,抑制多径效应。理论分析和实验结果表明:经论文算法均衡后的NOMAVLC系统,在满足前向纠错(forward error correction,FEC)误码率阈值的同时,用户1性能提高了4.4 dB,用户2性能提高了5.7 dB,两用户平均性能提高了5.05 dB,用户间性能差异由1.6 dB降为0.5 dB,为NOMA-VLC信道均衡提供了有效的解决方案。 展开更多

关键词 光通信 非正交多址 信道均衡 虚拟时间反转技术 稀疏度自适应匹配追踪

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时变环境下的自由空间光通信系统信道建模研究 被引量：1

4

作者 鞠佳田 解志斌 李士俊 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第10期152-157,共6页

为了有效提升光通信系统信道传输效率,提出时变环境下的自由空间光通信系统信道建模研究。该方法基于通信时变环境,对光通信系统信号传播时的大气散射以及大气衰减特性分析。将大气散射系数以及大气衰减系数作为约束条件,结合光通信系... 为了有效提升光通信系统信道传输效率,提出时变环境下的自由空间光通信系统信道建模研究。该方法基于通信时变环境,对光通信系统信号传播时的大气散射以及大气衰减特性分析。将大气散射系数以及大气衰减系数作为约束条件,结合光通信系统信道特性,获取光通信系统光源与接收器之间的距离,并计算系统接收端信号功率。通过上述约束条件以及距离、功率等参数建立信道冲击响应函数,实现自由空间光通信系统的信道传输模型的建立。实验结果表明,该方法模型与实际信道拟合效果好、信道模型效率最高达0.9以上,该方法的信道模型性能较高。 展开更多

关键词 时变环境 自由空间 光通信系统 信道建模方法 信号接收功率计算

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计及多类型电源协调的有功控制策略 被引量：28

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作者 王昊昊 徐泰山 +5 位作者 马彦宏 汪宁渤 汪马翔 朱燕芳 张秀丽 陈钊 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期167-175,共9页

高新能源占比对多类型电源协调的有功控制提出了更高要求。分析市场、政策、"三公"调度等因素对于多源协调有功控制的挑战。对新能源调度公平性进行了严格的数学描述,提出了多源协调有功控制模型及求解策略。该模型以市场环... 高新能源占比对多类型电源协调的有功控制提出了更高要求。分析市场、政策、"三公"调度等因素对于多源协调有功控制的挑战。对新能源调度公平性进行了严格的数学描述,提出了多源协调有功控制模型及求解策略。该模型以市场环境下新能源最大化消纳为目标,以调峰、安全稳定与公平调度为约束。其求解策略能够实现适应复杂电网工况与风/光资源条件的新能源最大化消纳,并实现市场交易电量的合理分摊。开发的控制系统已在多个省级电网投入应用,运行结果证明了策略的正确性与有效性。 展开更多

关键词 有功控制 “三公”调度 多源协调 实时控制

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差动判据受通道收发不一致延时影响的试验分析研究 被引量：11

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作者 欧阳利剑 许庆强 +1 位作者 徐青山 王轩 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期80-85,共6页

基于差动保护的同步调整方法,从理论上分析了通信通道收发不一致延时对光纤差动线路保护的影响,并计算了不同差动判据的保护所能耐受的最大收发不一致延时。借助电力系统全数字实时仿真装置ADPSS建立了220kV双回线输电系统电磁暂态模型... 基于差动保护的同步调整方法,从理论上分析了通信通道收发不一致延时对光纤差动线路保护的影响,并计算了不同差动判据的保护所能耐受的最大收发不一致延时。借助电力系统全数字实时仿真装置ADPSS建立了220kV双回线输电系统电磁暂态模型,对国内三种光纤分相电流差动保护装置进行了测试,记录并分析了各自耐受通道收发不一致延时的能力。理论分析和试验结果表明,差动判据对保护耐受通道收发不一致延时的能力有着较为显著的影响。建议分相电流差动保护使用专用光纤通道,而尽量避免使用光纤迂回通道。 展开更多

关键词 光纤差动保护 差动判据 通道延时 实时数字仿真

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电网重大故障应急抢修自动调度系统 被引量：7

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作者 王华 朱伟民 +2 位作者 徐顺刚 高明 史雪涛 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2009年第11期102-104,共3页

