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面向日益復雜多樣的電子產品應用場景，電子設備的小型化進程不斷加快，對于高集成、多模式、多功能的芯片需求飛速高漲。本項研究成果針對生物醫療電子、個人無線體域網、近距離無感支付、車載定位、戰場實時感知、無人機導航等應用需求，提出一種超寬帶無線通信兼具FMCW雷達測距的復合型收發機創新性結構。收發機采用超寬帶射頻調頻+可再生型鑒頻技術，實現通信及雷達的共架構方案；提出多相中頻時差測距機理，將分辨率提高2個數量級，達到mm級精確測距，動態范圍擴大4倍；射頻前端基于電流共享技術，實現射頻振蕩器+功放、低噪放+鑒頻+混頻的一體化實現，系統功耗優化40%；提出子載波發生器+頻率校正環路的數字化復用結構，發射機可半數字化實現，從而得到一款支持無線數據傳輸、時差/頻差/相差雷達測距的極低功耗復用型收發芯片。 圖1.研制的通信+雷達集成收發機芯片顯微照片

本發明公開了一種光纖通信系統中的色散估計方法，包括下述 步驟：S1：獲得色散值所對應的分數傅里葉變換階次和間隔；S2：根 據變換階次和間隔對光通信信號進行分數傅里葉變換后獲得 Xα+π /2(u)；S3：對 Xα+π/2(u)進行分數域上的自相關運算，獲得對應的自 相關函數序列；并對自相關函數序列的模方進行積分，獲得判決值； S4：利用比較大小的方法尋找所述判決值的最小值，并根據判決值的 最小值確定使變換后信號能量匯

本發明公開了一種基于模分復用的自相干光纖通信系統，光載 波輸入單元、光信號調制單元、波分復用單元、模分復用和解復用單 元、波分解復用單元及相干接收單元；模分復用和解復用單元包括通 過少模光纖連接的模式復用器和模式解復用器；光載波輸入單元依次 通過單模光纖連接各光信號調制單元、波分復用單元和模式復用器， 模式復用器通過少模光纖連接模式解復用器，模式解復用器通過單模 光纖連接波分解復用單元及各相干接收單元；光載波輸入單元

（一）項目背景 在實際應用中，一些油氣管線的閥門與增壓設備安裝在偏遠地區，沒有 4G/5G 基站信號覆蓋，無法對設備實現遠程控制，是當前面臨的一個主要問題。項目采用北斗短報文通信技術，其直接依靠衛星通信來實現關鍵設備遠程控制，可以大大彌補這一短板，解決實際需求。 （二）項目簡介 油氣管線的閥門通常分為開關閥與調節閥，其中開關閥只能進行閥門的開閉操作，調節閥又叫做氣動執行器，它可以控制閥門的開度大小。此外工業現場環境以及閥門的狀態信息還需要對各種傳感設備進行實時監控。用戶針對閥門或傳感器的控制或查詢指令需要通過北斗短報文或 4G/5G 的無線通信方式傳遞到控制系統。 項目研制的控制系統由一個微型控制單元（MCU）結合 RS232、RS485 通信端口，北斗收發機與 4G/5G 通信模塊、電磁繼電器，電流轉換電路，液晶屏，按鍵等硬件外設組成，相互協調共同實現了對工業現場閥門及傳感器進行遠程控制、查詢與實時監控的功能。 （三）關鍵技術 基于北斗短報文通信的指令收發與控制技術 一個控制系統可以同時控制兩路開關閥，一路調節閥和八個傳感器，每個閥門與傳感器在一個控制系統下都有唯一的 ID 號，而一個用戶又能夠同時對工業現場的多個控制系統進行控制與查詢操作，針對北斗短報文自定義字段部分進行統一設計，形成三種功能的報文格式，包括指令發送報文，返回信息報文和定位信息報文。結合報文中的“設備卡號”、“閥門號”與“傳感器號”字段即可實現了現場控制系統同多個閥門與傳感器設備的協議組網；結合基于北斗短報文的閥門遠程控制系統的多路電磁繼電器與電流控制設備，既能夠對現場多路開關閥與調節閥進行精確控制，還能夠對現場閥門或傳感器的狀態信息進行實時檢測或預警，對設備所在地經緯度信息進行查詢，實現了用戶對多設備的雙向通信。 整個控制系統的指令接收，識別，處理，控制信號的生成，信息回傳等功能均是通過微型控制單元（MCU）的軟件部分實現的。閥門的反饋信號會通過控制系統的 IO 口進行檢測，形成閉環控制，以防止指令的失效或是二次執行，增加了控制系統的可靠性。

