高铁环境多普勒频移对MIMO信道容量的影响

列车的空间位置和移动速度对多输入多输出(MIMO)通信系统的性能有很大影响。研究高速列车地面典型场景MIMO两径信道容量,发现受多普勒效应影响,信道元素有额外相移。在高速运动中多普勒相位累积可以部分提高MIMO系统的信道容量。仿真结果表明多普勒相位累积后MIMO的信道容量提升比较明显,从信道矩阵条件数的角度也证明了信道容量可以提升。这项研究可为高铁中的5G通信提供参考。

基于大规模阵列的低复杂度DOA估计算法

精确的到达角估计是5G大规模多输入多输出系统部署的关键,但是带有数十根甚至上百根天线的二维大规模阵列将导致DOA估计的计算量陡增。因此提出基于大规模均匀矩形阵的低复杂度二维DOA估计方法。该方法根据入射角的水平和垂直两个方向划分来波方向矩阵,使用一维峰值搜索估计俯仰角,然后通过闭解计算出方位角,大大降低计算复杂度。仿真结果表明,该方法的均方根误差与高分辨率的二维多重信号分类算法相似但计算复杂度更低。

基于电磁场反演的高速磁浮毫米波接收场强预测

为了检测高速磁浮列车毫米波天线接收场强,采用轨旁多点检测,通过路径损耗的归一化反演天线方向性函数,进一步预测列车车顶的电场强度。这种方法解决了在磁浮列车运行中在轨旁难以检测列车车顶电场强度分布的难题。在上海磁浮列车维护基地开展了基站天线场强覆盖测试,找到了最佳的基站天线方向性函数,并预测了基站覆盖,为高速磁浮场景下毫米波信道的场强测试提供了一种简便有效的检测方法。

基于深度强化学习的轨道交通T2T通信网络资源分配

轨道交通下一代列车对列车(T2T)通信为基础的列控系统中,列车对轨旁(T2W)通信与T2T通信并存。为了充分利用有限的频谱资源,提出了一种基于多智能体深度强化学习的T2T通信分布式资源分配方案。该方案依据通信内容划分不同优先级,同时将一个T2T或T2W链路看成一个智能体,每个智能体在与环境不断交互的同时选择动作独立实现分布式资源分配机制。仿真结果表明,该方案在降低T2T通信时延的基础上提高了T2W链路和系统整体的吞吐量;与现有的T2T通信资源分配方案相比,系统容量和T2T链路成功传输概率均有较大提高。

轨道交通单竖井隧道环境的空气湍流折射率结构常数模型及分析

空气湍流的变化影响微波的传输。为了研究轨道交通隧道环境下空气湍流对微波传输的影响,该文结合活塞风的运动特性以及大气折射率结构常数的计算方法,建模隧道环境温度、隧道长度、阻塞比、活塞风速等参数对折射率结构常数的影响,构建轨道交通单竖井隧道环境下的空气湍流折射率结构常数模型;基于实际隧道温度场景,分析了轨道交通隧道环境下折射率结构常数的分布规律,比较了列车经过有单竖井和无单竖井的隧道时,空气湍流折射率结构常数的变化。该模型为研究轨道交通隧道环境中电波折射率结构常数提供理论参考。

输油管道探伤机器人的数据采集技术

数据采集技术是管道探伤机器人的关键技术之一。结合一种应用于输油管道探伤机器人的数据采集系统 ,分析探伤数据采集的难点 。

增进数据准确度的散射辐射融合测量方法

分析了非线性响应特性和发射功率波动对散射测量的联合效应,以及单独的散射测量在这种联合效应作用下产生误差的原因。推导建立了这种联合效应的定标方法的数学模型。利用散射辐射组合系统,构建了一种散射辐射融合测量方法用于实现这一定标方法。数值模拟了该融合测量方法相对于单独的散射测量方法在数据准确度、测量动态范围等性能上的改进效果。

基于本体的用户兴趣模型构建研究

针对用户兴趣模型中本体构建和模型更新的难点和不足,提出一种基于本体论的用户兴趣模型构建方法,该方法通过领域本体、用户个性本体、校正本体和本体更新实现模型的构建。对于领域本体的构建,摒弃了训练、学习和聚类的方法,直接从开放目录专案获取类目。对于用户兴趣的更新,采用按照校正本体增加、淘汰和传递原理调整相结合的方式。实验结果表明,该模型较易生成,用户兴趣的准确度和更新的及时性都有所提高。

