同步检测

同步检测（共12篇）

同步检测 篇1

高速综合检测列车轨道、牵引供电、通信、信号等基础设施相互之间关联性强, 影响因素多。高速综合检测时空同步技术实现了一整套对检测数据进行综合分析、评价提供技术支撑的多系统时间里程同步采集发布系统, 为多专业检测数据融合智能分析奠定基础。通过系统的定位试验, 验证了系统的定位精度, 证明时空同步技术为高速综合检测列车运行过程中的时空同步提供了一个较为有效的解决方案。

1 时空同步技术概况

高速铁路现阶段主要采用高速综合检测列车进行铁路基础设施的综合检测。高速综合检测列车上有多个专业的检测系统, 分别对轨道几何状态、加速度、轮轨力、接触网、通信、信号等进行动态检测。高速铁路基础设施系统复杂, 为了保障行车安全、提高运输效率、降低运营成本, 需要通过综合数据分析, 对高速综合检测列车检测数据及基础设施状态变化规律做出评价, 为高速铁路运营安全评估和指导养护维修提供技术支撑。

参与动态检测的所有专业拥有统一、精确的时间里程信息, 是进行线路基础设施检测数据综合分析的前提和基础。高速综合检测时空同步技术即是在综合检测列车上解决里程精确定位问题, 为各个专业提供统一实时里程、时间同步等基础信息的关键技术之一。时空同步技术包括里程定位和时间同步2个技术要点, 国内外高速综合检测列车采用的定位技术主要有以下几种:

1.1 里程累加技术

(1) 基于速度编码器的里程累加定位技术。

里程累加计距所需的脉冲信号通过安装在列车轮对轴头的光电编码器提供。列车行驶过程中, 光电编码器和车轮以相同角速率转动, 列车行驶距离可通过采集、累计脉冲信号获得。但是, 利用速度编码器对行车距离进行累加的误差随时间逐渐增大, 并由于存在长短链、车轮空转、滑行、磨损等多种情况, 单纯的速度编码器累加不能对线路里程进行精确定位, 必须辅以其他里程修正技术。

(2) 基于多普勒雷达测速的定位技术。

利用多普勒雷达获得列车行驶速度, 利用陀螺仪获得列车在三维空间中各个方向的加速度, 通过积分合成计算列车行驶距离。基于多普勒雷达测速的定位技术与速度编码器定位技术一样, 存在累加误差, 必须辅以其他里程修正技术。

1.2 里程定位技术

(1) 基于应答器的定位技术。

基于应答器的定位技术是目前广泛采用的列车定位方法。应答器按照规定距离安装于轨道中心线上, 列车通过应答器上方时, 车载应答器接收天线获取到应答器信息 (包含位置信息) , 完成对列车的定位。基于应答器的定位技术优点是定位精度高、使用寿命长、维护成本较低、在恶劣环境下可保证良好的稳定性;缺点是只能获得应答器所在位置的定位信息, 必须辅以速度编码器或多普勒雷达测速定位技术才能完整定位线路里程。新线联调联试过程中, 应答器设备未调试完成, 不能作为检测列车的定位信息源使用。

(2) 基于GPS的定位技术。

GPS定位技术是通过卫星对地面目标进行测定并进行定位和导航的技术。GPS定位技术具有使用方便、技术成熟、成本相对较低、维护容易等优点。因此, GPS定位技术也是现阶段检测列车广泛采用的定位技术之一。但GPS在山区、隧道、车站等遮挡区段会完全失效, 且定位精度受卫星星况、天气气候等因素影响较大。

(3) 基于RFID的定位技术。

RFID无线射频技术作为一种新兴的定位手段, 已较广泛应用于各种领域, 尤其在物流管理领域应用非常广泛。RFID技术在我国铁路货车追踪、货车车号自动识别等方面也早已得到应用, 并趋于成熟。基于RFID的定位技术原理与应答器定位技术相似, 但RFID标签具有尺寸小、安装方便等特点。因此, 更适合在高速综合检测列车上进行精确定位。

除以上所述方法外, 无线测距、惯性导航等其他定位技术在列车的定位系统中也得到应用。

1.3 时间同步技术

时间同步目前最通用的方法是利用GPS时钟授时, 先将网络中一台计算机的时钟与GPS时钟同步, 再将这台计算机作为时间服务器, 网络内的其他设备基于网络时间协议 (Network Time Protocol) 或精密时钟同步协议 (Precision Timing Protocol) 与其进行时间同步。时间服务器输出必须通过网络接口, 数据输出格式必须符合时间同步协议, 局域网内所有PC、服务器和其他设备通过网络与时间服务器保持同步, 时间同步协议自动判断网络延时, 对得到的数据进行时间补偿, 从而使局域网设备时间保持统一精准。时间同步原理见图1。

2 综合检测时空同步技术

2.1 里程同步实现原理

目前, 高速综合检测列车采用RFID定位技术、GPS定位技术做为里程定位手段, 里程累加使用速度编码器定位技术, 三者补充融合是解决里程定位问题的最佳手段。GPS与RFID定位优缺点对比见表1。

由于GPS与RFID定位技术各具优势, 时空校准系统中两者相互补充、相互备份, 速度编码器信号用于定位点间里程的累加计距和误差修正。

线路上每1~5 km设置一个定位点, 采集GPS经纬度, 并在定位点同一截面线路两侧接触网支柱上安装电子标签 (见图2) 。在每2个相邻定位点间系统利用高分辨率光电编码器进行累加计距, 维持里程定位数据连续性, 编码器信号累加误差随行车距离增加不断增大, 系统在每个定位点处的里程校准值用来修正编码器累加误差。

2.2 时空校准系统

综合检测时空校准系统以时间可控为基本设计理念, 采用精确时钟同步技术做为误差修正手段, 融合高速射频、差分GSP、惯性导航及实时通信等定位手段, 实现检测列车高速检测过程中的里程精确定位、信息发布、状态监控等功能。系统主要分为时间同步和里程同步两部分, 主体结构设计见图3。

图2定位点标签安装方式

(1) 时间同步。

系统采用GPS作为全车时钟同步的基础时钟源。车载检测系统由于涉及多个系统, 为避免GPS时钟在通过隧道、桥梁、车站等GPS信号遮挡区段信息丢失, 高速综合检测列车的时空校准系统配备高精度时间服务器提供连续、精确、守时的时间信息。

(2) 里程同步。

系统采用速度编码器、DGPS定位系统和高速射频电子标签技术结合的方式进行地理数据信息采集和定位。

为了减少里程同步数据的通信时延, 系统使用专用实时网络进行数据的可靠传输, 保证了同步数据网络延时在微秒以内。车内各检测系统PC、服务器等按照“综合检测列车里程同步协议”与时空校准系统进行里程同步, 达到全车检测系统里程的实时统一。

列车运行过程中, 里程同步服务器采集实时GPS经纬度和射频标签信息, 在“GPS–里程”和“RFID–里程”信息数据库中进行信息对比, 当到达某个定位点时, 系统软件自动匹配出经纬度和射频标签对应的线路里程, 同时完成里程误差修正, 获得当前列车瞬时里程值。里程同步服务器通过采集速度编码器脉冲信号, 在这个里程值上进行累加计算, 以维护里程值的准确性, 直到下一个定位点对里程值进行再次修正。时空校准系统就是通过这样一个修正→累加→再修正→再累加的循环, 始终维护列车里程定位的准确性。时空校准系统里程同步原理见图4。

时空校准系统软件界面见图5, 安装在里程同步服务器上, 主要功能包括整车时间同步、整车里程同步及行车信息记录。此外, 服务器还具有监控各个系统客户端连接情况和正确接收报文情况等辅助功能。

2.3 系统车内布置

时空校准系统服务器及接口单元在机柜内的布置见图6, 包括里程同步服务器、时空校准接口单元和时间服务器。

射频阅读器通过万向调节装置安装在两侧车窗, 与车窗玻璃贴合, 2个标签阅读器安装位置与车顶的定位GPS天线处于车体同一断面上。射频标签阅读器在车内安装实物见图7。定位GPS天线采用高增益双频航空专用GPS天线, 天线安装在车顶位置 (见图8) 。

3 定位精度验证

2011年3月4日—5月3日, 系统在京沪高速铁路先导段 (徐州东—蚌埠南) 进行了最高速度350km/h定位精度验证试验, 试验在380A-001高速综合检测列车上完成。试验过程中, 检测车车内轨道检测、动力学检测、接触网检测、信号检测等系统采用里程精确定位系统进行里程同步。

为了验证高速状态下的系统定位精度, 试验采用了激光触发装置。试验在上行线K756+209及K756+004 2处接触网杆上安装射频标签, 作为精度验证A、B 2个试验点, 安装高度为轨面以上2.2m;在2处试验点间, 上行线K756+102处接触网杆上安装激光发生器试验装置, 安装高度为轨面以上2.35m。车内激光接收位置与标签阅读器在同一列车定位截面。经现场实际测量得到:激光发生器与A、B 2个试验点的精确间距分别为109.1m和95.7m, 测量误差≤0.1m。

当列车高速经过A、B 2个试验点及中间激光器基准点时, 标签阅读器和激光发生器信号采集见图9。列车经过A或B两点时系统自动定位出试验点里程, 并在此里程基础上根据光电编码器信号进行里程累加。激光触发装置在接收到激光光束的瞬间发出触发脉冲, 驱动计数器停止里程累加, 从而得到列车从射频标签到激光发生器处的定位距离。整个激光触发过程由硬件板卡完成, 延时误差忽略不计。

列车以不同速度 (50、150、200、250、300、350 km/h) 通过试验点和激光器, 系统定位的行车间距与实际值对比, 从而验证系统的定位精度。试验数据结果见图10。

图10是各速度级下时空校准系统定位的A、B 2个定位点到基准点的“距离-速度”曲线。曲线描述了列车以不同速度级正反向通过K756—K757试验区段数次。从图中可以看出, 列车正反向通过A、B 2个定位点和基准点数次, 每次获得的定位点到基准点距离曲线与实测距离基本吻合, 定位最大误差<0.3 m。

4 结论

综合检测时空同步技术首次实现了400km/h条件下的精确定位, 定位精度达到1m, 极大提升了国内检测列车装备的技术水平。

图图99射射频频标标签签试试验验验验证证示示意意图图

目前, 时空校准系统已经在CRH380A-0150C、CRH380A-001、CRH380B-002、0号、CRH2-061C等多辆高速综合检测列车上使用。在京沪高速铁路联调联试及日常检测中取得了较好的应用效果。

同步检测 篇2

一、口算下面各题.

8×700= 1200÷300= 206+94=

14×300= 5600÷700= 570-68=

11×800= 8800÷800= 4800÷600=

二、填空.

1.一个因数扩大20倍，另一个因数不变，积扩大( )倍.

2.如果除数除以10，要使商不变.被除数应( ).

3.两个数的商是300，如果被除数、除数都缩小30倍，商是( ).

4.甲数除以乙数，商是54，余数是700，如果乙数是900，甲数是( ).

5.5600÷120=560÷( )=( )……( )

三、判断题.

1.用乘数百位上的数去乘被乘数，得数的末位和乘数的百位对齐.( )

2.0除任何数都得0. ( )

3.1075÷25=(1075×4)÷(25×4) ( )

4.被除数和除数同时扩大或缩小，商不变. ( )

四、计算下面各题.

1.287×306= 2.189×360=

3.146880÷144= 4.150428÷327=

五、计算并验算下面各题.

1.475×109= 2.304×205=

3.22790÷215= 4.154936÷362=

六、求未知数x.

1.234×x=106704 2.90792÷x=873

3.x×352=36960 4.x÷248=302

七、用简便方法计算下面各题.

1.810÷27 2.125×48

3.560÷14÷4 4.4×43×25

八、列式计算.

1.482的多少倍是111342?(列出含有未知数x的等式)

2.143个478相加的和是多少?

3.125的204倍是多少?

4.什么数是128的105倍?(列出含有未知数x的等式)

九、应用题.

1.甲乙两地相距952千米，一列火车从甲地开出7小时，走了全长的`一半，火车每小时行多少千米?

2.1辆汽车1天节约汽油12千克，照这样计算，25辆汽车4天可节约汽油多少千克?

3.一个篮球场的宽是15米，面积是420平方米.篮球场的长是多少米?(列出含有未知数的等式，再解出来.)

4.奶奶今年84岁，正好是小红年龄的12倍，小红今年多少岁?

(列出含有未知数x的等式，再解出来.)

5.王师傅每天工作6小时，12天生产了1080个零件，平均每小时生产多少个零件?

6.新光皮鞋厂生产男鞋840双，生产女鞋3600双.再生产多少双女鞋，女鞋双数正好是男鞋的5倍?

7.工程队要挖一条1800米长的水渠，计划每天挖120米，由于采用新技术，实际每天比计划多挖30米.实际用多少天挖完?

8.商店运来象棋和跳棋共225盒，其中有跳棋45盒，象棋的盒数是跳棋的多少倍?