介绍了某电网重大故障应急抢修自动调度系统的设计。该系统由信息采集与数据通信通道监测模块、报文数据库形成与发送模块、通信处理模块等部分组成。所设计的系统能够从调度自动化系统、电能量管理系统及通信通道在线检测系统中提取紧... 介绍了某电网重大故障应急抢修自动调度系统的设计。该系统由信息采集与数据通信通道监测模块、报文数据库形成与发送模块、通信处理模块等部分组成。所设计的系统能够从调度自动化系统、电能量管理系统及通信通道在线检测系统中提取紧急故障缺陷信号进行分类处理。对关键设计技术进行了说明。系统可与现有管理信息系统(MIS)实现无缝对接,减少了故障处理时间。 展开更多

关键词 电网 应急抢修 数据通道 实时数据库 数据转发 在线监测

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基于ATP系统的非机动目标跟踪实验 被引量：4

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作者 肖永军 艾勇 +2 位作者 董冉 杨智 熊准 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期2439-2443,共5页

考虑到无线光通信的捕获、瞄准和跟踪(ATP)系统对信标光斑实时、准确跟踪的需求,采用具有高频、大幅度补偿能力的音圈电机作为精跟踪执行部件,以此搭建了基于PC机控制的无线光通信演示实验系统。进行了不同速度下的非机动模拟跟踪实验,... 考虑到无线光通信的捕获、瞄准和跟踪(ATP)系统对信标光斑实时、准确跟踪的需求,采用具有高频、大幅度补偿能力的音圈电机作为精跟踪执行部件,以此搭建了基于PC机控制的无线光通信演示实验系统。进行了不同速度下的非机动模拟跟踪实验,分别采集、分析并评价了粗跟踪和精跟踪的跟踪误差,并实时采集了通信光光功率。实验结果表明:ATP系统的跟踪误差标准差随着模拟目标运动速度的增加而增大,误差变化范围却无较为明显的规律,系统可长时间保持通信链路;此外,粗跟踪误差曲线中多次出现的误差尖峰可能与粗大值有关。 展开更多

关键词 ATP系统 音圈电机 模拟实验 实时光功率采集

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基于LabVIEW的光纤线路光功率信号实时采集系统 被引量：3

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作者 林小娟 曹战民 +2 位作者 尹涛 陈安峰 吴琦 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1007-1011,共5页

为实时获取光纤内光功率信号,基于LabVIEW虚拟仪器编程语言,采用USB总线技术,结合光接收机和NI数据采集卡USB-M6251构成的硬件平台设计了新型的高速采集系统。该系统克服以往光功率信号采集系统采样率低、单通道显示、界面交互能力弱、... 为实时获取光纤内光功率信号,基于LabVIEW虚拟仪器编程语言,采用USB总线技术,结合光接收机和NI数据采集卡USB-M6251构成的硬件平台设计了新型的高速采集系统。该系统克服以往光功率信号采集系统采样率低、单通道显示、界面交互能力弱、便携性差等缺点,实现了采样参数可控的双通道实时采集、显示、保存光功率信号等功能。该系统开发效率高,并通过实验证明其具有良好的人机交互能力,可靠性高,实用性强,能为各类光纤通信系统提供光功率信号监测功能。 展开更多

关键词 实时光功率信号采集 LABVIEW 光接收机 USB数采卡

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基于光强实时反馈控制和同步校准的波长调谐移相干涉系统 被引量：6

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作者 卢庆杰 刘薇 +1 位作者 魏光宇 韩森 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期878-884,共7页

波长调谐移相干涉技术是通过改变光波长来计算相位的。为了减少可调谐激光器在变波长进行移相时光功率的随机变化对相位计算产生的误差,本文提出了一套光强实时反馈控制系统和同步校准方案。首先分析了光强在某一范围内的随机变化产生... 波长调谐移相干涉技术是通过改变光波长来计算相位的。为了减少可调谐激光器在变波长进行移相时光功率的随机变化对相位计算产生的误差,本文提出了一套光强实时反馈控制系统和同步校准方案。首先分析了光强在某一范围内的随机变化产生测量误差,并选用合适的光电检测设备搭建了一套光强控制系统。该系统能够将光信号转化为电信号,并通过PID来实现对光强的控制。实验结果表明,本系统能够将光强的变化范围控制在±0.002 mW以内,其响应速度达到600 kHz,已远远超过干涉仪CCD的取图速度。最后,对口径为50 mm的光学元件进行表面形貌检测,加入本控制系统后,面形精度的测量指标PV值和RMS值分别提高了1.53×10^-2λ和2.43×10^-3λ,表明本系统在高精度的光学元件检测领域具有重要的实用价值。 展开更多