本發明申請要解決的問題是，改進預測技術，提高預測準確度。本專利利用高階馬爾科夫模型的原理提出HM-gMTD模型的一種改進，即高階HM-gMTD模型，并通過EM算法給出相應的參數估計方法和相應的計算方法，并能夠快速進行參數估計，以提高模型預測的準確度。

本發明公開了一種基于全雙工多中繼系統的通信方法，屬于無線協作通信技術領域。本發明在信源和信宿之間部署多個全雙工中繼節點對信源信號進行接收并解碼，從能夠正確解碼的中繼節點中選擇一個最優中繼節點將已解碼的信源信號轉發給信宿；同時，信源發送一個新的信號。由于工作于全雙工模式，最優中繼節點會受到環路自干擾影響；而其余中繼節點會受到中繼間干擾影響，鑒于此，本發明設計了相應的干擾消除技術并分析了在不同剩余環路自干擾強度下的系統性能。本發明通過實驗仿真分析結果顯示，在正常傳輸速率和信噪比情況下，本發明具有信號中斷概率低，系統的頻譜效率高，系統魯棒性強的綜合表現。

一、產品簡介     本實驗系統覆蓋了光纖光學、 光纖通信和光纖傳感器等相關領域。是學生學習并了解光纖傳輸信息和光纖傳感信息的基本原理和相關技術的基礎實驗設備，通過實驗掌握相關的基本原理和基本操作，為以后的學習奠定堅實的基礎。涉及的專業：信息類專業、通信專業、光學專業、物理專業、計量測試專業和儀器科學專業等。 二、實驗內容 光纖光學基本知識 1）光纖激光器與光纖的耦合實驗； 2）光纖傳輸損耗性質及測量實驗； 3）光纖數值孔徑（NA）測量實驗； 半導體激光器特性實驗 1）半導體激光器閾值實驗； 2）半導體激光器效率、串聯電阻和背光電流的測量； 3）半導體激光器的調制特性實驗； 4） 半導體激光器的結發熱效應實驗； 光纖無源器件 1）光纖轉換器測試實驗； 2）光纖變換器測試實驗； 3）光纖耦合器測試實驗； 4）光纖隔離器特性測試實驗； 5）波分復用器和解復用器測試實驗； 6）可調光纖衰減器測試實驗； 7）光纖機械光開關特性測試實驗； 光纖傳感實驗 1）M-Z光纖干涉實驗； 2）光纖溫度傳感實驗； 3）光纖壓力傳感實驗； 光纖通信實驗 1）多模光纖特性測量； 2）單模光纖特性測量； 3）法蘭盤特性測量； 4）衰減器特性測量； 5）光分路器特性測量； 6）光波分復用器特性測量； 7）回波反損測量； 8）光波長測量； 9）擾模器制作； 10）PI特性測量； 11）光源穩定性測量； 12）模擬信號光調制； 13）模擬信號光接收； 14）圖像信號傳輸； 15）CMI碼型變換實驗； 16）接收定時恢復電路實驗； 17）消光比測量； 18）加擾碼實驗； 19）5B6B碼型變換實驗； 20）光時域反射測試儀； 21）CDMA擴頻調制解調實驗； 22）AMI／HDB3終端接口實驗； 23）同步數據接口實驗； 24）異步數據接口實驗； 25）CMI傳輸系統測試； 26）5B6B線路編碼通信系統綜合測試； 27）CDMA傳輸系統測試； 28）在線誤碼測試； 29）計算機數據傳輸系統測試； 30）光纖傳輸系統抗干擾性能測量； 31）同步數據通信系統測試； 6、智能語音光纖通信設計實驗 本實驗主要涉及語音識別，光纖通信，和智能燈控三部分，利用語音識別電路將語音口令轉化為電信號，信號通過遠距離數據傳輸的光纖發送給主控電路，最終主控電路根據解析出的口令來實現控制LED燈的開關、亮度的切換以及顏色的切換。