同步检测（一） 篇3

班级______姓名______学号______得分_______

一、 基础知识运用（第7、9每题3分，其余每题2分，共22分）

1. 下列各组词语中加点字读音全部不相同的一组是（ ）（2分）

A. 广阔无垠/逗哏 衬托/胳膊肘 不解之缘/押解

B. 汲水/负笈从师 停泊/罗布泊 山如斧削/剥削

C. 蹒跚/姗姗来迟 呵斥/祖国呵 日薄西山/瘠薄

D. 瞭望/星火燎原 驳船/驳壳枪 促膝谈心/膝盖

2. 下列各组词语中有错别字的一组是（ ）（2分）

A. 蹂躏 有条不紊 养尊处优 莽莽苍苍

B. 隧道 浮想联翩 伶仃孤苦 浪花四溅

C. 疲惫 抗御风雪 通攫大道 眷念之情

D. 骸骨 擎一把火 独具一格 荒诞不经

3. 下列横线上应填的词语是（ ）（2分）

我是你的十亿分之一，

是你九百六十万平方的总和；

你以伤痕累累的乳房

喂养了

的我、 的我、 的我；

那就从我的血肉之躯上

去取得

你的 、你的 、你的 ；

——祖国呵，

我亲爱的祖国！

A. 沸腾 深思 迷惘 富饶 荣光 自由

B. 迷惘 深思 沸腾 富饶 荣光 自由

C. 沸腾 深思 迷惘 富饶 荣光 自由

D. 沸腾 深思 迷惘 自由 荣光 富饶

4. 下面一段文字中横线上应填的词语是（ ）（2分）

我 爱祖国的山河大地， 一草一木、一花一石、一砖一瓦， 感到亲切，值得我留恋和爱抚。

A. 不仅 即使 也 B. 不仅 就是 都

C. 既然 即使 也 D. 不仅 就是 也

5. 下列各句中加点的成语使用不恰当的一句是（ ）（2分）

A. 他们的言论在社交场所大煞风景，个别的还得罪许多人，以致他们到处和人格格不入。

B. 读金庸、琼瑶的小说，或可斜倚床头，随手一翻；读巴金、冰心的文集，则须备上香茗，月下品味；然而读鲁迅，则要正襟危坐，凝心静气地细细咀嚼。

C. 别看他平时言语不多，但在和同学交流学习心得时却口若悬河地说个不停。

D. 这次民族珍宝展出，汇集了金石、陶瓷等种类的一千多件精品，它们质地的优良、造型的美观让参观展览的中外游客叹为观止。

6. 下列各句中没有语病的一句是（ ）（2分）

A. 散文的真正作意或精神是在铺垫好这些基石后，向情感、精神等形而上的领域大胆进发，构建出一个精神或心灵。

B. 民事法律行为是公民或者法人设立、终止、变更民事权利和民事义务的合法行为。

C. 高速磁悬浮列车没有轮子和传动机构，列车的悬浮、导向、驱动和制动都靠的是利用电磁力来实现的。

D. 人文精神离我们并不遥远，它就在课文之中，就在师生们共同的品读活动之中，就在我们用心发现和呵护的情境之中。

7. 为下面一段文字选择一句恰当的结尾（ ）（3分）

现在许多广告水分太多。它集形容词之大全，美好到可以把豆腐渣说成一朵花。其实广告越是自吹自擂，消费者就越是不买账。其结果是事与愿违。_________。

A. 广告还是少掺水为好 B. 广告还是少用形容词为好

C. 广告还是八月十五看月亮——正在光明好D. 广告还是铁锤砸石头——实打实好

8. 请根据语境选择表达得体的一项（ ）（2分）

迎“青奥”期间，作为一名志愿者，当你在路口维持交通秩序时，一位中学生骑着自行车硬闯红灯，这时，你迎上去说：

A. 喂，你想干吗？想找死呀？ B. 下来！你已经违反交通规则了。

C. 同学，请你不要闯红灯！ D. 你这家伙，懂不懂交通规则？

9. 把下列句子组合成一段话，语意连贯的选项是（ ）（3分）

① 摘在手心上，玛瑙一般红得透明。

② 小心翼翼地咬一口，酸甜甜有点像东北野甸的都柿。

③ 李子大小的扁圆形，周边有一轮一轮的凹槽，果然像个袖珍的小南瓜。

④ 最喜欢一种名叫“南瓜莓”的小果子。

⑤ 果皮薄如熟透的西红柿，鲜红的果汁一碰就要溅出来了。

⑥ 文中译成“南瓜莓”形神兼备，倒是恰如其分。

⑦ 密密地挂在树上，远看小红灯笼一片。

A. ④①③⑦②⑤⑥ B. ⑥⑦①④③⑤②

C. ④①⑦③②⑤⑥ D. ④⑦①③⑤②⑥

10. 下列说法不完全正确的一项（ ）（2分）

A. 艾青，现代诗人，本名蒋海澄，1933年第一次用艾青的笔名发表长诗《大堰河——我的保姆》，感情真挚，诗风清新，轰动诗坛，以后陆续出版诗集《北方》《大堰河》等，作品感情强烈，倾诉了对祖国和人民深厚的情感。

B. 刘白羽，现代文学杰出代表人物，卓越的散文家、报告文学家、小说家、作家，代表作有《长江三日》《心灵的历程》《五台山下》等。选入高中教材的《长江三峡》选自其作品《心灵的历程》。

C. 海明威的《老人与海》真实而生动地再现了桑地亚哥老人与鲨鱼搏斗的场景。虽然没有一个比喻句和形容词，但鲨鱼的凶猛、快捷，形势的紧迫却栩栩如生，使人读来有身临其境之感。

D. 肖邦是波兰作曲家、钢琴家，是历史上最具影响力和最受欢迎的钢琴作曲家之一，波兰音乐史上最重要的人物之一，欧洲19世纪浪漫主义音乐的代表人物。肖邦一生的创作大多是钢琴曲，被誉为“钢琴诗人”。

二、 语言运用（5分）

11. 我们中国人说话通常比较含蓄，在和别人交流时应该认真倾听，准确揣摩并把握别人话中的内涵，机智应对。下面是大学生求职时考官的话，请你揣摩他的言外之意，并用简明得体的语言回答。（5分）

你学业优秀，性格直率，为人单纯，肯定前途无量，是很有希望的“潜力股”啊！可我们的工作是要与形形色色的人打交道。

答：言外之意：___________________________ 。

回答：___________________________。

三、 名句默写（6分）

12. 以下两题任选一题。（每空1分，共6分）

（1）_________，________，卷起千堆雪。（苏轼《念奴娇·赤壁怀古》）

孔子曰：“________，__________ 。”是故弟子不必不如师，师不必贤于弟子，____________，____________，如是而已。（韩愈《师说》）

（2） 怅寥廓，________，________？（毛泽东《沁园春·长沙》）

蚓无爪牙之利，________，上食埃土，下饮黄泉，________。蟹六跪而二螯，____________，____________。（荀子《劝学》）

四、 古诗词鉴赏（8分）

13. 阅读下面一首唐诗，回答问题。

未展芭蕉

钱 珝

冷烛无烟绿蜡干，芳心犹卷怯春寒。

一缄书札藏何事，会被东风暗拆看。

（1） 诗歌首句描写未展芭蕉，是从哪两个方面设喻的？（2分）

（2） 诗歌前两句由物及人，“芳心犹卷怯春寒”一句展现了怎样的画面？请具体描述。（2分）

（3） 诗中的“会、暗”两字，对深化诗的意境有重要的作用，结合全诗谈谈你的理解。（4分）

五、 课内现代文阅读（28分）

阅读《肖邦故园》语段，完成14～17题。（16分）

我们带着惊讶和柔情望着这幢实为波兰民族精华的朴素小屋。它像一只轮船，漂浮在花园绿色的海洋里，花园里的一草一木，都经过了精心的栽培，因为这花园也想与肖邦的音乐般配。

春天，栗树新叶初发，几乎还是一派嫩黄色，它们悬挂在屋顶的上方，犹如刚刚出茧的蝴蝶的娇弱的翅膀。粉红色的日本樱花，宛如在旭日东升的时候飘在庄园上空的一片云彩。如此娇嫩的色调，酷似一首最温柔的曲子，又如落在黑白琴键上的轻盈的速奏。

夏天，水面上开满了白色和黄色的睡莲，那扁平的叶子舒展着，像是为蜻蜓和甲虫准备的排筏。睡莲映照在明镜般水中的倒影，宛如歌中的叠句。肖邦之家的夏，往往使人浮想联翩，使人回忆起肖邦那些最成熟的作品。尤其是黄昏时分，水面散发出阵阵幽香，宛如船歌的一串琶音，而那银灰、淡紫的亭亭玉立的树干，排列得整整齐齐，有条不紊，宛如f小调叙事曲开头的几节。清风徐来，树影婆娑，花园里充满了簌簌的声响。这簌簌声，这芬芳的香味，使我们心荡神驰，犹如是在聚精会神地倾听这独具一格的音乐的悠扬的旋律，清丽的和声。

秋天又别有一番风味。这是乡村婚嫁的季节，时不时有一阵小提琴声传到这里，飘到金黄的树冠下，飘到寂静的草坪上，它提醒我们，此刻正置身于马祖卡曲的故乡。当我们漫步在花园的林阴小道，当我们踏上玲珑剔透的小桥，落叶在脚下踩得沙沙响。作为悠悠往事“见证者”的树叶，就像忧伤的奏鸣曲中那结尾的令人难忘的三重奏，它们以自己干枯的沙沙声招来了那么多的思绪，那么多的回忆，那么多的乐曲。于是，我们开始理解那个客死远方巴黎的人的深沉的郁闷：久别经年，他只能依稀记得“国内唱的歌”。

然而，这里最美的是冬天。请看吧！四野茫茫，白雪覆盖的房舍安然入梦。花园的树木变成了水晶装饰物，且会发出银铃般清脆的响声，就像昔日挂在马脖子上的铃铛。如今既没有马，没有雪橇，也没有狐裘，更没有裹着狐裘的美女。没有母亲，没有姐妹——只有无边的静寂。一切都成为往事了。

只有他还住在这里，独自一人在雅致的房间里来回踱步。只有微弱的琴声在抗御风雪和寂静。只有音乐长存。

倘若你在这样一个隆冬季节，站在小屋的前边，望着被积雪压弯了的屋顶、光秃秃的树枝、黑洞洞的窗口，你就会感到，你是和肖邦在一起。

你是在和肖邦促膝谈心。

14. 细读选文，概述肖邦之家四季景色的特点。（4分）

15. 请逐条说明作者在肖邦之家四季景色中感到自己是在与肖邦“促膝谈心”的原因。（4分）

16. 请揣摩选文，分别简述作者对肖邦、肖邦之家、肖邦音乐流露的情感。（4分）

17. 下面对选文内容的分析和鉴赏，错误的两项是（ ）（ ）（4分）

A. 选文语言优美，感情深邃，真挚感人。作者仿佛为我们演奏了一首格调铿锵的乐曲，描绘了一幅色彩浓烈的田园风景画。

B. “清风徐来，树影婆娑，花园里充满了簌簌的声响。”这一描写，写出了肖邦之家夏天景色的悠扬和清丽，使人心驰神往。

C. 作者从视觉、听觉、嗅觉等角度，分别描写肖邦之家四季的景致，从整体上能给读者直观、立体、综合的阅读感觉。

D. 选文以细腻的笔触描写了肖邦之家春、夏、秋、冬四季的美景，并把它们与肖邦的音乐融合在一起，如歌如画，让人回味。

阅读《祝福》选段，完成18～20题。（12分）

冬季日短，又是雪天，夜色早已笼罩了全市镇。人们都在灯下匆忙，但窗外很寂静。雪花落在积得厚厚的雪褥上面，听去似乎瑟瑟有声，使人更加感到沉寂。我独坐在发出黄光的菜油灯下，想，这百无聊赖的祥林嫂，被人们弃在尘芥堆中的，看得厌倦了的陈旧的玩物，先前还将形骸露在尘芥里，从活得有趣的人们看来，恐怕要怪讶她何以还要存在，现在总算被无常打扫得干干净净了。魂灵的有无，我不知道；然而在现世，则无聊生者不生，即使厌见者不见，为人为己，也还都不错。我静听着窗外似乎瑟瑟作响的雪花声，一面想，反而渐渐的舒畅起来。

18. 理解文中画线句子。（4分）

（1） “活得有趣的人们”是指______________________________________________；

（2） “总算”在文中的含义是______________________________________________。

19. 揣摩句子。（4分）

（1） 用/标出下句的正确读法。（2分）

无 聊 生 者 不 生，即 使 厌 见 者 不 见

（2） “无聊生者不生，即使厌见者不见，为人为己，也还都不错”用_____的修辞手法，表现了作者__________________________之情。（2分）

20. 选文中雪景的描写有什么作用？（4分）

_____________________________________________________

六、 课外现代文阅读（31分）

阅读下面一首诗，完成21～23题。（13分）

水乡行

沙 白

水乡的路，

水云铺。

进庄出庄，

甲 。

渔网作门帘，

挂满树。

乙 ，

乙 。

榴火自红，

柳线舞。

丙 ，

丙 。

要找人，

稻海深处。

一步步，

踏停蛙鼓。

蝉声住，

水上起暮雾。

儿童解缆送客，

丁 。

21. 诗中甲乙丙丁处，应该填写的是（ ）（4分）

A. 走近才见 几户人家住 B. 一手好橹

C. 家家门前 锁一副 D. 一把橹

答：甲 乙 丙 丁

22. 从全诗看，到水乡的是哪一类人？（3分）

23. 下列各项中，诗中明写的是什么？暗写的是什么？（6分）

明写的是：__________________________________、__________________________________；

暗写的是：____________________________________________________________________。

阅读下面选文，完成24～27题。（18分）

① 长江三峡以瞿塘最短，夔门外两岸危崖峭壁，水势如箭，为三峡最险处。郭沫若在《过瞿塘峡》中说过：“若言风景异，三峡此为魁。”“众水会万涪瞿塘争一门。”杜甫用一“争”字宏观地活画了夔门紧锁四川水，科学地预言了夏秋洪水季节瞿塘关口夔门的壅水效应。

② 鉴于三峡工程规划设计任务，几经跋涉奇山异水，峭壁走廊见闻较多的，当数洪、枯水石刻题记，将三峡工程研究河段（重庆至宜昌市）石刻历史最高和最低水位推算至沿河四个水位站。

③ 夔门白帝城1807年洪水石刻，是1153年迄今最高历史洪水位，小滟滪堆1937年枯水石刻，是764年迄今最低历史枯水位。这就是目前所悉夔门洪水枯水石刻最大水位，相应在奉节站出现的水位变幅达72.21米。该站1954年迄今记录，1981年2月18日历史年最高水位与1979年3月7日历史年最低水位变幅只有54.89米。将沿程10个站实测1981年、1979年（此区间无暴雨遭遇）洪、枯水位值点绘于图验证其因史期水分布趋势合理，由图可见，较开阔的河段上、下末端寸滩、宜昌站，历史和实测量水位变幅分别仅有38.00米、20.83米。夔门水囊，向两端收敛，构成以夔门突起为中心扁长型囊袋状。