关键词 光学面形检测 波长调谐 光强控制 实时反馈 同步校正

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激光通过大气随机信道光强分布的实时显示 被引量：4

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作者 王丽黎 柯熙政 席晓莉 《西安理工大学学报》 CAS 2005年第2期196-199,共4页

分析了激光通过大气随机信道时光斑变化的影响因素,对接收光强进行了数值计算,用软件仿真模拟了光斑的实时变化。该系统可以方便、准确、形象地显示激光光斑的闪烁、漂移和分裂等现象,对于研究大气对无线光通信的影响,进一步优化激光通... 分析了激光通过大气随机信道时光斑变化的影响因素,对接收光强进行了数值计算,用软件仿真模拟了光斑的实时变化。该系统可以方便、准确、形象地显示激光光斑的闪烁、漂移和分裂等现象,对于研究大气对无线光通信的影响,进一步优化激光通信系统的性能,实现全天候的大气激光通信具有参考价值。 展开更多

关键词 无线光通信 大气随机信道 实时显示 光斑

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实用室内可见光通信连续干扰的消除 被引量：3

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作者 丁俊杰 卞诗航 +4 位作者 陈浩哲 吴昊 王震 王颖 游善红 《光通信研究》 北大核心 2017年第4期22-25,共4页

针对发光二极管之间的多径干扰,提出了采用QR分解的信道均衡算法消除干扰的方案。首先建立基于离散傅里叶变换扩频的正交频分复用技术的电力线与可见光融合通信系统,并考虑了由两个发光二极管之间的电线差所引发的多径干扰,然后比较了... 针对发光二极管之间的多径干扰,提出了采用QR分解的信道均衡算法消除干扰的方案。首先建立基于离散傅里叶变换扩频的正交频分复用技术的电力线与可见光融合通信系统,并考虑了由两个发光二极管之间的电线差所引发的多径干扰,然后比较了该系统下采用QR分解的信道均衡算法和传统信道均衡算法下的误码性能。结果表明,采用QR分解的信道均衡算法可消除由发光二极管之间的电线差引起的多径干扰,从而提高系统的传输性能。 展开更多

关键词 自由空间光通信 发光二极管 电力线通信 信道均衡

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DWDM可重构光网络试验床及其监控管理

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作者 诸波 陈鹤鸣 +7 位作者 杨祥林 范红 马正北 钱晨 侯韶华 邹建华 王晓军 董晓燕 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1284-1290,共7页

本文设计集成并演示了一种业务驱动型可重构光网络平台,建立了光网络的固定连接和交换连接,探讨了可变业务网络的可重构流量疏导中的完全适配方案的实现方法,根据业务流量变化的需求,实现了光网络物理结构的重构.根据可重构光网络管理... 本文设计集成并演示了一种业务驱动型可重构光网络平台,建立了光网络的固定连接和交换连接,探讨了可变业务网络的可重构流量疏导中的完全适配方案的实现方法,根据业务流量变化的需求,实现了光网络物理结构的重构.根据可重构光网络管理的特殊要求,实现了对该光网络中光网元控制管理和各光波长通道波长稳定性、光信噪比、信道功率、定时抖动、消光比、色散、误码率等性能参数的监控,且该光性能监控方案对数字光信号的协议和速率透明,还解决了动态路由技术条件下实时光功率电平的均衡问题. 展开更多

关键词 可重构光网络 可重构流量疏导 光网元控制管理 光性能监控 光功率实时均衡

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多通道实时电能质量监测系统 被引量：8

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作者 万海龙 赵春宇 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2014年第10期87-89,共3页