本實驗實現了聲音信號-電信號-光信號-電信號的一個數據傳輸與轉化的過程，通過本實驗，能夠讓學生進一步學習聲光電的數字傳輸與轉化應用，以及光纖通信的優勢。  三、實驗配置參數 1、 激光器波長：650±20nm， 功率：≤5mw，輸出端口：FC/PC ； 1310/1550±20nm，功率：1-2.5mw，連續可調；輸出端口：FC/PC； 2、可見光功率探頭：中心波長：650nm，最大輸入功率5.5mw； 3、紅外探頭：響應波長范圍：800-1700nm； 最大輸入功率：4mw，校準波長：1550nm/1310nm； 4、光纖數值孔徑參數：多模光纖跳線：纖芯直徑62.5um；長：1米； 5光纖機械光開關：插入損耗：1310/1550  P1→P2 0.56/0.54 dB ，P1→P3 0.53/0.47 dB ;回波損耗＞50dB ；開關速度：≦8ms ； 6、高隔離度光纖隔離器：最大插入損耗：0.35dB ；回波損耗：≧50dB ；隔離度：≧30dB ； 7、光纖耦合器：分光比：50% : 50% ；最大插入損耗1310/1550: 3.3dB ; 8、光纖波分復用器：隔離度：1310nm ：31.8% ；1550nm ：34%；插入損耗：1310nm ：0.30%；1550nm ：0.34% ； 9、光纖可調衰減器：0-30db可調； 10、光纖溫度傳感器：測溫范圍：-40°~260°，精度1%； 11、光檢測靈敏度高，實際測試指標約-40dBm； 12、可建立臨時應急通信系統（點對點距離大于50公里），可傳輸PCM電話、同步數據（速率：2.048Mbps），計算機數據、模擬圖像等業務。 13、語音識別/聲控芯片：內置單聲道mono 16-bit A/D 模數轉換；內置雙聲道stereo 16-bit D/A 數模轉換；內置 20mW 雙聲道耳機放大器輸出；內置 550mW 單聲道揚聲器放大器輸出；支持并行接口或者 SPI 接口；內置鎖相電路 PLL，輸入主控時鐘頻率為 2MHz - 34MHz；工作電壓：(VDD: for internal core) 3.3V；48pin 的 QFN 7*7 標準封裝；省電模式耗電：1uA； 14、TF卡(MICRO SD 卡)：存儲空間512M； 15、喇叭：直徑5CM；負載電阻8歐；額定功率1W；厚度1.1CM ； 16、麥克風：3.5mm迷你麥克風；靈敏度52DB； 17、光纖收發器：額定電壓:DC 5V; 物理接口：DB9串口接口與SC接頭；RS-232數據傳輸速率： DC-250Kbps； 18、單模光纖跳線：接口：SC-SC單模光纖跳線；類型：單模；工作波長：1310-1550nm；纖芯直徑：9μm。 四、實驗目的 1、了解光連接器及其原理、種類，實驗操作進行連接器參數測量； 2、掌握光纖偏振控制器工作原理，實驗操作單模光纖偏振狀態控制； 3、了解光纖耦合器用途及其性能參數，實驗操作測量耦合器特性參數測量； 4、了解光纖隔離器用途及其性能參數，實驗操作光纖隔離器特性參數測量； 5、了解光纖光開關用途及其性能參數，實驗操作光纖光開關特性參數測量； 6、了解光波分復用器（WDM）原理與意義，操作雙波長波分復用（WDM）原理性實驗； 7、實現聲音信號-電信號-光信號-電信號的一個數據傳輸與轉化的過程，通過本實驗，能夠讓學生進一步學習聲光電的數字傳輸與轉化應用，以及光纖通信的優勢。