④ 洪水或枯水，均与航运通过能力关系密切。枯水期水位的高低，影响着通航船舶吃水吨级及航道尺度，持续时间长短，也涉及通航期，特别是长江上游具有洪水期短、枯水期长的特点。洪水期的水位，受涨退率的影响，航漕水深变化不稳定；特大洪水，河道中游变化大。

⑤ 宜昌葛洲坝水利枢纽，是未来三峡航运梯级，已于1981年1月4日大江围堰截流，同年6月15日第一期工程首次试航成功并开始发电，峡江航道初步收到改善效益。待全部建成，峡江枯水期青、泄、崆岭和水盘碛等19处险滩，将以27米多水层在坝上回溯约200公里至奉节城下没埋。葛洲平湖水面均比降为0.05%，大抵相当于长江的中下游，航道条件要彻底改观。至于下川江（重庆朝天门至奉节白帝城），是以航道弯曲狭窄、浅滩栉比著称。欲大幅度地晋升万吨级驳船队终年直航重庆，扩大物资吞吐，降低运输成本，杜绝海损事故等，更有待夔门水囊重剪裁，610公里“高峡平湖”送舟行。

24. 根据上下文，解释文中画线短语或句子的含义。（6分）

（1） 水位变幅

（2） 将以27米多水层在坝上回溯约200公里至奉节城下没埋。

25. 从选文第4节看，长江三峡水位高低与通航船舶的吃水吨级和航道尺度有着怎样的关系？（4分）

26. 文末说：“610公里‘高峡平湖’送舟行”所指范围是什么？（4分）

27. 用一句话概括选文的中心意思。（4分）

附：作文

28. 请以“那山·那水”为题写一篇800字左右的文章，文体自定。

同步检测 篇4

关键词：次同步振荡,次同步谐振,相量校正算法,动态监测

0 引言

近年来,风电、光伏等新型可再生能源发电迅速扩展,其渗透率不断提高。由风电机组控制器与交流电网之间的相互作用引起的次同步振荡(目前部分文献也称为次同步谐振或次同步控制相互作用[1])问题日益凸显,典型的如中国华北沽源地区和新疆山北地区风电相关的次同步振荡现象。次同步振荡在电网中主要表现为幅值较大的持续增长(发散)或恒幅的次同步和/或超同步电流、电压和功率谐波,而且振荡频率会随机网方式的改变而变化,影响电网和设备的安全运行,甚至造成严重的稳定性事故或设备损伤,危害极大。因此亟需对次(超)同步谐波进行动态监测,对于准确把握次同步振荡的动态过程,规避风险乃至进一步实施阻尼控制具有重要的作用。

现有的动态监测装置和系统,如相量测量单元(PMU)和广域测量系统(WAMS)均以工频相量为目标,未专门考虑次(超)同步谐波,且为提高工频相量的测量精度,通常将分数次和整数次谐波滤除,导致不能准确反映次(超)同步谐波的动态,不能满足次(超)同步谐波的监测要求[2,3,4,5,6,7,8,9,10,11]。

本文提出一种能够同时检测次(超)同步谐波和基波相量的新方法,它能自动适应信号内各分量频率时变的情况,高精度、快速检测出所有次(超)同步谐波和基波的同步相量,从而能用于电力系统次同步振荡的广域动态监测、分析、控制与保护。

1 经典基波相量测量方法的适用性分析

研究表明[2],定间隔采样的相量校正算法(以下简称经典相量算法)能够消除整数次谐波的影响,并且在频率发生偏移时,可精准检测相量,避免频率泄漏影响,是实现相量精准测量的有效方法。但是它不适用于检测次(超)同步振荡信息,原因如下。

1)PMU算法所基于信号模型一般不考虑分数次谐波,一旦实际信号包含次(超)同步信号分量,不但不能准确检测次(超)同步分量,而且会严重影响基波相量测量结果。

2)WAMS主站以相对较低的频率(通常为50 Hz、少数为100 Hz)收集PMU相量数据,按照采样定律(能准确反映fs/2的信息,其中fs为采样率),WAMS中心将不能确保准确分析实际的次同步振荡现象[3,5]。

2 新的相量测量方法

2.1 基本原理

文献[2]提出的相量校正算法对于单一频率信号是适用的,新方法的关键是在应用文献[2]算法之前,检测出信号中的频率成分,并将其分离开来。基于该思路所提出的相量测量方法如图1所示,主要步骤包括:①对电压、电流进行定间隔采样与模数转换生成数字信号;②前置滤波,消除低频(2.5 Hz及以下)和高频(100 Hz及以上)谐波的影响;③信号的自适应频率检测,即采用快速傅里叶变换(FFT)检测出幅值超过设定门槛的谐波成分,以下称为模式,假设模式的初始频率为fi0;④自适应模式滤波,针对各模式信号,根据初始频率进行带通滤波,从而将各次谐波分离出来;⑤分别对提取出来的模式信号进行相量校正计算,得到对应模式的初始相量信息(频率、幅值和相位);⑥对初始相量进行补偿,即补偿由于各级滤波环节产生的幅值和相位偏差;⑦相量数据集成处理,包括利用相电压、电流相量生成正负零序相量,标记同步时标等。上述过程中基波也是作为一个模式来处理的,因此最终可同时得到次(超)同步谐波和基波相量。以下对方法中关键的自适应频率检测与模式滤波、相量校正与补偿等功能进行更详细的叙述。

2.2 自适应频率检测与模式滤波

自适应频率检测与模式滤波的功能是:对前置滤波后的信号进行离散傅里叶变换(DFT)/FFT分析,利用幅值—频率信息粗筛出信号中的次(超)同步和基波分量或模式,得到其对应的分辨率约为1 Hz的初始频率值;进一步利用该初始频率自动构建带通滤波器,从前置滤波后的信号中“抽取”出各个模式的信号分量。

设所关注的次(超)同步谐波频率最小和最大值分别为fmin和fmax;设DFT/FFT数据窗长为Ns(典型取值为Ns=fs,典型值为1 200 Hz);fmin频域分量中对应的最小整数点数Nmin=Rounddown(Nsfmin/fs),其中Rounddown(·)为向下取整函数;fmax频域分量中对应的最大整数点数Nmax=Roundup(Nsfmax/fs);根据采样定理,应使Nmin和Nmax介于1和Ns/2之间[12]。

设当前信号的当前采样点为xk,采集Ns个数据点,对当前数据窗进行DFT/FFT计算,只需得到其中介于Nmin和Nmax之间的变换结果即可,设为。根据的模值,即的大小来检测次(超)同步谐波和基波初始频率值,原理是:得出一组整数集合{ni|Nmin<ni<Nmax},其对应的DFT/FFT结果集中的相量满足下列条件:①或归一化值或相对于基波分量的值大于某预先设定的门槛值,目的是排除噪声的干扰;②相对于临近的其他相量而言是一个峰值点,即在频谱曲线中,是一个极大值。

设检测出n个次(超)同步谐波(和基波),即集合{ni}内元素的个数为n,则对应的次(超)同步谐波(和基波)的初始频率为:

值得注意的是,自适应频率检测的精度与采样频率和数据窗长密切相关,当采用1 s数据窗,得到的精度或频率分辨率约为1 Hz。同时,当系统真实的次、超同步信号频率完全未知时,频率检测需要一段相对较长的初始检测时间(1 s)。工程应用中可根据实际情况优化调整数据窗,以兼顾精度与响应特性。

进一步,自动构建n个带通滤波器,也称为模式滤波器,其具体实现可采用各种数字滤波器,如二阶无限冲激响应(IIR)滤波器或有限冲激响应(FIR)滤波器,每个模式滤波器的中心频率即为fi0。经前置滤波后的每一路信号(电压和电流)分别通过n个模式滤波器后,即得到n个模式信号,分别对应待检测的次(超)同步和基波分量,供进一步相量校正与补偿模块使用。

带通滤波器采用如下简单两阶传递函数形式:

式中:G为增益系数;ξ为阻尼系数,可以近似为ξ=3π/ωc,其中ωc为特征角频率,ωc=2πfc。

式(2)有对应的数字滤波器形式,且滤波器系数与中心频率的关系是可以由显式得到的,因此,当中心频率发生变化时,计算滤波系数,也就是滤波器重构的时间非常短,不会带来长的时延。另外,该滤波器本身产生的相位偏差在后续信号处理中是进行了补偿的,其带来的误差非常小。

2.3 相量校正与补偿

相量校正与补偿的功能是:对模式信号进行基于循环DFT的相量校正计算,得到初始次(超)同步及基波相量信息(频率、幅值与相位),进一步通过幅值和相位补偿,纠正前置和模式滤波带来的幅值和相位偏差,得到最终的模式信号相量[2,4]。

设经模式滤波后信号的当前采样点为xk、相量校正算法的数据窗间隔为mi,则经以下步骤计算各模式信号对应的相量。

1)计算数据窗长Ni=Round(fs/fi0),函数Round(·)表示求近似值;取共Ni个数据构成一个数据窗,对其进行循环DFT计算,得到对应的初始模式信号相量,设为X^ik。

2)采用三个定间隔的初始模式信号相量,根据式(3)至式(8)进行相量校正计算,从而得到次(超)同步和基波相量的频率fi和幅值/相位值。

为进一步提高测量精度并使经过不同信号处理通道或不同测量装置的相量具有可比性且实现严格的时间同步,需对此前得到的相量逐一进行幅值和相位补偿,即先计算各模式相量此前所有滤波环节在其频率fi上总的幅频和相频响应,设为αi和φi;然后将相量X-ik的幅值除以αi,相位角减去φi,得到补偿后的次(超)同步谐波和基波相量[13,14]。

3 算法测试

3.1 理想信号分析

采用如式(9)所示的测试信号,它包含基波以及各两组次同步和超同步分量。

式中:基波f0=49.5 Hz,φ0=30°;次同步谐波fs1=15.5 Hz,φs1=60°;fs2=35.5 Hz,φs2=90°;超同步谐波fs3=64.5 Hz,φs3=120°;fs4=84.5 Hz,φs4=90°。

采样频率为1 200 Hz,数据窗长N=1 200,DFT/FFT分析得到的频率分辨率为1 Hz,设幅值门槛为工频幅值的10%,检测得到超过门槛值的频率区段有:14~16 Hz,34~36 Hz,48~52 Hz,63~66Hz,84~86 Hz。这5个区域的极值点即为初始频率,分别为15,35,50,65,85 Hz。根据初始频率构建模式滤波器,分别提取对应的模式信号。然后按照2.3节的相量校正与补偿算法得到次(超)同步与工频相量,如表1所示,并与理论值进行对比,可见幅值误差小于1%,相位角误差小于1°,频率误差小于0.001 Hz,说明该方法可准确测量相量值,尤其频率测量具有很高的精度。

在动态过程中,相量检测的响应时间受到关注。本方法中增加了自适应频率检测环节,但其得到的频率主要用于滤波器设计;而精确频率检测是由本节相量算法决定的,因此当频率变化不超过滤波器带宽时,算法对频率的响应时间主要由后者决定,其值约为1.5个被测谐波周期。考虑到实际系统中振荡频率可能时变,当变化速度较慢(如不高于2 Hz/min)且检测到的频率偏移滤波器中心频率较远时(如2 Hz),可动态调整滤波器参数,来满足检测精度的需要;根据测试,重建滤波器可在2 ms内完成,并经1.5个周期步入平稳输出期。

当振荡幅值发生波动时,如式(9)中次/超同步分量幅值按照Asub=Asup=5+sin(t)变化时,检测结果如附录A所示,说明算法能适应振荡幅值波动的情况。

3.2 白噪声和整数次谐波的影响分析

本文分别分析了随机噪声和高次整数次谐波对算法的影响。在上述理想信号上叠加5%基波幅值的白噪声,重复测试算法并与此前结果进行比较,结果表明:幅值和相角受白噪声影响很小,其值只在0.1%范围内变化,而频率值只在0.01%范围内变化。在理想信号上叠加5%的3次谐波和3%的5次谐波,再次计算并与此前结果进行对比,结果表明,增加谐波后相量值的变化不高于0.01%,即整数次谐波对算法精度几乎没有影响。总的来说,由于前置滤波、模式滤波以及DFT对白噪声和整数次谐波具有良好的滤波效果,使得算法精度受白噪声和整数谐波的影响很小。

3.3 实际系统录波分析

以国家电网公司调度中心提供的2015年8月25日实测的山北Ⅰ线三相电流数据为例来测试所提出的相量测量方法。数据长度为5 s,采样率为1 200 Hz。

首先,以1 s的数据宽度对实测电流进行基于DFT/FFT的自适应频率检测,得到幅频特性如图2所示。设置筛选门槛值为2 A,得到7个超过门槛值的频率区段,其极值点作为初始频率,分别为21,31,50,60,69,79,89 Hz。

然后,根据初始频率自动构建模式滤波器,从电流信号中分别提取各个振荡模式信号,然后经相量校正算法和幅值、相位补偿,得到各相电流的相量值,如表2所示。

为对比,同时采用经典相量算法计算了A相电流的基波相量,图3所示为经典算法与和本文算法得到的基波相量有效值。可见,经典算法由于未能有效消除次(超)同步信号的影响,得到的相量有效值出现大幅波动,不能正确反映基波相量的实际情况,而本文方法可得到平稳而准确的结果。

