为研究在高速列车场景下车体横向振动对自由空间光(free space optical,FSO)通信指向误差的影响,首先利用TB/T 3352—2014《高速铁路无砟轨道不平顺谱》中的轨向、轨距不平顺功率谱推导出横向合成不平顺谱公式,用谱公式仿真生成横向合...为研究在高速列车场景下车体横向振动对自由空间光(free space optical,FSO)通信指向误差的影响,首先利用TB/T 3352—2014《高速铁路无砟轨道不平顺谱》中的轨向、轨距不平顺功率谱推导出横向合成不平顺谱公式,用谱公式仿真生成横向合成不平顺数据;其次建立1/4车体3自由度横向车体振动模型,使用拉普拉斯变换推导出车体横向振动微分方程组的传递函数,搭建车体振动的Simulink仿真模型,推导车体横向位移的功率谱密度(power spectrum density,PSD),经统计得出仿真车体横向位移的概率密度函数(probability density function,PDF);最后利用车体横向位移PDF推导其导致的指向性误差的PDF。仿真验证了轨道横向合成不平顺谱公式、车体横向位移的PSD和PDF,以及横向位移导致的指向性误差的PDF。本研究获得的指向性误差的PDF可用于高铁FSO通信链路的信道建模和系统性能分析。展开更多
为了将自由空间光(free space optical,FSO)通信技术应用于高速铁路通信,研究车体垂向振动对FSO通信性能的影响。首先,根据轨道不平顺功率谱密度函数推导其在频域的关系表达式,并利用逆傅里叶变换法对轨道不平顺进行仿真;然后,根据1/4车...为了将自由空间光(free space optical,FSO)通信技术应用于高速铁路通信,研究车体垂向振动对FSO通信性能的影响。首先,根据轨道不平顺功率谱密度函数推导其在频域的关系表达式,并利用逆傅里叶变换法对轨道不平顺进行仿真;然后,根据1/4车体4自由度模型的微分方程,利用拉普拉斯变换推导传递函数搭建基于传递函数的Simulink仿真模型;最后,通过对车体垂向位移的仿真,推导其概率密度函数表达式,并在高速铁路FSO通信链路中应用动态束腰控制方案,即在发射端实时调整束腰。仿真结果验证了车体垂向位移的概率密度函数表达式,证明动态束腰控制方案在高速铁路FSO通信链路中性能优于传统的固定束腰控制方案。因此,车体垂向位移的概率密度函数和动态束腰控制方案可为高铁FSO通信研究提供理论基础。展开更多
文摘为研究在高速列车场景下车体横向振动对自由空间光(free space optical,FSO)通信指向误差的影响,首先利用TB/T 3352—2014《高速铁路无砟轨道不平顺谱》中的轨向、轨距不平顺功率谱推导出横向合成不平顺谱公式,用谱公式仿真生成横向合成不平顺数据;其次建立1/4车体3自由度横向车体振动模型,使用拉普拉斯变换推导出车体横向振动微分方程组的传递函数,搭建车体振动的Simulink仿真模型,推导车体横向位移的功率谱密度(power spectrum density,PSD),经统计得出仿真车体横向位移的概率密度函数(probability density function,PDF);最后利用车体横向位移PDF推导其导致的指向性误差的PDF。仿真验证了轨道横向合成不平顺谱公式、车体横向位移的PSD和PDF,以及横向位移导致的指向性误差的PDF。本研究获得的指向性误差的PDF可用于高铁FSO通信链路的信道建模和系统性能分析。
文摘为了将自由空间光(free space optical,FSO)通信技术应用于高速铁路通信,研究车体垂向振动对FSO通信性能的影响。首先,根据轨道不平顺功率谱密度函数推导其在频域的关系表达式,并利用逆傅里叶变换法对轨道不平顺进行仿真;然后,根据1/4车体4自由度模型的微分方程,利用拉普拉斯变换推导传递函数搭建基于传递函数的Simulink仿真模型;最后,通过对车体垂向位移的仿真,推导其概率密度函数表达式,并在高速铁路FSO通信链路中应用动态束腰控制方案,即在发射端实时调整束腰。仿真结果验证了车体垂向位移的概率密度函数表达式,证明动态束腰控制方案在高速铁路FSO通信链路中性能优于传统的固定束腰控制方案。因此,车体垂向位移的概率密度函数和动态束腰控制方案可为高铁FSO通信研究提供理论基础。