基于遗传算法的主题爬虫策略改进

针对主题爬虫存在"主题漂移"的问题,为了快速抓取网页,提出了一种基于遗传算法的主题爬行改进策略。在现有遗传算法爬行策略的基础上新引入了PageRank算法,调整了以往网页主题相关度计算方式,以计算得到的网页PageRank和相关度值为依据来选择爬行中的遗传因子,并重新设置了适应度函数,在保证优越遗传因子(与主题相关且重要网页)被优先遗传的同时,减少了遗传因子在传递过程中的"主题漂移",从而使爬行到网页的重要性和主题相关性均有所提高。与以往基于遗传算法的策略相比较,在不影响查全率的情况下,与主题相关且重要的网页数可提升5%以上。

一种基于数字器件的多参数皮秒级脉冲成形系统

为了适应各种通信应用中对同步信号的不同要求,本文利用可编程高速数字器件,设计实现了一种皮秒级窄脉冲成形系统,实现了各参数的高分辨率在线可调,并具有皮秒级的脉冲边沿和抖动。实验结果表明,系统成功实现了设计目标,具有广泛的应用前景。

基于改进型比特翻转准则的LDPC码硬译码算法

由Gallager最早提出的比特翻转算法是LDPC码中最主要的硬判决译码算法。目前,在该原始比特翻转算法基础之上又相继涌现出了许多改进型的加权比特翻转算法,这些算法通过引入不同的比特权重计算方式,进一步提高了此类算法寻找并定位错误比特的能力,从而有效地增加了硬判决算法的译码性能。在Jian Li等人提出的快速多比特翻转算法的基础上进一步优化了比特翻转准则,将其限定地应用在硬译码算法的第一次迭代译码过程中。仿真结果表明,该改进算法可以在误码率性能损失较小的情况下,降低译码迭代次数,从而节省整体译码过程的时间,减轻硬件的能耗负担,提升硬判决译码的效率。

一种超宽带多波形参数的脉冲成形方法

介绍了一种多波形参数的超宽带脉冲信号成形方法,实现了信号周期、相位、脉宽以及幅度等的在线可调。该方法的特点在于可产生长周期下的超窄脉冲,实现高分辨率的相位同步、脉宽调整,并具有皮秒级的边沿和抖动,可用于不同目的的通信应用场合。

涡旋电磁波的大气湍流相位畸变校正方法

自由空间传输的涡旋电磁波不可避免地受到大气湍流的干扰,使其螺旋相位发生畸变。为了对抗大气湍流的影响,可以使用相位恢复算法进行校正。文中提出一种改进的Gerchberg-Saxton(GS)相位恢复算法,通过引入优化方向因子,有效地克服了传统GS相位恢复算法陷入局部极小值的困境。随机相位屏的模拟实验结果显示,改进的GS相位恢复算法具有更好的校正效果,根据相对均方根误差评估指标,改进的GS相位恢复算法比传统GS算法改善了35.09%,相比未使用相位恢复算法则改善了64.72%。

网页格式多媒体课件的开发与应用

作者利用计算机多媒体技术 (包括动画和网页制作 )开发出了一种新型的多媒体课件 ,并在“通信原理”课程的教学中加以应用。课件设计采用了灵活的结构设计和交互式导航策略 ,既方便当前的使用更利于今后的扩充和更新。在内容展示上 ,根据多媒体教学的特点突出展现虚拟实验室演示部分。这种网页格式的多媒体课件比基于 Powerpoint的课件用户界面更为友好 ,互动性高。课件的使用显著地地提高了学生的学习热情 ,有效地改善了课堂教学效果。