如果将经典相量算法得到的电流相量以50 Hz的频度传送到WAMS数据中心,则WAMS监测到的基波相量幅值将是比图3更稀疏的采样波形,进一步根据幅值和相位重构信号x(n)=X(n)ejφ(n),对重构得到的信号进行频谱分析,结果如图4所示。可见,与本文方法计算结果仅含有基波分量相比,经典方法还包含了次同步、超同步及其互补频率分量,但与图2相比已经发生较大变化,不再准确。也就是说,采用经典算法在WAMS主站可从基波信号中观测到次同步和超同步谐波的存在,但由于相量信息上传到WAMS主站的频率有限,导致次(超)同步谐波被衰减或混叠,从而得不到准确的次同步振荡信息,反而影响了工频相量本身的精度。

与单一基波和间谐波检测方法相比[15,16],本文方法在计算量和计算时间上均有所增加,但由于其检测的间谐波数量具有不确定性和多重性,因此增加一定的计算量和计算时间也是必要的,考虑到现有设备的硬件与软件资源,在工业装置中实现本文方法并不会带来明显的成本增加。

4 结语

本文针对电网次同步振荡问题提出了一种可同时高精度检测基波和多个次(超)同步谐波相量的新方法,与经典的基波相量检测方法相比,其主要改进在于增加了自适应频率检测、模式滤波与相量补偿环节,从而可对多个关注的基波或谐波相量进行精确检测,工程上在适当增加PMU计算资源的基础上可实时计算。仿真信号测试表明,对于平稳信号检测算法的频率精度达到0.01 Hz,幅值精度达到1%,相位精度约为1°,能有效抑制白噪声和整次谐波的影响。将算法应用于实测的山北线电流,可检测出其多个次(超)同步谐波和基波相量,充分说明了方法的有效性。但方法在振荡频率变化大和快时的动态响应特性,尚待于进一步研究或改进。

与快乐相伴同步检测试题 篇5

1.“塞翁失马”的故事中，塞翁用“意志控制法”调节情绪。

2.情绪与人的思想品德没有关系。()

3.“人逢喜事精神爽”说明积极情绪一定导致积极结果。()

4.即使委屈自己也不能得罪别人。()

5.笑是人的积极情绪的反应。()

二、单项选择：

1.小灵因某事感到非常痛苦，他奔跑到无人处，放声大喊。着中调节情绪的方法是()

A注意转移法B认识改变法C意志控制法D合理发泄法

2.越王勾践卧薪尝胆，励精图治，终于打败了吴国。他用的情绪调节方法是()

A注意转移法B认识改变法C意志控制法D情绪升华法

3.“必须让人们知道，健康并不代表一切，但失去了健康变失去了一切。”这句话说明了()

A身体健康是最重要的B失去了身体健康便失去了一切C健康是人生的第一财富D心理健康是最重要的.。

4.“笑一笑，十年少”。这句话说明()

A心理健康是身体状况的决定因素B身体健康比心理健康更重要

C心理健康有助于身体健康D积极情绪一定导致积极结果

5.《史记中赵国的使者蔺相如面对秦王“怒发冲冠”，最终“完璧归赵”，你认为()①蔺相如没有控制好自己的情绪②蔺相如的愤怒是在坚持原则③蔺相如维护了国家的尊严④蔺相如合理的表达了自己的情绪

A①②④B①②③C②③④D①②③④

6.去听一场音乐会，看一次画展，与好朋友去郊游欣赏大自然的风光……使自己处于怡然恬静的心境之中，这样，挫折之后的情绪就得到调解，这样调节情绪的方法是()

A意志控制法B注意转移法C情绪升华法D认识改变法

7.当夜深人静，自己一人走路害怕时，提醒自己“有什么可怕的，自己走路害怕多没出息。”这样做()

A是通过自我暗示遏制不良情绪的产生B是自我解嘲，是自我安慰C是通过升华情感将不良情绪转化为积极的行动D属于合理发泄

8.自我激励是一种理智控制情绪的好方法。下列属于这类方法的有()

A持之以恒B顽强拼搏，奋发进取C反复提醒自己D锲而不舍

9.人在烦闷、苦恼时多回忆自己感到幸福、高兴的事，可以冲淡甚至忘却烦闷。其中调节控制情绪的方法是()

A合理发泄情绪B注意转移法C自我激励D心理换位

10.“要知道梨子的滋味，得先尝一尝”。这说明锻炼心理品质离不开()

A家庭教育B学校教育C社会环境D实践活动

11.“适当的悲伤可以表示感情的深切，过度的伤心却可以证明智慧的欠缺。”这句话告诉我们()

A过度的悲伤是不良情绪，需要进行调控B情绪能支配人们的行为

C悲伤是一种不良的情绪D我们能够控制自己的情绪

12.迈克尔乔丹从小就把打篮球当作人生的梦想，刚入高中时，教练认为他个头不够高，拒绝他加入校队。乔丹将沮丧和愤怒一股脑发泄在训练场上，经过勤奋努力，他以精湛的球技征服了教练，如愿以偿地成为了校队的一员。迈克尔乔丹调控情绪的方法是()

A自我控制B情绪升华C自我激励D自我暗示

13.“塞翁失马，安知非福”的成语故事告诉我们可以依靠_______来调节情绪。()

A注意转移法B情绪升华法C意志控制法D认识改变法

14.青少年的心理健康主要表现在()

①情感丰富，兴趣广泛②严于律己，宽以待人③对工作认真负责④智力正常，乐于交往，意志坚强

A①②B③④C②③④D①②③④

三、简答题：

1.调节情绪的常见方法有哪些?

2.每个人都有自己克服不良情绪的方法，让我们相互交流一下，把你的好方法告诉大家，让我们来一起分享。

3.在学习和生活中，你经常能体验到哪些积极情绪。

答案

一、判断题：

×√××√

二、单项选择：

1—5DDCCC6—10BACBD11—14ABDD

三、简答题：

1.意志转移法注意转移法认识改变法合理发泄法尽情倾诉法情绪升华法

同步检测 篇6

（A）根据句意及首字母提示，写出空白处所缺的单词。

1. There are many a____ in Shanghai Zoo.

2. Guangdong is in the s____ of China.

3. She is l____. She doesn’t like sports.

4. ——How do you r____ after a day’s work?

——I just sit down and take a glass of beer.

5. ——Is your English teacher f____ to you all?

——Yes, he is very kind to us.

（B）用括号中所给单词的适当形式填空。

1. The panda looks very ____ (beauty).

2. How many ____ (box) can you see on the table?

3. She likes ____ (play) with her friends.

4. Giraffes like to eat ____ (leaf).

5. I like giraffes because they are ____ (interest).

Ⅱ. 单项填空。（共15小题，每小题1分，共15分）

1. You can see an ____ in the zoo.

A. tigerB. elephantC. pandaD. lion

2. The boy likes dolphins ____ they are very cute.

A. becauseB. soC. andD. but

3. ——There are many ____ of animals in the zoo.

——Yes, I like koalas best. They’re ____ of interesting.

A. kinds; kindsB. kind; kindC. kind; kindsD. kinds; kind

4. Tom’s little sister is only eight ____.

A. year’s oldB. year oldC. months oldD. month old

5. There are pandas, koalas, tigers and many ____ animals in the zoo.

A. otherB. someC. muchD. any

6. ——Are these giraffes from Africa?

——____. The elephants are from Africa, too.

A. Yes, they areB. No, they aren’tC. Yes, they doD. No, they don’t

7. ——____ do you like elephants?

——I like them very much. They’re very clever.

A. WhyB. HowC. WhereD. When

8. Molly and Bill are my ____. They are ____ to me.

A. friendly; friendlyB. friends; friends

C. friendly; friendsD. friends; friendly

9. Jim usually sleeps for 9 hours ____.

A. dayB. at the dayC. every dayD. everyday

10. ——Mike, ____ here, your classmates are sleeping.

——Sorry, Mr Wang.

A. isn’t talking B. doesn’t talkC. don’t talkD. not talk

11. ——____ tigers interesting?

——Yes, they ____.

A. Are; doB. Do; areC. Are; areD. Do; do

12. ——____ do kids like pandas?

——Because they’re very cute.

A. WhatB. WhyC. WhereD. How

13. The shop is open ____ the day.

A. onB. during C. forD. about

14. Where ____ elephants ____?

A. do; fromB. are; come from C. are; fromD. do; be from

15. ——Let’s see the pandas first.

——____

A. Why do you ask me?B. OK, let’s go.

C. What animals do you like?D. No, I don’t.

Ⅲ. 完形填空。（共10小题，每小题1分，共10分）

There is a zoo in our city. My parents often take me there on __1__. I like animals. I have a lot of __2__ animals in my room. In the __3__ I can see tigers, elephants, monkeys, pandas, bears, snakes and many other __4__. Some animals are friendly, but some are not. Tigers, bears and some snakes are __5__. That is why they have to stay in __6__. But I do not think it is good for animals to stay in cages. They should be free. The animals in cages can’t be __7__.

I think the most interesting animals in the zoo are the dolphins. I like __8__ them swim and jump. They swim so fast and jump so high. They can play with a ball. They can stand up and walk __9__ the water! They are very __10__ to people. If you fall into the water and can’t swim, they may come to help you.

1. A. summerB. monthC. weekdaysD. weekends

2. A. realB. uglyC. toyD. your

3. A. zoo B. parkC. bankD. library

4. A. tigers B. peopleC. friends D. animals

5. A. dangerous B. cute C. interesting D. ugly

6. A. houses B. zoosC. cagesD. pools

7. A. niceB. happy C. sadD. sorry

8. A. looking B. seeingC. watchingD. listening

9. A. inB. at C. withD. on

10. A. friendlyB. shy C. warm D. cold

Ⅳ. 阅读理解。（共20小题，每小题2分，共40分）

（A）

The polar bear is a very big white bear. We call it the polar bear because it lives inside the Arctic Circle near the North Pole. There are no polar bears at the South Pole.

The polar bear lives in the snow and ice. At the North Pole there is only snow, ice and water. There is not any land. You cannot see the polar bear in the snow because its coat is yellow white. It has a very warm coat because the weather is cold at the north of the Arctic Circle.

The bear is three meters long, and it weighs 450 kilos. It can stand up on its back legs because it has very wide feet. It can use its front legs like arms. The polar bear can swim well. It can swim 120 kilometers in the water. It catches fish and sea animals for food. It goes into the sea when it is afraid.

People like to kill the polar bear for its beautiful white coat. The governments of Canada, the USA and Russia say that no one can kill polar bears now. They do not want all of these beautiful animals to die.

1. The polar bear lives ____.

A. at the South PoleB. near the North Pole

C. in warm countries D. everywhere

2. At the North Pole there is no ____.

A. ice B. snowC. water D. land

3. You cannot see the polar bear in the snow because ____.

A. it has a yellow white coatB. it can run very fast

C. it goes under the snowD. it goes into the water

4. How big is the polar bear? ____.

A. It’s 3 meters long and it weighs 400 kilos

B. It’s 4 meters long and it weighs 450 kilos

C. It’s 4 meters long and it weighs 400 kilos

D. It’s 3 meters long and it weighs 450 kilos

5. The polar bear ____ for food.

A. catches land animalsB. catches sea animals and fish

C. looks for trees D. looks for fruit and vegetables

（B）

Come and see the Indian(印度) elephants and new tigers from America. The bears are waiting(正等着) to meet you, and the monkeys from China are waiting to throw things at you. The lovely dogs from Australia are waiting to laugh at you. The giraffes from Zambia(赞比亚) are waiting to look down you.

Keep the zoo clean!

Don’t touch(触摸), give food or go near the animals.

Tickets

Adult (成年人): $2.00

Children: Over 12, $1.00

.Under 12, Free

Opening time

9：00 a.m.-4:00 p.m.

Friday 10:00 a.m.-3:00 p.m.

1. How many kinds of animals are talked(被谈到) about in the passage? ____.

A. FourB. FiveC. SixD. Seven

2. Now Mr Smith is in the zoo with his two sons, one aged 14 and the other 10, how much are the tickets together? ____.

A. $4.00 B. $2.00 C. $3.00D. $1.00

3. Which of the following is the visiting time? ____.

A. 3:00 p.m. SundayB. 9:30 a.m. Friday

C. 8:00 a.m. MondayD. 5:00 p.m. Tuesday

4. From the passage we can guess the animal “giraffe” must be very ____.

A. fat B. tall C. longD. ugly

5. We can ____ in the zoo.

A. give some food to the fish B. touch the monkeys

C. throw things everywhereD. take a few of nice photos

（C）

“Pandas look like funny bears. But pandas are not bears. They are…”

Do you want to know more about pandas? Please come to our animal classes. You can also visit two new pandas in our zoo. One panda is a girl. The other is a boy. These cute animals are from China. Kids aged from five to eight are welcome to come with a parent. Please arrive at one thirty on the afternoon of November 15th. You don’t need to pay. If you have any questions, call City Zoo at 873-7391.

Come and join us! Learn more about pandas!

根据短文内容完成下列题目。

Place: 1____

People: Kids aged from 2____ to ____(with a parent)

Date: 3____

Time: 4____

Activities(活动): Having a class and visiting 5____

（D）

Kangaroo lives in Australia. It has very strong legs. It can jump high. It is good at looking after its baby. A mother kangaroo has a pouch（育儿袋） in front.

Giraffe is from Africa. It can run fifty kilometers an hour. It has a very long neck and long legs. It can eat leaves on a very tall tree.

Penguin lives on the South Pole(南极). It is always very cold there. It is black and white. It can walk on the ice and swim in the sea. It’s a big bird, but it can’t fly. It eats fish. It has very short legs. It looks very lovely. Children like it very much.

Panda is very lovely. It is from China. It is white and black. It likes bamboo shoots（竹笋）. There are not many of them in China now. Everyone in the world loves it very much.

根据短文内容填空，完成下面句子（每空一词）。

1. Kangaroo lives in ____ and it has very strong _____.

2. Giraffe is from ____ and it can run ____ kilometers an hour.

3. Giraffe has a very long ____ and it can eat ____ on a very tall tree.

4. Penguin lives in ____ weather and it eats ____.

5. ____ is from China and ____ in the world likes it very much.

