毫米波通信的低复杂度时变信道估计算法

当毫米波通信系统工作于时变信道场景中时,为解决通信用户快速位移导致的方位角计算误差和信道估计算法精度下降等问题,通常要消耗大量计算资源。因此,基于用户在快时变信道场景下的信号传输特征,首先在确定毫米波传输信号方位时采用对角加载方法,根据高斯白噪声先验信息得到对角加载方法的参数;然后采用对角带矩阵分解方法对所得到的信道干扰矩阵模型进行处理,从而降低信道估计与均衡算法的复杂度。仿真结果表明,所提算法能够使工作在时变信道条件下的通信系统以低于常规算法的运算复杂度处理系统中的干扰,且不降低传输性能。

基于射线跟踪与离开角空间聚类的5G-R网络优化技术研究

当前反复“路测-调整”的传统无线网络优化方式难以满足铁路5G专用移动通信系统(5G-R)的网络优化需求。面向京沈铁路干线场景,在确定了射线跟踪传播机理模型后,进行了5G-R无线信道建模仿真,提出一种基于射线跟踪与离开角空间聚类的网络优化算法。该算法以全向天线仿真结果为基础,使用K-means++算法对射线跟踪仿真的角度-能量域数据进行聚类,将水平离开角的空间聚类中心作为扇区方位角;结合水平离开角的聚类中心与高铁行车路径的空间位置关系,计算相应扇区的下倾角;以上述基于射线跟踪与离开角空间聚类的结果为初值,基于粒子群算法进行优化迭代,高效地完成铁路干线场景下的5G-R网络优化。结果表明,在相同的计算资源和仿真条件下,基于射线跟踪与离开角空间聚类的5G-R网络优化算法对比直接使用粒子群算法,在收敛速度方面提升了约10%,在优化效果方面提升了约30%。该方法针对铁路干线场景能够实现在迭代计算次数更少的情况下,给出更好的网络优化方案,为未来建设高质量5G-R通信系统提供技术积累和参考。

AOD炉用氧枪射流特性的数值模拟

在AOD转炉炼钢过程中,氧枪射流的行为对冶炼效果起着决定性的作用,研究氧枪射流的特性,可以为优化氧枪喷头和氧枪操作工艺提供理论基础。采用标准κ-ε双方程模型,分析了喷孔倾角对AOD转炉用氧枪射流特性的影响规律。结果表明,在相同的滞止压力(1.2Mpa)下,喷孔倾角减小,射流沿氧枪轴线方向的速度增大,在距喷孔不同距离横截面上动压的面积加权平均值的衰减速度降低。喷孔倾角增大,射流冲击半径增大。对110tAOD转炉,最优的喷孔倾角为9度到10度之间。

基于终端侧的室内单站定位技术研究

本文提出一种基于终端侧的室内单站定位技术,其中为了解决网络中收发之间同步误差的影响,本文使用单个接入点(Access Point,AP)上接收到的反射路径和直达路径进行定位.首先,利用下行链路的信道状态信息对AP到终端之间传播路径的离开角和信号传输时间(Time Of Flight,TOF)进行联合估计;其次,提出一种高阶反射路径过滤算法对单次反射路径进行提取;然后,利用直达路径和反射路径的TOF构建目标定位方程,然后利用室内反射体的分布特点对目标的位置进行搜索;再者,利用电磁仿真软件构建室内环境,仿真结果表明,本文所提系统可以达到0.6 m的定位精度;最后,本文利用软件无线电搭建测试系统,真实环境下的测试结果表明,本文所提系统可以达到0.82 m的定位精度,并且所提高阶反射路径过滤算法可以有效地提升定位精度.

基于分布式MIMO网络的室内终端单站定位技术

针对分布式MIMO网络中的终端定位问题,提出了基于分布式MIMO网络的室内终端单站定位系统。首先,将接入点天线布置在室内不同的位置,并利用压缩感知算法对终端每个天线上接收路径的离开角(AoD)和飞行时间(ToF)进行估计;其次,联合多个路径的AoD和ToF建立非线性定位模型,并利用一种改进的Levenberg-Marquardt算法进行求解;再次,理论分析了定位误差的影响因素以及给出了天线布局的理论依据;最后,利用电磁仿真软件和软件无线电平台进行了仿真和实测验证,仿真和实测结果表明,所提定位系统的性能优于现有基于自然多径辅助的单站定位系统。