当前,电力部门对多通道、高精度、实时性的电能质量监测系统具有迫切的使用需求。文中根据IEC及国家标准规定的电能质量参数计算方法,设计了以电压/电流测量模块为核心的多通道电能质量监测系统,实现对我国电网主要性能指标的实时监测... 当前,电力部门对多通道、高精度、实时性的电能质量监测系统具有迫切的使用需求。文中根据IEC及国家标准规定的电能质量参数计算方法,设计了以电压/电流测量模块为核心的多通道电能质量监测系统,实现对我国电网主要性能指标的实时监测分析与记录。该系统对信号的采集和处理采用了模块化的设计思想,可以根据应用的工业场景进行适配性的多路电压与电流的分析检测。 展开更多

关键词 电能质量 实时监测 多通道

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双狭缝扫描法测量激光光束质量 被引量：4

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作者 李蕾 臧景峰 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期845-849,共5页

现有激光光束质量的测量方法无法同时兼顾测量速度与测量精度。为了达到兼顾速度与精度的目的,提出了双狭缝扫描法。此方法不需要在光路中使用衰减器,从而降低了数据分析复杂度。选用嵌入式技术完成对整个系统的控制与数据处理,便于携带... 现有激光光束质量的测量方法无法同时兼顾测量速度与测量精度。为了达到兼顾速度与精度的目的,提出了双狭缝扫描法。此方法不需要在光路中使用衰减器,从而降低了数据分析复杂度。选用嵌入式技术完成对整个系统的控制与数据处理,便于携带,可实现对数据的实时处理;同时进行了理论分析和实验验证。结果表明,该方法可实现快速同步测量两轴的功率分布,动态范围可达到70d B,扫描频率为2Hz^18Hz,可用于分析连续或脉冲激光光束。该方法对兼顾测量速度与精度是有帮助的。 展开更多

关键词 激光光学 双狭缝扫描法 激光光束质量 功率分布 实时处理

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基于VCSEL的光储备池计算实验研究(特邀) 被引量：1

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作者 郭星星 项水英 +1 位作者 张雅慧 郝跃 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期47-56,共10页

结合时延储备池计算和垂直腔面发射激光器,基于现有的光纤光学平台,对以1550 nm波段垂直腔面发射激光器为非线性节点的时延光储备池计算系统进行了实验研究。结果表明,在该实验系统中可以分别成功地实现单个Santa-Fe混沌时间序列预测任... 结合时延储备池计算和垂直腔面发射激光器,基于现有的光纤光学平台,对以1550 nm波段垂直腔面发射激光器为非线性节点的时延光储备池计算系统进行了实验研究。结果表明,在该实验系统中可以分别成功地实现单个Santa-Fe混沌时间序列预测任务以及单个非线性信道均衡任务。基于垂直腔面发射激光器在特定参数条件下能实现双模共存,进一步在该系统中垂直腔面发射激光器的两个偏振模式中同时注入外部信号,成功地完成了Santa-Fe混沌时间序列预测和非线性信道均衡任务的并行处理,但是整体性能要弱于单任务处理性能;除此之外,并行任务的性能随着外光注入强度的增加而得到改善,其中注入强度比率大的一方性能更好。 展开更多

关键词 计算光学 非线性光学 储备池计算 垂直腔面发射激光器 神经形态计算 时延系统 信息处理 混沌时间序列预测 非线性信道均衡

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激光测距中激光功率实时监测系统设计与实现

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作者 吴凡 翟东升 +3 位作者 李祝莲 汤儒峰 皮晓宇 李语强 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期110-116,共7页

在激光测距过程中,实时获取激光发射功率数据可为后续数据精度处理分析及激光测距系统故障点排查提供重要依据。通过实时测量激光发射链路中的反射镜透射光,利用前期获取的反射镜透射光与反射镜反射光之间的对应关系,采取相对测量的方... 在激光测距过程中,实时获取激光发射功率数据可为后续数据精度处理分析及激光测距系统故障点排查提供重要依据。通过实时测量激光发射链路中的反射镜透射光,利用前期获取的反射镜透射光与反射镜反射光之间的对应关系,采取相对测量的方式获取实时的反射光功率,达到实时监测激光发射功率的效果,并基于中国科学院云南天文台53 cm双筒望远镜激光测距系统搭建实验平台进行验证。实验结果表明,该激光功率实时监测方法能够在激光发射链路无损耗的前提下实时获取激光发射功率;反射光功率与透射光功率具有良好的线性关系,其Spearman相关系数为0.9991,线性关系稳定可靠,满足长时间激光测距的需求;验证了该方法的可行性,可适用于各类空间目标激光测距的激光功率实时监测中。 展开更多