Ⅴ. 按括号内的要求完成句子（每空一词）。（共5小题，每小题2分，共10分）

1. I like monkeys because they’re smart. (对划线部分提问)

____ do you ____ monkeys?

2. Pandas are from China. (写出同义句)

Pandas ____ ____ China.

3. My sister likes elephants and giraffes. (改为选择疑问句)

____ your sister like elephants ____ giraffes?

4. She is clever. (改为否定形式的一般疑问句并作肯定回答)

——____ she clever?

——Yes, she ____.

5. I think elephants are interesting. (改为否定句)

I ____ ____ elephants are interesting.

Ⅵ. 根据汉语提示，完成句子（每空一词）。（共5小题，每小题2分，共10分）

1． 狮子也来自非洲。

Lions ____ ____ from Africa.

2. 安娜喜欢和她的中国朋友玩。

Anna likes to ____ ____ her Chinese friends.

3. 你们为什么认为狮子可爱？

____ ____ ____ lions are cute?

4. 他通常在白天睡觉，晚上起来工作。

He usually sleeps ____ ____, but ____ ____ ____ ____ at night.

5. 你喜欢其他什么书吗？

____ ____ ____ do you like?

Ⅶ. 根据上下文在空缺处填写适当的内容，将对话补充完整。（共5空，每空2分，共10分）

A: Hi, Henry! Where __1__ you want to go?

B: I want to go to the zoo.

A: That sounds great. What __2__ of animals do you like?

B: I like elephants.

A: __3__?

B: Because they’re strong(强壮的) and smart. What about you?

A: I like koalas a lot. Because __4__ are cute.

B: __5__ are koalas from?

A: They’re from Australia.

Ⅷ. 书面表达。（15分）

请看这些图片。现在同学们正在评选“动物之星”，你打算投哪个动物一票呢？请展开想象，说明你的理由。

要求：50词左右。

提示：1.What animal do you like best? 2.Why do/don’t you like…? 3.Because…

同步检测 篇7

关键词：永磁同步电机,双向检测法,Matlab,启动电流,霍尔传感器

0 前 言

随着永磁材料技术、半导体技术和控制技术的发展,永磁同步电机(PMSM)在工业控制领域逐渐取代了直流电机,取得了主导地位。优化交流电机控制系统,也就是优化环节,尤其是启动和制动等交流伺服电机控制中的关键环节。如今,国内外较多地研究了无位置传感器[1,2]和单位置传感器[3]等转子位置控制方法,这两种研究方向都立足于高精度的测量与计算,并对光电编码器的分辨率有很高的要求,尤其前者在d-q轴与ABC三相之间的夹角的控制时,只能对三相电流进行调节,使转子固定于一点,而不能确定转子初始位置。在转子不允许出现反转情况时,诸如缝纫机等应用,在这类要求具有高位置控制精度的情况下,就需要安装增量式编码器、霍尔传感器元件等位置反馈器件,以此获得转子磁场的准确位置[4,5]。

本研究主要介绍永磁同步电机双向检测启动控制的研究。

1 双向检测电机启动控制

1.1 电机的矢量控制

通过空间矢量控制的方法,可以将交流伺服电机转换成励磁绕组和电枢绕组与转子同步旋转的直流电机。由于永磁同步电机的数学模型是建立在转子相应的d-q旋转坐标系上的,所以其矢量的控制是按转子的磁场进行定向的。

本研究采用的控制方案为三闭环模式如图1所示,包括:速度环、电流环和位置环。

1.2 电机起始位置的检测

在电机控制的过程中,只有在启动环节获得准确的转子位置,才能通过控制方案得到正确的电压/电流矢量,给出合适的转动力矩[6]。当电机上电启动时,转子与定子之间的空间位置关系是任意的。如果不确定空间位置就让电机工作,可能导致电机的力矩非常小或者为零,更有可能使电机反方向转动。

本研究介绍的方法采用霍尔磁感应开关作为位置传感器,霍尔磁感应器件在有垂直磁场通过时会产生一个电压,称为霍尔电压[7]。传感器的对数与电机的极对数保持一致,它输出3路彼此相差120°,占空比为0.5的脉冲信号U、V和W。这三相中的任一相在转子旋转一周中,发出与极对数相同的脉冲个数。U、V、W三相电平组合与电角度区间表如表1所示,本研究通过检测三相霍尔器件的脉冲信号,根据表1来确定电机电角度的位置区间。

依据霍尔传感器确定转子的电角度区间,采用双向检测法来进一步对转子的准确位置进行搜索,最后根据推断出的转子的准确位置进行电机闭环控制。选择恰当光电编码盘的精度直接影响到转子位置确定的精确度,精度越高就能使电机在更小精度下产生微动,而在不允许反转的场合中启动时抖动的幅度是衡量指标之一。在本研究中,建议选用的光电编码盘的精度采用500线(2 000脉冲)以上。

电机电角度表示如下:

θ=(max+min)/2 (1)

根据之前确定的转子电角度区间[min, max],给予电机某个电角度的电流矢量。如图2所示,例如当电机三相脉冲UVW为101时,则电角度落在0°～60°之间,选择电角度为30°的电流矢量,矢量大小控制在电机额定电流的10%左右,使电机转子产生微动(如图3所示)。

增量式光电编码盘测量出转子的微动,判断转子的转动方向。如果电机的转动方向为顺时针,那么转子的电角度位置位于[θ, max](如图4所示);反之,则转子的电角度位置位于[min, θ]。依次类推,直到搜索次数达到最多次数,或者min>max,当然还包括电机静止于一个角度不再产生微动,即可得出当前所通的电流矢量的电角度就是转子的电角度。

采用双向检测法的搜索,位置控制的精度大致取决于搜索的次数。若编码盘的脉冲个数为m,则最多的检测搜索次数为:

n=log2m (2)

启动位置的精度可以控制到光电编码器的分辨率。如编码器为500线,2 000个脉冲数,则位置精度可以控制到2π/2 000。换个说法就是启动位置的精度完全可以达到与硬件的精度一致,硬件的精度越高,控制精度也越精确。而同样精度的增量式编码器较绝对式编码器的价位低很多,在生产中能被广泛使用,本方法使得低端的增量式光电编码器在霍尔传感器的配合下,达到了启动的精确控制。

由于在搜索过程中,电机会产生微动。因此在要求控制精度高的情况下,在每一次搜索结束后,需要根据事件管理器中的计数器来对电机进行复位操作。即每一次搜索后都根据计数器的值,以及电机的转动方向,发出一个电角度相差计数器值大小的电流矢量,使转子始终保持在起始位置。

光电编码盘输出3路脉冲信号QEP_A、QEP_B和QEP_INDEX。QEP_A、QEP_B两路脉冲之间相位相差90°,通过这两相信号能够判断出电机的转动方向。电机每转一周,QEP_INDEX脉冲就发出一个基准校零信号。电机在运转过程中,采用SVPWM方法来控制电流矢量,使其超前转子磁极90°。通过双向检测法启动后的电流矢量不一定正好超前90°,这样就造成了产生的力矩不为最大的情况,故需要再用编码器中的QEP_A、QEP_B相信号来精确确定转子的电角度。

启动环节的控制中,起始位置检测的目的是能够对电机的电流、速度以及转矩的控制进行优化,达到预期的目标。启动时需要一个较大的转矩,才能使电机摆脱静止状态而进入运行状态,故需要通一小段时间较高的电流来带动电机,这是正常启动和实施的基础。然而,启动电流如果过高,就会造成过流等严重后果;启动电流不够,导致转矩不够而带不动电机转动。转子轴为d轴,q轴顺着旋转方向超前d轴90°电角度,给出的电流矢量就落在q轴上。因此,采用了双向检测起始位置后,一旦确定了转子的电角度,就能够直接控制电流,用最小的电流幅值得到最大的输出转矩,有效地避免了前面所提及的现象,使电机控制达到节能、高效等优点。

2 电机启动环节的仿真

电流、速度以及转矩这3项数据是电机控制中至关重要的控制单元,尤其是对于启动的环节,因此,适当地控制启动电流、速度和转矩的启动变化是仿真所要得到的结果。

本研究采用Matlab来实现电机启动电流、速度以及转矩三者的仿真。硬件平台采用TMS320LF2812作为主控芯片,通过光耦隔离方式来控制驱动功率IPM模块,电机为双极永磁同步电机,其额定功率为500 W,额定转速为3 000 r/min,采用三相霍尔传感器和500线的增量式光电编码器作为位置环与速度环的反馈元件。转矩设置为4 N·m,速度设置为100 r/min。

笔者分别就有无采取双向检测法确定启动位置进行了启动的仿真。采取启动位置检测的仿真模型是在无启动位置检测模型的基础上增加了S-Function模块,将AdjustPosition函数仿真实现(如图5所示)。

3 仿真结果

仿真结果如图6、图7所示。未使用双向位置检测的转子启动时,根据速度的仿真结果可以看出会产生短时间的反转现象。而使用了检测的仿真结果在启动时只是产生微动,并无反转现象。在电流的控制上,相对可以使启动电流的超调量减小,平稳时间减短。电流控制直接影响到转矩的控制,因此转矩的控制也能达到同样效果。

4 结束语

经Matlab/Simulink仿真试验证明,本控制系统与转子启动位置双向检测法的结合使得电流、速度以及转矩超调量小,减短了平稳时间,提高了稳定性,同时电机控制效果良好,对永磁同步电机运行时的闭环控制起到了预期的作用。

参考文献

[1]AL-BAHADLY I H.Examination of a sensorless rotor-posi-tion-measurement method for switched reluctance drive[J].IEEE Trans.on Industrial Electronics,2008,55(1):288-295.

[2]茅正冲.无传感器无刷直流电动机起动过程分析[J].微电机,2008,8(1):82-84.

[3]BECCUE P B,PEKAREK S D.A coupled piezoelectric/single-hall-sensor position observer for permanent magnetsynchronous machines[J].IEEE Trans.on Industrial E-lectronics,2007,54(5):2389-2397.

[4]蔡卓剑,赵荣祥,程方斌.电机转速和转子位置数字测量方法的研究[J].电气传动,2007,37(8):12-14.

[5]KIM W,WHEELER P W,JEONG C,et al.Accurate Ini-tial Pole-Position Estimation of Surface PM-LSMin the Posi-tion Control.Power Electronics and Applications[C]//2007 European Conference,2007,2(5):1-8.

[6]CHO K R,HAANG T S,SEOK J K.Initial Position Esti-mation for Closed-loop Linear Hybrid Stepping Motor Drivesusing DC Current Excitation[C].Power Electronics Special-ists Conference,2006.PESC’06.37th IEEE,2006.

分布式数据库同步检测方法探讨 篇8

1 矩阵校验算法

1.1 算法概述

联机时将缓存的数据分成n张页面，分别记为P1, P2，…，Pn，把每个页面的校验和分别记C1、C2、…、Cn。求整数m使得(m-1) 2

在服务器方也按同样的方式分页，按同样的方式对校验和排列矩阵。在服务器方计算矩阵中每一行的签名，分别记为SRS 1, SRS 2，…，SRS m。计算矩阵中每一列的签名，分别记为SCS 1, SCS 2，…SCS m。

MU在重连后，把它所缓存的页号码发送到服务器，服务器按上述方法排列矩阵，计算每行和每列的签名，并把这些签名按顺序发送到MU。

MU也按上述方法排列矩阵和计算各行、各列的签名，每行的签名分别记为MRS 1, MRS 2，…，MRS m;每列的签名分别记为MCS 1, MCS 2，…，MCS m。

RX i=1当SRS i≠MRS i时，

0当SRS i=MRS i时.i=1, 2，…，m

比较各行的签名之后，就可以得到RX的一组值:

CX i=1当SCS i≠MCS i时，

0当SCS i=MCS i时。

比较各列的签名之后，得到CX的一组值:CX1,

CX2，…，CX m。

1.2 实例分析

假设有一个64张页的例子，则应排成8×8的矩阵，示意如下(不一致的页用*标记):

通过比较各行、各列的签名之后，得到:

将有可能不一致的页提取出来，得到如下的新矩阵

由RX1=1, CX=00100101可知:在第1行中可能不一致的页有P13, P16, P18。

由RX4=1和CX=00100101可知:在第4行中可能不一致的页有P43, P46, P48。

由RX8=1和CX=00100101可知:在第8行中可能不一致的页有P83, P86, P88。

在上述9个可能不一致的页中，至少有3个页一定有错。如果有超过3个页不一致，则这9个页就是所有不一致页的一个超集。

1.3 算法实现

Tb表示可能不一致页的集合，其初值为空页面Pij的校验和为矩阵中的Cij.Tb:=0

1.4 结果分析

算法确定了一个n×m阶的结果集，这个结果集可能就是所求的不一致页的集合，也可能是不一致页的一个超集(所有不一致的页都包含在里面)。其形式如下:对此集合中可能不一致的页的分布情况作详细讨论，并分别作相应的后续处理。

1.5 不一致页的分布情形

(1)不一致的页刚好落在矩阵对角线或反对角线上(选用一个5阶的方阵作讨论，下同)，情形如下(不一致的页有*标记)：

这种情况是最理想的状况，对于本例的5×5阶方阵，最少有5个页不一致，如果是该情形，则不一致的页就是对角线或是反对角线上的那些。

(2)不一致的页较分散，并不在对角线上，但是正好是满足要求的最少页。情形如下：

对于本例的5×5方阵，不一致的页正好分布在该方阵的行列式的其中一项上，所以只有5张页就能得出签名比较的结果，得到这个5×5阶的结果集合。

(3)不一致的页较分散，并不在对角线上，但是不一致页数目大于最小值，情形如下：

这种情况不一致页的分布表现得无规律性，在这25张页中，不一致页的数目在5～25之间都有可能。

(4)结果集合不是方阵的情形，不一致页的分布也可作类似分析，在此不赘述。

2 技术对比

从算法的复杂程度和实现难度来看，矩阵校验算法显然更胜一筹，其他算法必须实现麻烦的页分组机制，在分组时，随机算法的选择也很关键，不合适的随机分组算法会大大影响实现的效率，会将不一致的页判断为一致，又将一致的页判断为不一致。这都是算法本身的缺陷带来的。本算法通过简单易行却很完美的矩阵排列的方式进行分组，减少了解决问题的环节，很自然地使算法出现错误的几率δ降到了可以忽略的程度，也就是说本算法更可靠。另外本文对确定一个超集之后的解决方案作了讨论，并吸收了以前研究成果可借鉴的部分，使得本算法更可靠、更健壮，能应对在应用中出现的各种情况。

3 结束语

从上面分析可知，矩阵校验算法在很大程度上只能找出不一致页的范围，并不一定能精确到具体页，但在实际应用中，在校验一组页之前知道有多少个页不一致是不现实的，一定要精确地定位那些不一致的页也是没有实际意义的。本文技术的竞争力体现在算法复杂度和实现难度方面，通过简单而有效的矩阵排列，解决了分组的问题，使本技术比其他技术更可靠，不一致的概率更小。而且在确定一个结果集后，又采取了行之有效的措施，在结果集的基础上再作诊断，使诊断结果更为精确。

参考文献

[1]何新贵, 唐常杰, 李霖, 等.特种数据库技术[M].北京:科学出版社, 2000.