稳定大气环境边界层微波折射率结构常数建模

大气湍流对电波传播有着重要影响。结合M-O近地层相似性原理以及Tatarski和Bulk方法估算方法推导出一种计算温度结构函数,湿度结构函数和混掺结构函数的新方法。运用适当的参数建立了一种利用常规气象要素估算稳定大气条件下微波波段折射率结构常数的模型。该模型只需要测量下垫面温湿度及所测量处高度的温度、湿度、风速就能估算出当前大气环境中的折射率结构常数。分析模型可以知道:湿度对微波波段折射率结构常数影响较大,风速变化无明显影响。混掺结构函数和湿度结构函数所占的作用比较明显,在计算时不可忽略。该模型为研究微波在湍流环境中的传播提供了理论参考。

基于WF算法的涡旋电磁波波前畸变校正

涡旋电磁波在自由空间中传输时由于大气湍流的干扰会使其发生波前畸变,影响通信质量,因此需要使用相位校正算法进行波前校正。提出一种改进的WF算法,通过结合涡旋电磁波在大气湍流中的传输特性在算法初始阶段引入了约束规则,可以有效地避免WF算法在迭代次数不足的情况下造成的校正结果不佳的问题。仿真实验结果表明,使用改进的WF算法校正后相位的相对均方根误差比未校正相位的相对均方根误差减少了0.3678,比使用WF算法校正后相位的相对均方根误差进一步地降低了0.032,即改进的WF算法能够更好的对涡旋电磁波波前畸变进行校正。

水平气流中微波折射率结构常数建模

电磁波在大气中传输时会受到大气湍流的影响,湍流的强弱可以用折射率结构常数C2n来表示.在2.4 GHz的微波环境下,重点研究了微波段空气中水汽压对大气折射率结构常数的影响.温湿度结构常数的计算选择湍流动能(turbulence kinetic energy,TKE)闭合方案,由耗散率方法求得,修正了干燥空气的归一化公式,在水平气流环境中构建了微波折射率结构常数的模型.结合隧道环境中实测的气象参数,采用该模型分析实验时的微波折射率结构常数,得到在2.4 GHz的微波环境下,湿度对折射率结构常数的贡献大于温度.

毫米波段折射率结构常数的建模及敏感性分析

大气湍流的存在对于毫米波传播有着重要影响。运用Bulk方法和Monin-Obukhov相似性理论,采用Frederickson和Thiermann两种相似性函数对近地面大气毫米波段的折射率结构常数进行了估算和比较,并且对这两种估算模式进行了敏感性分析。结果表明:采用Frederickson公式所估算的折射率结构常数是采用Thiermann公式所估算结果的两倍左右;采用Thiermann公式计算折射率结构常数C2n受测量误差的影响较小;在估算折射率结构常数时,对于温度和湿度的测量精度要求较高。研究结果对于研究毫米波在大气中的传播、以及分析测量精度对折射率估算的影响具有参考价值。

隧道中反射和绕射对毫米波传输特性影响的研究

主要研究和探讨了毫米波在圆形截面的弯曲隧道中,由于反射和绕射的存在,对其传输特性的影响;然后针对在直隧道中,没有绕射存在的情况,将此时的传输特性进行了对比。本文的研究方法主要是将高斯波束的谱特性、射线跟踪法(RT)和一致性劈绕射理论(UTD)结合起来,得到了接收功率、时延扩展和路径损耗等传输特性参数的理论模型。运用MATLAB进行仿真,比较了不同隧道曲率半径和不同频率下的路径损耗,以及在同一频率不同隧道曲率半径下和同一隧道曲率半径和不同频率下的时延扩展。最后,针对这些传输特性得出了相应的结论,为毫米波的隧道研究奠定了一定的理论基础。

高速铁路环境下到达角起伏对电波通信的影响

无线电波在传播时,由于大气湍流的作用其相位会发生起伏,这是在高速铁路环境中无线通信常常遇到的问题。大气湍流造成不同部分大气的折射率起伏,使得不同部位空间电波具有不同的相移,这些相移导致随机起伏形状的等相面,这种相位形变导致波前到达角的起伏。到达角的起伏会影响通信的质量,尤其是在列车行驶时,到达角起伏会使得有用信号在传输给列车时产生偏移,从而丢失有用信号,既造成通信质量下降也造成能量利用率降低。研究到达角起伏对无线通信的影响,得到了用于描述强弱湍流条件下含有到达角起伏的信噪比的理论模型。同时数值模拟了到达角起伏信噪比和误码率的关系,对实际工程中提高无线通信系统质量具有一定的参考价值。