摘要:针对现有无源物联网能量采集方案存在单频段射频适配性差、多能量源整合效率低、阻抗匹配设计不精准,且单一供能模式受环境影响大、能量输出稳定性不足等问题,设计了一款集成最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking , MPPT)的射频能-太阳能混合环境能量收集电路。针对传统结构普遍存在的电压低,高插入损耗的缺点,提出了改进传统倍压结构,采用单端接地级联输出方式,实现多支路射频电压高效直流叠加,实现接近14.8V的开路电压和0dBm输入时1.363mW的最佳输出功率,相对于传统结构开路电压提升近四倍,最佳输出功率提升约7.5%,带载能力也有显著提升。同时,以BQ25504为核心设计双输入能量管理电路,针对太阳能与射频能MPPT系数的差异,采用两路独立MPPT适配+二极管防倒灌结构,实现双能量源独立最大功率跟踪与协同供电,保障能量稳定输出。
摘要:基于3GPP协议及ITU-R标准模型,手机直连卫星场景下,卫星信道受到视距(LoS,line of sight)径能量的主导,其时延扩展显著低于地面非视距(NLoS,non-line of sight)场景,在离散时延域表现出极强的稀疏性,传统LMS算法由于缺乏结构约束,其稳态误差受零抽头噪声波动影响剧烈,存在收敛速度慢、稳态误差高的问题,因此,本文在零吸引LMS(ZA-LMS,zero-attracting least mean squares)、重加权零吸引LMS(RZA-LMS,reweighted zero-attracting least mean squares)的基础上,提出一种基于有理分式惩罚项的改进稀疏最小均方算法(Rational-LMS,rational least mean squares),推导了其权系数的随机梯度下降更新公式。该算法利用有理分式函数在原点附近的高灵敏度梯度以及在大系数区域的快速衰减特性,在有效滤除噪声分量的同时,实现了对均衡器系数的稳定收敛,从而在数学逻辑上更贴近范数的理想约束;进一步地,引入参数自适应更新机制,使得算法能够根据误差动态调整稀疏惩罚系数,从而实现更低的稳态误差与更快的收敛速度。理论分析与仿真结果证明,在稀疏信道环境下,所提算法的收敛速率与稳态均方误差(MSE,mean squared error)性能均优于ZA-LMS和RZA-LMS算法。
摘要:低空经济作为国家战略性新兴产业,正加速推动先进空中交通系统(Advanced Air Mobility,AAM)从传统地面交通向全域化、高密度低空运行模式转型。然而,复杂城市场景中的通信干扰、感知精度不足、飞行安全隐患及能耗约束等因素,严重制约了AAM系统的实际应用效能。本文针对AAM场景下无人机编队协同感知与控制的关键挑战,提出一种融合感知优化与能耗控制的协同编队方法。首先,创新性地构建了以编队飞行能耗最小化为目标函数、以面向协同感知的克拉美罗下界(CRLB)和通信信噪比为约束条件的联合优化模型;基于Lyapunov稳定性理论设计梯度控制算法,求解满足感知精度要求的最优编队方位构型。其次,提出一种改进型势场控制方法,通过优化斥力生效范围、引入相对速度动态调节机制、设计补偿力突破局部极小值陷阱,并融合空气阻力物理模型,显著提升了编队在复杂环境中的避障能力与飞行稳定性。仿真实验表明,所提方法能在满足协同感知精度阈值的前提下,实现无人机编队能耗的显著优化,同时确保复杂干扰环境下的协同感知能力,保障安全飞行。
摘要:近年来,深度学习技术被广泛地应用于基于信道状态信息(Channel State Information,CSI)的指纹定位领域,并展现出高可靠的定位精度。然而,基于深度学习的指纹定位方法大多依赖于多层次的网络模型结构来提取具有判别性的位置特征,此过程伴随着大量的模型参数和密集的计算操作,对设备的硬件资源占用较高。特别是对于资源有限的智能手机而言,这会为其带来不容忽视的负担。为此,本文提出一种新颖的智能手机CSI轻量级指纹定位模型,(1)通过设计简洁高效的特征提取模块,仅用少量参数的线性层与卷积层结合特征融合机制,兼顾模型轻量化与特征提取能力;(2)引入数据增强模块,通过生成非参考点CSI数据,扩充训练样本空间,显著提升模型对未经训练位置的鉴别能力。本文在两种典型的室内场景下开展实验,与最优的基准模型相比,本文提出的定位模型在两种场景下的平均RMSE降低了12.5%,并且单次定位的推理时间仅为0.08秒。实验结果表明,本文提出的定位模型不仅能够有效提高定位精度,还明显缩短了定位所需时间。