[2]Franklin M J, Carey M J, Livny M.Transactional Cli2ent/Server Cache Consistency:Alternatives and Per2formance[J].ACM Transactional on Database Sys2tems, 1997 (3) .

[3]Barbara D, Imielinski T.Sleepers and Workaholics:Caching St rategies in Mobile Environment s[R].In:Proceedings of ACM SIG-MOD Conference Minnesotai, 1994:1-12.

[4]Daniel.Barbara, Richard J Lipton.A Class of Random2ized St rategies for Low2Cost Comparison of File Copies[J].IEEE Trans-actions on Parallel and Dist ributedSystems, 1991, 12 (2) :160-170.

同步检测 篇9

关键词：相干检测,TD-LTE系统,下行,辅同步信号,检测方法

一、引言

随着我国科技的不断进步, 在2005年3月, 我国的3GPP组织利用空中接口技术, 启动了长期演进LTE工作。其中, 在国际上第三代移动通信之后, LTE属于新一代的移动通信标准, 且TD-LTE是以时分双工TDD模式为基础的LTE系统[1]。它主要包含的基础技术有正交频分复用OFDM以及多输入多输出MIMO两种[2]。本文作者经过研究分析, 重点分析了基于基于相干检测的TD-LTE系统下行辅同步信号检测方法, 具体如下。

二、基于相干检测的TD-LTE系统下行辅同步信号检测方法

(一) 原理以及案例分析

在利用相干检测的TD-LTE系统进行辅同步信号检测时, 首先要进行小区搜索, 即是对小区下行同步信号进行检测, 然后再把用户终端UE连接到LTE小区。其中, 在相干检测的TD-LTE系统中, 主要有两种下行同步信号:辅同步信号SSS以及主同步信号PSS。一般情况下, 如果当前小区所选择的CP的长度是已知的, 那么TD-LTE系统在进行SSS检测时的具体方法如下, 首先依照PSS的位置关系, 把本地的SSS序列同系统送往接收端的SSS数据进行频域内的互相关, 然后通过相关峰值对SSS序列进行判决, 确定SSS检测方法[3]。但是此种检测方法运算复杂, 而且在低信噪比的情况下, 容易发生检测错误。

而且, 有相关研究人员分析差分相关以及部分差分相关的特点发现, 利用非相干的SSS检测方法进行检测, 虽然能够有效的避免相干检测的缺点, 但是却存在计算复杂度高的问题, 同样增加了检测的难度[4]。

(二) SSS序列的生成实验

根据上文中的原理以及案例分析发现, SSS序列长度为62, 是由两个相同长度的m序列交织级联得到, m序列长度为31。无线帧中, 子帧0的SSS序列以及子帧5的SSS序列, 两者的交织级联方式相反, 因此, 设计者可以利用UE检测SSS序列的顺序来判断无线帧的同步位置, 有时也被称作为起始位置。另外, 设计者通过利用两组扰码序列对SSS序列进行干扰, 能够有效地提升小区间同步信号的辨识度。另外, 两组扰码序列同主同步序列之间的关系如下:与主同步序列的索引号相对应的小区组内ID号决定了第一组扰码, 同时第一组扰码序列影响着第二组扰码, 且第二组扰码在奇数子载波上能够实现对于SSS序列的二次加扰[5]。

另外, 分析主同步信号PSS的检测方法, 在TD-LTE系统小区内, 主同步信号PSS的代表符号为OFDM, 它位于子帧1、6的第3个符号, 相对比SSS晚了3个符号, 并且子帧1的PSS序列同子帧6的PSS序列相同, 但是, SSS位于子帧0、5的最后1个符号, 子帧0的SSS序列同子帧5的SSS序列不相同, 在试验中子帧0的SSS序列利用SSS0表示, 子帧5的SSS序列利用SSS5表示。以4个OFDM符号时间为参考, 当信道相干时间远远超出参考时间时, 则表示PSS所在符号以及SSS所在符号, 两者发出的频域信道冲激响应基本相似, 这样就可以采用相干检测的方法, 借助于PSS取得的频域信道冲激响应值对SSS取得的频域信道冲激响应值进行检测。反之, 当信道相干时间远远小于参考时间时, 则表示PSS所在符号以及SSS所在符号, 两者发出的频域信道冲激响应不相等, 如果同样采取上述方法进行检测, 就会降低接收端检测SSS的成功率。

(三) 性能仿真实验

在试验中, 笔者在高斯信道以及300 HzETU多径信道下, 利用MATLAB仿真软件对文中的两种SSS检测算法的性能进行对比, 具体的仿真结果如下图1和图2所示。

分析图1发现, 在高斯信道下, 两种检测算法的MSE都随着信噪比的增加, 而呈现出下降的趋势。而且, 对比两种检测算法, 相干检测算法的性能优势更高。

分析图2发现, 在300 HzETU多径信道下, 两种检测算法的MSE依旧随着信噪比的增加, 呈现出下降的趋势。但是在信噪比为2 d B时, 两种检测算法的结果一致, 当信噪比小于2 d B时, 对比两者的性能优势发现, 相干检测算法的性能优势更高;相应的, 之后随着信噪比的增加, 因为多普勒频移、多径信道等因素的影响, 在进行信道补偿时容易发生错误, 降低了相干检测算法的性能。

总之, MATLAB仿真表明, 基于部分相关的非相干检测算法性能无论是在高斯信道下, 或者是在多径信道下, 其性能都比较稳定;但是对于相干检测算法来讲, 在多普勒频移较大的多径信道下, 它的性能会出现稍稍下降。

三、总结

综上所述, 传统的3G移动通信技术已经不能够完全满足社会发展的需要, 人们对于技术提升的要求也不断增大。然而, 作者提供的辅同步信号的检测方法, 能够有效地提升我国的移动通信技术的发展, 具有很大的意义和价值, 值得相关研究者进行探究。

参考文献

[1]白海龙, 管鲍, 曾海波, 李平安, 王俊.FDD-LTE小区搜索同步信号检测算法研究[J].移动通信.2011 (22) :45-46.

[2]JUNG I K, JUNG S H.SSS detection method for initial cell search in3GPP LTE FDD/TDD Dual Mode Receiver[C].Communication and Informa-tion Technology, 2009.ISCIT2009.9th International Symposium, 2009:199-203.

[3]陈发堂, 朱明.LTE系统中RLC层发送过程与接收过程的详细研究及测试[J].广东通信技术, 2013 (02) :12-14.

[4]R1-073738, Ericsson.RACH transmission timing alignment for LTE TDD.TSG-RAN WG150, Athens, Greece, 20-24, 2007 (08) :20-24.

同步检测 篇10

关键词：IEC 61850,IEEE 1588,同步,精度,误差,检测方法

0 引言

IEC 61850标准中根据不同的目的、要求定义了不同级别的时间同步精度[1],其中故障定位精度为300 m,则电子式电流互感器和电子式电压互感器用智能电子设备时间同步精度必须达到1 μs才能满足要求。IEEE 1588精确时钟同步协议[2]能够达到亚微秒级的同步精度,而且具备诸多优点[3],完全能够满足IEC 61850标准对时间同步精度的要求[4,5]。

由于IEEE 1588时钟同步系统的稳定性与时间信号来源、各种时钟的实现方式以及通信网络密切相关,如何检测IEEE 1588时钟同步系统是否稳定,避免因时钟抖动导致合并单元失步和保护闭锁或误动,是数字化变电站[6,7]必须解决的课题。

本文讨论了对IEEE 1588时钟同步系统的同步精度和稳定性造成影响的各种因素,提出了一种简单适用的方法来检测IEEE 1588时钟同步系统中出现的误差。

1IEEE 1588的工作原理

1.1IEEE 1588的报文类型

IEEE 1588共有10种报文类型。其中:4种为事件(event)报文,即Sync,Delay_Req,Pdelay_Req和Pdelay_Resp,其在发送(egress)和接收(ingress)时产生精确时间戳;6种为普通(general)报文,即Follow_Up,Delay_Resp,Pdelay_Resp_Follow_Up,Announce,Management和Signaling,其中Follow_Up和Pdelay_Resp_Follow_Up也被称为跟随报文,分别传送Sync和Pdelay_Resp报文的时间信息。

承载IEEE 1588报文的传输层协议有多种,如DeviceNet、用户数据报协议(UDP)/Internet协议(IP)、IEEE 802.3局域网协议等。本文使用的数据来源于使用IEEE 802.3协议作为传输层的IEEE 1588报文传输,但本文讨论的范围并不局限于某一传输协议。

1.2IEEE 1588的设备类型

IEEE 1588共有3种设备类型。分别为:普通(ordinary)时钟,其按角色可分为主时钟和从时钟,只包含一个精密时间协议(PTP)端口;边界(boundary)时钟,其包含多个PTP端口;透明(transparent)时钟,其按报文处理方式的不同分为点到点(peer-to-peer)透明时钟(只允许交换Sync,Follow_Up,Announce,Management和Signaling报文)和端到端(end-to-end)透明时钟(允许交换所有报文)。根据提供时间信息方式的不同,时钟分为2种:一步法(one-step)时钟,其通过一帧报文传输必要的时间信息,无跟随报文出现;两步法(two-step)时钟,其通过跟随报文传输必要的时间信息。

1.3IEEE 1588的同步过程

所有普通时钟的PTP端口通过Announce报文和最佳主时钟(BMC)算法来建立主—从同步层次,处于从状态的PTP端口与处于主状态的PTP端口进行同步。一个简单的包含各种时钟的主—从同步层次关系如图1所示,图中的虚线框表示3个不同的域,每个域内独立执行同步过程。

IEEE 1588在进行同步之前,需要先进行调谐(Syntonization),并利用调谐的结果修正从时钟产生的时间戳。调谐稳定后才能进行同步,同步过程分为时差修正和延迟补偿2个部分。同步报文的发送时序如图2所示。

1)调谐

主时钟周期性(默认每秒一次,可设)地发送Sync报文,其发出时间为Mi(由主时钟提供并经过链路延迟补偿),接收时间为Si(由从时钟提供),经过一段时间以后,利用一系列的Mi和一系列的Si使从时钟的时间变化率与主时钟的时间变化率进行对齐来调整从时钟的时间变化率,这一过程称为从时钟与主时钟的调谐。可以使用主时钟频率与从时钟频率的比值,对从时钟的时间变化率进行调整,即以某一帧Sync报文为起点(主时钟的时间为M0,从时钟的时间为S0),到几个发送间隔后的下一帧Sync报文(主时钟的时间为Mi,从时钟的时间为Si)之间,从时钟的流逝时间与主时钟的流逝时间的比值,即(Mi-M0)/(Si-S0),其中,i是当前的Sync报文与第1帧Sync报文的发送间隔个数(i>0)。

2)时差修正

时差修正通过Sync报文的发出时间T1(由主时钟提供)和接收时间T2(由从时钟提供)来进行修正,T1-T2即为从时钟与主时钟的时差,如图2(a)所示。

3)延迟测量

修正时差后,从时钟与主时钟并未完全同步,因为计算出的时差包含了网络传输造成的链路延时,有2种机制来进行链路延时的测量:延迟请求响应(delay request-response)机制和对等延迟(peer delay)机制。获得链路延时后,将链路延时补偿回从时钟的系统时间,至此从时钟与主时钟完全同步。

延迟请求响应机制利用最近一次Sync报文的发出时间T1(由主时钟提供)和接收时间T2(由从时钟提供),以及Delay_Req报文的发送时间T3(由从时钟提供并经过调谐修正)和接收时间T4(由主时钟提供),并使用[(T2-T3)+(T4-T1)]/2来计算得到延迟时间,如图2(b)所示。

对等延迟机制利用Pdelay_Req报文的发送时间T1(由A时钟提供)和接收时间T2(由B时钟提供),以及Pdelay_Resp报文的发送时间T3(由B时钟提供并经过调谐修正)和接收时间T4(由A时钟提供并经过调谐修正),并使用[(T2-T3)+(T4-T1)]/2来计算得到延迟时间,如图2(c)所示。

在图1中,域1内的各时钟可以使用任一种延迟测量机制,但2种机制不能同时使用;域2内的各时钟只能使用对等延迟机制;域3内的各时钟只能使用延迟请求响应机制。在同一个域内,点到点透明时钟和端到端透明时钟不能同时出现。

2影响IEEE 1588同步精度和稳定性的因素

2.1 主时钟的基准时间

主时钟的基准时间与标准时间的关系如图3所示,理想情况下应该是一条斜率为1的直线。

在精度范围内可能有微小(纳秒级)的随机误差,但随机误差一定是呈正负相互交替分布的规律,否则主时钟提供的基准时间将偏离图3中的直线,会对系统的同步精度和稳定性产生较大影响。