关键词 激光测距 激光功率实时监测 相对测量 库德光路

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电力光纤通信网络实时安全风险量化参数优化算法 被引量：22

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作者 孙继泽 杜金其 +2 位作者 王伟 甘怡红 游清清 《激光杂志》 CAS 北大核心 2021年第12期176-180,共5页

电力光纤通信网络的安全性,直接影响整个电网的使用。以往算法在计算过程中,未能处理好参数的特征维度,使风险量化参数对电力光纤通信网络的实时安全预警效果不佳,因此针对电力光纤通信网络实时安全,提出全新的风险量化参数优化算法。... 电力光纤通信网络的安全性,直接影响整个电网的使用。以往算法在计算过程中,未能处理好参数的特征维度,使风险量化参数对电力光纤通信网络的实时安全预警效果不佳,因此针对电力光纤通信网络实时安全,提出全新的风险量化参数优化算法。根据电力光纤通信网络风险度量结果描述不同变量之间的关系,根据风险传递理论降维风险量化参数特征,基于粒子群搜索特征,构建风险量化参数优化算法。通过实验结果表明:本文方法的运行时间比三种文献方法运行时间要短,安全风险量化的分类正确率也相对更高,在风险预警测试中获取了全部的风险元,并且预警时间比三种文献所需时间更短,在风险量化参数优化算法中具有更好的性能。 展开更多

关键词 电力光纤通信网络 特征维度 实时安全 风险量化参数 优化算法

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机载PLC信道传递函数建模与概率保证分析

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作者 戚佳艺 李峭 +1 位作者 熊华钢 严若文 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2548-2555,共8页

采用电源线通信(PLC)技术替代部分机载电子设备之间的数据电缆可以简化布线并实现减重。根据机载电源线环境及航空电子通信要求,需要解决信道衰落及噪声干扰条件下PLC实时性能评价问题。针对机载电源线的布线拓扑结构,采用“自底向上”... 采用电源线通信(PLC)技术替代部分机载电子设备之间的数据电缆可以简化布线并实现减重。根据机载电源线环境及航空电子通信要求,需要解决信道衰落及噪声干扰条件下PLC实时性能评价问题。针对机载电源线的布线拓扑结构,采用“自底向上”构造电压比方程的形式给出了PLC信道传递函数的建模方法;推导得出信道传递函数、信道增益和瞬时信道容量之间的关系;在有效容量理论框架下,通过论证积压队列的非空概率与服务质量(QoS)指数的关系,使得能够从瞬时信道容量简便地求得延迟违规概率,用以评价实时性能的概率保证。通过仿真验证了延迟违规概率算法的准确性,并得到不同信道传递函数条件下延迟界限与违规概率的关系,说明了信道衰落显著地影响延迟约束下机载PLC系统的概率保证实时通信速率。 展开更多

关键词 航空电子 电源线通信 信道传递函数 概率保证 实时性能

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基于深度学习算法的光通信系统信道均衡方法 被引量：3

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作者 韦丽兰 《激光杂志》 CAS 北大核心 2023年第9期155-160,共6页

为降低光通信系统的码间串扰和信号失真程度,提出基于深度学习算法的光通信系统信道均衡方法。建立光通信系统信道均衡模型,分析非线性失真、多径传输路径引发码间串扰问题,通过卷积循环神经网络信道均衡模型有效处理信道的非线性时变特... 为降低光通信系统的码间串扰和信号失真程度,提出基于深度学习算法的光通信系统信道均衡方法。建立光通信系统信道均衡模型,分析非线性失真、多径传输路径引发码间串扰问题,通过卷积循环神经网络信道均衡模型有效处理信道的非线性时变特性,降低码间串扰和信号失真,实现信道均衡。测试结果显示:在抽头数量比例为45%时,方法的误符号率均低于30.4%,交叉熵损失值均在0.035以下,应用性能良好;信道均衡后信号的星座图中,码间串扰和信号失真现象显著降低,应用性良好。 展开更多

关键词 深度学习算法 光通信系统 均衡器 信道均衡 冲激响应 码间串扰 信号失真 时变特性

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