基于爬升减速机动的大迎角偏离敏感性试飞技术

为防止飞机意外进入大迎角失速尾旋状态,现代电传飞机通常采用左边界保护控制策略。但在使用中,仍然难以避免由于飞行速度超出左边界后“掉入”大迎角状态的现象。为全面评估飞机的左边界飞行安全,必须通过试飞验证飞机大迎角偏离敏感性。采用传统的平飞失速和收敛转弯等试飞方法,难以解决飞机超出左边界后“掉入”大迎角状态后的偏离敏感性评估问题。针对某型飞机迎角限制和抗尾旋控制律的特点,提出了基于爬升减速机动的大迎角偏离敏感性评估方法,采用飞行仿真技术开发了大迎角偏离敏感性试飞动作,建立了在迎角限制和抗尾旋控制律的综合作用下飞机大迎角偏离敏感性和尾旋阻抗程度的评估程序,并且在某型飞机上进行了应用和验证,全面评估了某型飞机的大迎角偏离敏感性和尾旋阻抗程度,为该型机的左边界飞行安全提供了有效的支持。

引入液固界面效应的滴状冷凝传热模型

针对液固界面相互作用对滴状冷凝传热的影响,以Rose滴状冷凝传热模型为基础,考虑接触角、脱落直径对冷凝传热的影响,对滴状冷凝过程中液滴空间序列上的构象,作时间序列上的重构,建立了包含液固界面效应的滴状冷凝传热模型.模型计算结果表明液固表面自由能差越大、接触角滞后越小则越有利于冷凝传热.为滴状冷凝文献数据间存在差异的原因提供了一个新的解释,即液固界面效应的影响.模型可计算得到在不同界面条件下的不同传热结果,模型计算结果与Rose实验值以及本文滴状冷凝传热实验较为吻合.

夹持方式对频率转换KDP晶体面形的影响

针对惯性约束聚变(ICF)系统中大口径超薄KDP晶体在不同夹持和不同姿态下的面形变化,采用有限元分析软件ANSYS,建立了大口径超薄KDP晶体在不同夹持和不同姿态下的应变模型及其边界条件的确定方法,计算了四周简支正面点力、四周固支正面压条、四周简支侧面点力、四周固支侧面压条4种夹持方式在30°和垂直姿态下大口径超薄KDP晶体的面形变化,并给出了面形变化的P-V值和RMS值。在此基础上,通过对不同夹持和不同姿态下KDP晶体面形变化的分析和比较,给出了四周固支正面压条是引起晶体面形变化相对较小的夹持方式的结论。

水平壁面上液滴吹离的临界风速

以空气横掠水平壁面上的液滴作为研究对象,确定液滴脱离时的界面形状,给出沿接触线周边接触角的变化关系,在滞后张力模型的基础上,从力平衡出发建立脱落直径的联立方程,讨论液滴脱离直径与来流速度的关系.随来流速度增加,液滴所受表面力和风力均增加,低来流速度下,表面力起主要控制作用,随来流速度增加,风力比表面力增加得快,导致液滴半径越小,被风吹离所需的临界风速越大.液滴脱离的临界风速还与液滴距平板前缘L的距离有关,表现为L越大,液滴被吹离所需的临界风速越大,且液滴半径越大,L影响越显著.

融合波模和射线理论的矿井电波传播模型

本文提出了电波在煤矿井巷内传播的融合模型:利用波导波模理论修正射线模型,确定巷道内源射线的个数及其离开发射机的方向;通过几何光学基本定律证明矩形巷道内射线传播路径投影的反射定律和夹角定律,推导出射线到达接收天线所在巷道截面的位置、经历的反射次数、路径长度等与射线离开角的关系,以改进主动射线跟踪法,简化计算;运用接收球原理判断各射线经反射后能否到达接收机.经仿真并与实测数据比较,验证了模型的正确性.

利用离去角度的无线传感器网络分布式节点定位方法

针对现有无线传感器网络节点定位方法成本和复杂度较高的问题,提出了一种利用离去角度估计的分布式节点定位方法(AODL).锚节点利用阵列天线发射正交导频信号,从而使得各传感节点仅需配备常规的单天线系统便可获得导频信号的离去角度信息.结合锚节点的地理位置,各节点进而可进行自身的三维位置估计.AODL方法仅利用无线通信设备进行定位,节点的角度估计不需要配备阵列天线,具有低成本和低能耗的优点,同时各节点独立进行自身的角度估计和位置计算,是一种分布式的定位方法.仿真实验结果表明,对于100 m×100 m的定位区域,借助于4个装备3×3均匀面阵的锚节点,各传感节点在信噪比为15 dB时的平均定位误差可以达到1 m以内.