2.2 时间戳的产生方式

图4由IEEE 1588协议提供,描述时间戳的产生点和相应的补偿方案,其中最理想的时间戳点为通信介质与IEEE 1588协议栈的底部间,即时间戳参考平面(reference plane for<egressTimestamp>and<ingressTimestamp>),也就是在帧开始(SOF)定界符之后的第1个字符的开始处。正如图4中所示,时间戳的产生点可能位于协议栈中间的任何位置,那么从这个点到参考平面的时延(latency)应当被修正到最终的时间戳上。

如果时间戳不准确,将直接影响到调谐、链路延时测量和时差计算的准确性,对系统的同步精度和稳定性产生非常大的影响。

2.3 是否与主时钟调谐

各个时钟在进行链路延迟测量时,无论是使用延迟请求响应机制,还是使用对等延迟机制,都需要使用各个时钟的相对时间,即图2(b)中的T2至T3或图2(c)中的T1至T4之间的时间间隔。另外,同步报文经过透明时钟(从透明时钟的入口开始,直到透明时钟的出口结束)时产生的滞留时间,也需要使用透明时钟的相对时间。T2-T3,T4-T1以及滞留时间只与时钟自身的时间变化率有关,如果其与主时钟的时间变化率不一致,会对系统的同步精度和稳定性产生巨大的影响。因此,各个时钟必须与主时钟进行调谐,并调整自身的时间变化率。同时,在进行链路延迟测量的过程中,不能进行时差修正操作,否则无法保证时间变化率的连续性。

由于整个同步系统中,只使用透明时钟的相对时间,所以透明时钟不需要与主时钟进行时差修正,但必须与主时钟调谐,而不能使用同步系统外的其他方式来维持透明时钟时间变化的准确性,如通过全球定位系统(GPS)单独给透明时钟校时等,否则无法保证其与主时钟的时间变化率的相对准确性,进而影响从时钟与主时钟调谐的准确性。

2.4 调谐与链路延时的关系

由IEEE 1588的同步过程可见:在调谐时,需要使用链路延时来修正主时钟提供的时间信息;在测量链路延时时,需要使用调谐得到的比值来修正从时钟的时间戳。二者是相互包含的关系。

链路延时指的是事件报文在发送时产生的发送时间戳到接收时产生接收时间戳之间的时间差,由此可知,链路延时就是事件报文在通信介质上的传播时延。传播时延只与传输距离和传播速度有关[8],因此可知,在固定长度的通信介质上,链路延时是一个相对恒定的值。

由调谐过程的定义可知,链路延时补偿到主时钟提供的Mi中,在计算频率比值时使用Mi-M0,当补偿到Mi的链路延时和补偿到M0的链路延时相等或差别细微时,Mi-M0将补偿的链路延时相互抵消,也就相当于不进行链路延时补偿。

因此,应当先进行调谐,得到一个相对稳定的频率比值后再测量链路延时。如果先测量链路延时,那么会将从时钟自身的时间变化率误差带入,导致调谐时重复计算了从时钟自身的时间变化率,影响调谐结果的准确性。

2.5 网络拓扑结构

在点到点方式中,链路延迟被透明时钟划分为几段单独计算,因此网络拓扑结构的改变对其不产生影响。但在端到端方式中,链路延迟为主时钟到从时钟整个通信链路的延迟,因此需要保证测量的链路延时一定是Sync报文经过的路径的链路延迟。因此,通信网络必须保证Sync报文每次经过的路径不应出现频繁变动,否则无法保证调谐和测量链路延时的准确性。在端到端方式下,不推荐使用环形拓扑结构,因为其逻辑断点是通过生成树协议来确定,是一个动态的过程,有很多种情况会导致生成树重构,严重时可能导致Sync报文的通信路径频繁改变。

2.6 通信路径不对称

通信路径不对称指的是一对PTP端口(设为A和B)之间,在同一个通信路径上,从A到B的链路延时TAB与从B到A的链路延时TBA不相等。而链路延时利用(TAB+TBA)/2进行计算,这样就会在进行链路延迟补偿时产生误差。由于在通信路径不变的情况下,通信路径不对称相对固定,所以对系统的同步精度和稳定性产生的影响不大。

3 可以检测的影响因素

这里主要以从时钟的角度阐述影响IEEE 1588同步精度和稳定性的因素中哪些可以检测出并可以加以屏蔽,以尽可能保持同步系统的精度和稳定。所以从时钟自身的因素,如时间戳如何产生并保证准确性、从时钟调谐与链路延时测量之间的顺序等,不在本文讨论范围之内,并假设其实现是正确的。

由于通信路径不对称需要借助专用工具或有待发明的方法才能进行检测,因此从时钟目前无法通过自身进行检测。网络在规划时,就应考虑何种拓扑结构对IEEE 1588同步系统会产生什么影响,而且目前也没有方法可以得知Sync报文经过的通信路径被改变。

主时钟提供的基准时间是整个IEEE 1588同步系统的基础,因此其应当非常稳定,但不能完全排除其存在偶然错误的可能。当出现偶然错误时,即其特性不再是一条近似直线时,为了不引起整个同步系统出现跳动,从而引起系统混乱,必须加以检测,并在检测出错误后采取适当的措施以平滑该错误带来的影响。但是其斜率是否为1,需要借助其他方法或专用仪器进行验证。

透明时钟的时间变化率是否正确,将直接影响对同步报文接收或发出的真实时间的计算,从而影响整个IEEE 1588同步系统的同步精度和稳定性,因此也必须加以检测。如果其也为偶然性错误,那么在检测出错误后也可以采取适当的措施,以平滑该错误带来的影响。如果其为必然性错误,则需要对透明时钟的实现方法进行改正以使其满足IEEE 1588同步系统的精度要求。

4 检测的方法

在IEEE 1588同步系统中,Sync报文的发送时序如图5所示。

图5中,Si,Mi和i的定义同1.3节的定义,Ri为第i帧Sync报文在透明时钟内的滞留时间,M0,R0和S0表示以某一帧Sync报文为起点的相关时间。根据IEEE 1588调谐的原理和方法,可以得到下式:

$F{}_i=\frac{{\rm M}{}_i+R{}_i-{\rm M}{}_0-R{}_0}{S{}_i-S{}_0}(1)$

式中:Fi为从时钟每次接收到Sync报文后计算得到的主时钟频率与从时钟频率的比值。

由于主时钟提供的基准时间值的特性(近似于斜率为1的直线),可知随着i取值的不断变大,每次产生的随机误差将逐步抵消,即Fi呈单向收敛特性,无限接近于某一个值,记为F,此值即为主时钟时间变化率与从时钟时间变化率的比值的真值。因此,可以根据Fi的变化趋势,对主时钟和透明时钟的时间变化率的稳定性进行检测。

为了验证推理的可靠性,在试验时,首先使从时钟直接与主时钟相连,即去除透明时钟产生的干扰,得到的Fi的散点图如图6所示。

由图6可见,随着i取值的不断变大,Fi的值呈良好的单向收敛趋势,无限接近于某一个值,与推理过程完全一致,同时也验证了主时钟的基准时间随着时间的流逝近似为一条固定斜率的直线,已经完全满足调谐的需求。

加入透明时钟后,Fi的散点图如图7所示。

由图7可见,随着i取值的不断变大,Fi的值虽然具备一定的收敛趋势,但其收敛特性较差,由此可见透明时钟存在较大的误差,即透明时钟的时间变化率存在较大的波动或跳变,这可能是其时间变化率未与主时钟调谐或其时间戳的产生方式有错误所造成。

因此,工程现场检测时必须首先检测透明时钟是否与主时钟调谐,在确认了透明时钟与主时钟已进行调谐之后,使用式(1)就可完全检测出主时钟或透明时钟出现的偶然错误。

5 结语

在整个IEEE 1588同步系统中,无论哪个环节出现误差都将影响整个系统的同步精度和稳定性,尤其以主时钟和透明时钟最为关键,因为如果它们出现误差,整个系统中的每一个时钟都受影响;从时钟出现误差,则只影响其自身。因此,主时钟和透明时钟的稳定性和误差控制非常重要。利用本文提供的方法可以非常方便地检测出主时钟和透明时钟产生的精度范围以外的误差。

参考文献

[1]IEC61850-5Communication networks and systems in substations:Part5communication requirements for functions and device models.2003.

[2]IEEE Std1588—2008IEEE standard for a precision clock synchronization protocol for networked measurement and control systems.2008.

[3]于鹏飞,喻强,邓辉,等.IEEE1588精确时间同步协议的应用方案.电力系统自动化,2009,33(13):99-103.YU Pengfei,YU Qiang,DENG Hui,et al.The research of precision time protocol IEEE1588.Automation of Electric Power Systems,2009,33(13):99-103.

[4]殷志良,刘万顺,杨奇逊.等.基于IEEE1588实现变电站过程总线采样值同步新技术.电力系统自动化,2005,29(13):60-63.YIN Zhiliang,LIU Wanshun,YANG Qixun,et al.A new IEEE1588based technology for realizing the sampled values synchronization on the substation process bus.Automation of Electric Power System,2005,29(13):60-63.

[5]赵上林,胡敏强,窦晓波,等.基于IEEE1588的数字化变电站时钟同步技术研究.电网技术,2008,32(21):97-102.ZHAO Shanglin,HU Minqiang,DOU Xiaobo,et al.Research of time synchronization in digital substation based on IEEE1588.Power System Technology,2008,32(21):97-102.

[6]高翔,张沛超.数字化变电站的主要特征和关键技术.电力系统自动化,2006,30(23):67-71.GAO Xiang,ZHANG Peichao.Main features and key technologies of digital substation.Automation of Electric Power Systems,2006,30(23):67-71.

[7]张沛超,高翔.数字化变电站系统结构.电网技术,2006,30(24):73-77.ZHANG Peichao,GAO Xiang.System architecture of digitized substation.Power System Technology,2006,30(24):73-77.

同步检测 篇11

1. He likes playing c____ games.

2. “What’s the time? ”“Sorry, I don’t have a w____.”

3. E____ me. Is this your dictionary?

4. “How do you s____ pen?” “P-E-N.”

5. Please c____ Mary at 7788348 if you lose something.

6. Is that a gold r____?

7. “H____ is your mother? ”“She’s fine, thank you.”

8. We have three s____ of keys in my family. They’re my dad’s, mom’s and mine.

9. There are some books, some exercise books and a pencil case in my b____.

10. Is there a notebook in the lost and f____ case?

Ⅱ.单项选择。(共15小题,每小题1分,共15分)

1.____ name is Jim Green.

A. HeB. YouC. My

2.____ you spell it, please?

A. AreB. IsC. Can

3.“Is this your pencil sharpener?” “Yes, ____.”

A. it isB. this isC. it’s

4.“What’s that?” “____ a ruler.”

A. ThisB. It’sC. It

5.“What’s this ____ English?” “It’s a car.”

A. atB. ofC. in

6. “What’s your name?” “____.”

A. Is MaryB. My name is Mary C. Yes, Mary

7.“____ you spell ‘eraser’? ” “E-R-A-S-E-R.”

A. How are B. How doC. What do

8. Please call Jenny ____ 5364226.

A. in B. toC. at

9.“Is this your ID card?” “Yes, it is. ____.”

A. Thank you B. Nice to meet youC. It’s her ID card

10. ____ man in black is from ____ England.

A. The; / B. The; theC. A; the

11. ____, Sonia. Is this your notebook?

A. Sorry B. Excuse me C. Thank you

12. This is my notebook. ____ your notebook?

A. Is thatB. That’s C. This is

13.“Is this ____ English car?”“No, it’s ____ Chinese car.”

A. an; an B. a; an C. an; a

14.“Can you spell your name, please?”“____.”

A. Yes, T-O-M, TomB. Yes, I amC. I can

15.“What’s that in English?” “____.”

A. It’s a eraser B. That’s eraser C. It’s an orange

Ⅲ.完形填空。(共10小题,每小题1分,共10分)

Ji Xue: __1__, Amy. What’s this __2__ English?

Amy: It’s __3__ card. It’s __4__ ID card.

Ji Xue: __5__ card is very nice.

Amy: Yes. We use(用) it in our school.

Ji Xue: Look! Is this a book?

Amy: __6__. It’s a __7__.

Ji Xue: How do you spell __8__?

Amy: N-O-T-E-B-O-O-K.

Ji Xue: I see. Is it __9__ notebook?

Amy: Yes, it is.

Ji Xue: Here you are.

Amy: __10__ you.

1. A. Excuse B. Excuse meC. I’m sorry

2. A. in B. at C. in the

3. A. a B. an C. the

4. A. a B. an C. the

5. A. A B. An C. The

6. A. Yes B. No C. Not

7. A. book B. note book C. notebook

8. A. this B. that C. it

9. A. my B. your C. you

10. A. Thank B. Thanks C. thank

Ⅳ.阅读理解。(共15小题,每小题2分,共30分)

(A)

1. ____ lost his school ID card.

A. SteveB. RickC. Mary

2. If you lose your watch, you will call at ____.

A. 597-4393B. 235-0285C. 685-6034

3. You can find ____ in the Lost and Found case.

A. a watch B. a computer gameC. a gold ring

4. 235-0285 is ____ telephone number.

A. John’s B. Steve’s C. Mary’s

5. “Lost and Found” means “____” in Chinese.

A. 失物B. 拾物C. 失物招领

(B)

Hi, my name’s Kay. Look, what’s this in English? It’s a backpack. It’s my backpack. What color is it? It’s black. Oh, what’s that in English? It’s a cap. It’s not my cap. It’s Victor’s cap. Victor is my brother. Is this Victor’s watch? No, it’s my father’s. His name is Tim. He is a teacher.

根据短文内容,判断句子正误。对的用T表示,错的用F表示。

1. Victor is Kay’s brother.

2. Kay has(有) a watch.

3. The cap is Victor’s.

4. Kay’s backpack is red.

5. Kay’s father is a teacher.

(C)

This is a book. It is an English book. It is my English book. That is a dictionary. Is it her dictionary? No, it isn’t. It’s Tom’s dictionary. My dictionary is in my backpack. Look! What’s that? It is a pencil sharpener. It is Tom’s pencil sharpener. Is the pencil Mike’s? Yes, it is. It’s his pencil.

根据短文内容,回答问题

1. What’s this? It’s ____.

2. What’s that? It’s ____.

3. Is it her dictionary? ____, it ____.

4. Is it Tom’s pencil sharpener? ____, it ____.

5. Whose pencil is it? It’s ____.

Ⅴ.英汉互译。(共10小题,每小题1分,共10分)

1. a set of keys________________________________

2. Call me at 351-6987. ________________________________

3. her school ID card _________________________________

4. a notebook __________________________________

5. his telephone number __________________________________

6. 那本字典 __________________________________

7. 你的游戏机 __________________________________

8. 我的蓝色铅笔盒 __________________________________

9. 失物招领 __________________________________

10. 他的背包 ________________________________

Ⅵ.根据括号中所给标点符号连词成句。(共10小题,每小题1分,共10分)

1. dictionary, is, your, that (?)

_____________________________

2. is, my, it, case, not, pencil (.)

_____________________________

3. this, what, in, is, English (?)

_____________________________

4. you, name, can, your, spell (?)

_____________________________

5. telephone, my, is, number, 7022563 (.)

_____________________________

6. backpack, that, your, is (.)

____________________________

7. you, do, spell, how, it (?)

____________________________

8. is, this your, baseball (.)

_______________________________

9. a, is pen, it (.)

_______________________________

10. her, that, eraser, is (?)

_______________________________

Ⅶ.按要求转换句型,每空一词。(共5小题,每小题2分,共10分)

1. Jack is fine. (就划线部分提问)

____ ____ Jack?

2. My name is Nick. (改为同义句)

____ ____ Nick.

3. It is an English book. (改为否定句)

____ ____ an English book.

4. Is this your pencil? (作肯定回答)

____, ____ ____.

5. Is that her eraser? (作否定回答)

____, ____ ____.

Ⅷ.下列各句均有一处错误,请指出并改正。(共5小题,每小题2分,共10分)

1. Is that you dictionary?

ABC

2. “Is this a gold ring?”“Yes, this is.”

ABC

3. “Are you Gina? ”“Yes, I’m.”

ABC

4. That’s her ruler in the lost and found case?

AB C

5. This’s a book and that’s a dictionary.

AB C

Ⅸ.书面表达。(15分)

假如你在校园里拾到一本英语书,请你写一份失物招领。你的电话号码:678-5999; 你的姓名:Fang Yuan; 你的班级:Class 8, Grade 7。

要求:1.包括题中所给出的全部信息; 2.词数:20词左右; 3.格式正确,书写工整。

同步检测 篇12

正交频分复用( Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM) 技术具有抗多径能力强、频谱利用率高和支持大容量信息传输等优点[1],是第4代地面移动通信的核心技术[2],可用于移动卫星通信或无人机数据链系统。在多径衰落信道下,OFDM传输信号通常存在由信道多径时延引入的符号间干扰( Inter-Symbol Interference,ISI)[3]。在接收解调之前,需要通过符号定时同步确定接收OFDM符号的起始位置。常用的基于前导的符号定时同步方法主要有S&C方法[4]、Minn方法[5]、Park方法[6]和Ren算法[7]等。

针对传统定时同步方法性能较差的问题,本文提出了一种基于2 段重复结构前导的OFDM定时同步检测方法,并推导其在多径衰落信道下的检测概率性能评估方法。其中,所提出的定时同步检测方法采用一种基于加权差分相关的OFDM定时估计方法计算定时度量,并使用经过评估的门限对具有双脉冲峰值特点的定时度量进行检测。结果表明,通过联合仿真与分析,所提出的检测方法能够准确地评估与设置多径信道下OFDM定时同步的检测性能与检测门限。

1 OFDM系统模型

在OFDM通信系统中,将高速串行输入的数据流经过串并变换得到低速并行的子数据流,并通过子载波映射得到Ns路并行子数据流{Xk}[8]。其中,每路子数据流的信息速率降低为输入数据流的1 / Ns,符号周期扩展为输入数据流的Ns倍。然后,通过逆傅里叶变换( IFFT) 将Ns路子数据流{Xk}调制到Ns个并行且相互正交的子载波上,其结果经过并串变换后得到OFDM符号。为了减小多径信道引入的符号间干扰( Inter-Symbol Interference,ISI) ,在每个OFDM符号前添加其末尾Ng个样值作为循环前缀。因此,OFDM基带传输信号xn表示为[9]:

式中,Ns为IFFT/FFT的大小( 一般取2 的整数次幂) ; Xk( 0≤k≤Ns- 1) 为第k个子载波上调制的数据信息; Ng为OFDM符号的循环前缀个数。

OFDM传输信号经历多径衰落信道后,通常存在由信道引入的符号定时偏差与载波频率偏差,故OFDM基带接收信号r( n) 可表示为[10]:

式中,ε 为未知的符号定时偏差; v为以子载波间隔归一化的载波频率偏差; w( n) 为独立同分布的复高斯过程; h( m) 为信道脉冲响应; L为信道的多径数。在接收机解调之前,需要首先对接收信号进行定时同步,检测接收前导的起始位置。下面设计一种适用于具有重复结构前导的定时同步检测方法。

2 OFDM定时同步的检测设计

2. 1 OFDM定时同步检测方法

常用的基于2 段重复结构前导的定时同步算法如S&C算法,通过差分相关长度为Ns/2 的前后2 段接收信号获取定时度量,并用于定时同步检测。在多径衰落信道下,其定时度量有多个峰值,导致定时同步的正确检测概率较低。

下面提出一种基于双峰值定时度量的OFDM定时检测方法。对于采用2 段重复结构前导的OFDM通信系统,在接收机中,首先采用长度为Ns/2的前导数据段与接收信号共轭相关可以消除接收前导的调制信息。然后,利用2. 2 节所述的基于加权相关的定时估计方法将得到只有2 个峰值的定时度量,且2 个峰值之间距离Ns/2 个样值,分别对应接收前导中2 个相同数据段的起始位置。该方法的检测流程如图1 所示,具体步骤如下:

① 检测系统初始化: 设采样位置计数器d = 0;初始化长度为Ns/2 的先进先出存储器( FIFO) ,用于存储格式为Rfifo= { bsyn,d} 的数据,其中bsyn表示位置d的定时度量是否超过设定检测门限 λ。

② 定时检测判断: d = d + 1,对Ns/2 个数据处理根据2. 2 节所述定时估计算法计算定时度量M( d) 。比较M( d) 与检测门限 λ: 当M( d) ≥λ,bsyn=1,否则bsyn= 0。

③ 缓存定时度量信息: 将Rfifo= { bsyn,d} 存入FIFO中,当FIFO中的信息总数NM= Ns/2 时,从FIFO读出数据Rfifo( d - Ns/2) ,否则返回步骤②。

④ 比较Rfifo( d - Ns/2) 和Rfifo( d) 是否满足: bsyn( d - Ns/2) = bsyn( d) = 1。满足则认为d - Ns/2 为检测到的前导符号起始位置: ^ε= d - Ns/2,否则返回步骤②。

2. 2 基于加权相关的定时估计方法

在上述定时检测方法中,步骤②计算定时度量M1( d) 采用一种基于加权相关的定时估计方法。在极坐标下,设已知前导表示为,接收信号表示为r( n + d) = Ar( n + d)·exp{ jθr( n + d)} 。首先将接收信号数据段与已知前导cn共轭相乘,

然后,将序列r0( n,d) 以间隔m( m = 1,…,M0) 计算差分相关,得到M0个差分相关值,

式中,Ns/2 - m为求和项的数目; M0为可调参数。当M0= 1 时,差分相关值p( 1,d) 可以直接用于计算定时度量; 当M0> 1 时,M0个差分相关值p( m,d)对于定时度量的影响不同,可以对其进行加权求和计算相关函数P( d) 。当最大差分间隔M0取值较小时,采用平均加权,即系数为1 /M0。

最后,用数据段的能量

对P( d) 归一化,得到基于加权相关的归一化定时度量M( d) ,表示为:

上述定时估计方法( 方法1) 需要实时计算较为复杂的相关函数。实现中可以采用下面2 种简化的定时估计方法: ① 方法2: 设已知前导cn的幅值为Acn= 1,则式( 3) 可以仅通过加法实现; ② 方法3: 设接收信号r( n) 和已知前导cn的幅值为Ar( n + d)=Acn= 1,可以仅通过加法、移位寄存来计算相关函数P( d) 。本文建议采用较好地折中了估计性能与计算复杂度的估计方法2。

3 定时检测的性能

在2. 1 节所述检测方法中,检测门限 λ 的设置需要满足系统的检测概率与虚警概率。检测概率PD定义为在接收前导的起始位置定时度量值超过检测门限的概率。虚警概率PF定义为在前导起始位置之外定时度量值超过检测门限的概率。式( 4)中差分相关值p( m,d) 的统计分布特性较为复杂,检测概率与虚警概率难以用理论公式分析。下面设计一种联合分析与仿真的性能评估方法。

3. 1 定时检测性能分析

定时度量的2 个脉冲峰值相距Ns/2 个样值,其检测点分别为 ε 和 ε + Ns/2。在定时检测流程中,假设各检测点统计独立,检测概率PD表示为:

分析2. 1 节中所提出的双峰值定时检测方法可知,虚警概率可由以下4 种情况统计获得:

① 样值点 ε 与 ε - Ns/2 处定时度量值均超过检测门限,则虚警概率表示为:

②样值点ε+Ns/2与ε+Ns处定时度量值均超过检测门限,则虚警概率表示为:

③ 样值点 ε + l与 ε + l + Ns/2 处定时度量值均超过检测门限,l∈[1,L]表示第l条多径信道,则虚警概率表示为:

④ 样值点d与d + Ns/2 处的定时度量值均超过检测门限,则虚警概率表示为:

式中,S = { ε - Ns/2,ε,ε + Ns/2,ε + l} 表示以上3 种虚警情况以及正确检测情况下的样值位置,D ={ 1,…,Ms× N} 表示1 帧数据的样值位置,Ms表示1 帧数据包含的OFDM符号数,N = Ns+ Ng。

综上4 种情况可得虚警概率PF为:

式中,NF= Ms× N - 1 为虚警情况下的样值总数。

上述概率表达式中的PF1、PF2、PF3、PF4以及PD1、PD2均可以通过仿真获得。下面结合所分析的检测概率与虚警概率,通过仿真考察所设计的OFDM定时检测方法的性能。

3. 2 定时检测性能仿真

在OFDM通信系统中,设子载波数Ns= 256,用户有效子载波数Nu= 180,循环前缀个数Ng= 24,信号带宽为Bw= 3 MHz,子载波间隔为 Δf = 15 k Hz,载波频偏v = 3. 4Δf。系统采用具有2 段重复结构的块状前导符号。仿真采用多径数为L =8 的瑞利衰落信道,每径的延时 τi为0、2、4、…、14 个采样,信道具有指数功率延迟特性,即对于路径增益Ai有: E{ Ai2} = e- ( i /4),其中i表示第i条多径,0≤i≤L -1。

图2 为不同信噪比下采用3 种不同OFDM定时估计方法进行双峰值定时检测的接收机工作特性( Receiver Operating Characteristic,ROC) 曲线。可以发现3 种方法中方法1 与方法2 较为接近,方法3较差; SNR = 10 d B时的ROC性能明显优于SNR =5 d B的性能。在信噪比为SNR = 5 d B时,采用定时估计方法1 与方法2 进行定时检测,虚警概率PF分别为3. 118 × 10- 5和6. 208 × 10- 5,对应的漏警概率Pmd分别为6. 699 × 10- 4和8. 698 × 10- 4。当信噪比为SNR = 10 d B时,虚警概率PF分别为1. 038× 10- 5和1. 591 × 10- 5,对应的漏警概率为Pmd分别为1. 133 × 10- 4和1. 6 × 10- 4。可以发现方法2 的性能相对于方法1 的性能损失较小,较好地折中了检测性能与计算复杂度。

图3 为不同检测门限 λ 下定时检测的检测概率PD与虚警概率PF。根据图2 中所获得的虚警概率PF与漏警概率Pmd,即可得到满足性能要求的检测门限。当SNR =5 d B,在采用定时估计方法1 和方法2 进行定时检测时,虚警概率PF分别为3. 118 ×10- 5和6.208 ×10- 5,对应的检测门限 λ 分别为0.048和0.099。

4 结束语

本文在多径衰落信道下提出了一种基于2 段重复结构前导的OFDM定时同步检测及其性能评估方法。在接收机中,通过基于加权差分相关的定时估计方法计算双峰值定时度量,当且仅当固定距离的双峰值均超过检测门限时,定时检测成功,即判断第一个峰值的位置为OFDM前导符号的起始位置。在定时检测过程中,利用所提出的检测性能评估方法计算不同检测门限下检测概率和虚警概率,并结合不同信噪比下的接收机工作特性曲线设置满足系统性能要求的检测门限。联合仿真与分析结果表明,所提出的OFDM定时同步检测方法能够准确地评估定时同步的检测性能,并设置合理的检测门限,为OFDM系统接收机设计提供依据。

摘要：针对多径信道下传统定时同步方法性能较差的问题,提出一种基于2段重复结构前导的OFDM定时同步检测方法。利用一种基于差分相关的定时估计算法获取OFDM接收信号的定时度量,并根据所设计的检测性能评估方法设置满足系统检测概率与虚警概率要求的检测门限,对定时度量的具有2个脉冲峰值进行门限检测获得定时同步。结果表明,在多径信道下,所提出的检测方法通过联合仿真与分析能够准确地评估与设置OFDM定时同步的检测性能与门限,并且具有较低的计算复杂度。

关键词：OFDM,定时估计,检测门限,多径信道

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