火炮轴线一致性与偏离角测试系统研究

提出一种用于测量火炮炮膛轴线与瞄准轴光轴一致性与偏离角测试系统 ,系统由火炮整体调平装置、炮膛轴线与瞄准线光轴一致性与偏离角测试系统组成 ;并且对炮耳轴和竖直轴不垂直度 ,炮膛轴线和炮耳轴不垂直度进行了分析 ;最后对整个系统的各个部分测量精度进行了误差分析。

竖直矩形通道内液体流动沸腾气泡动力学研究

通过对沸腾气泡在液体中的受力分析，建立了沸腾气泡长大过程的动力学方程；进而获得了沸腾气泡的生长速率与脱离直径的计算方法。采用图象捕集与处理系统，对竖直矩形通道内液体流动沸腾气泡长大与脱离行为进行实验测定，结合模型求解，获得了气泡生长速率、气泡脱离直径、气泡与加热壁面的接触角等参数随操作条件的变化；由模型计算所得的气泡脱离直径与实测值较为符合。

车道偏离预警系统中偏离时间的估算方法

车道偏离时间(TLC)是指车辆从当前位置行驶至车道边界线的剩余时间,是车道偏离预警系统触发警告的判断依据,因此其计算精度至关重要.文中结合车辆运动学理论和三角函数知识研究车辆行驶在直线和曲线路段的轨迹形状,建立车辆轨迹为直线和曲线情况下的TLC估算模型,最后分别就横向距离、相对偏航角和曲线道路半径对TLC的影响进行了仿真分析.结果表明:在直线路段,TLC与相对偏航角成反比,与横向距离成正比;在曲线路段,TLC与相对偏航角和道路曲线半径成反比,与横向距离成正比,而当车辆从相反方向偏离时,对应关系则相反.文中研究能有效降低以TLC为决策标准的车道偏离预警系统的误警率.

激光引偏干扰中假目标的防护角与应用

合理地确定假目标的防护角是实现引偏来袭激光半主动制导武器的必要步骤。在充分考虑指示-干扰激光强度、真-假目标反射特性和大气激光衰减系数等因素的条件下,推导了来袭激光导引头处信号压制系数表达式;建立了利用压制系数确定假目标防护角大小的计算公式;并以漫反射板假目标为例,分析不同条件下防护角的取值;最后基于漫反射板防护角,从漫反射板的布设位置、布设姿态、布设数量及协同方法等方面明确了漫反射板假目标在激光引偏干扰中的应用方法。研究结果对于假目标防护角的确定和漫反射板假目标的应用具有指导意义。

右转圆曲线处避险车道流出角度与引道长度

采用UC-win Road 9.0驾驶仿真平台,对设置于右转圆曲线的紧急避险车道的流出角与引道阈值进行研究.选择方向调整时间、最小转向半径、方向盘转角幅值、方向盘转角频率4个指标对16名驾驶员驶入避险车道的数据进行回归分析,确定各指标与圆曲线半径的定量关系模型.随后,通过二阶聚类的方法缩小了流出角度与引道的设置范围.最后,考虑车辆的横向行驶稳定性,确定了避险车道的设置参数.建议将紧急避险车道设置于半径1 000m及以上的主线处,流出角0°~5°,引道6s设计行程.条件困难时,紧急避险车道可设置于半径600~1 000m的曲线处,流出角0°~5°,引道为9s设计行程,流出角5°~10°,引道为12s设计行程.

基于双CCD技术的火炮偏离角测量方法研究

将激光面光源铅垂地固定在地面上发射出的光线作为测量基准,基于双CCD技术的火炮偏离角测量方法通过测量激光光斑在高精度CCD传感器上的位置变化,得到火炮身管在水平面的直线位移量,结合倾角传感器测得的火炮身管高低角的变化,通过三角形相似原理得到火炮身管偏离角的解算公式,并利用微分关系进行精度分析,确定测量方案中主要器件的参数指标,并介绍了实际偏离角测量的步骤,最后与圆光栅传感器进行了角度测量的对比,验证了该方案可以实现高精度的偏离角测量。

火炮偏离角测量数字化系统

提出了一种用于火炮炮膛轴线偏离射面的角度测量的数字化测试系统,该系统基于激光跟踪仪空间点坐标测量原理,通过对火炮身管指定点三维坐标的测量,结算出调炮前后空间直线方程,从而计算出火炮偏离角,并针对目前GJB方法对火炮炮膛轴线偏离射面的偏离角度测量方法中存在的精度不高、效率低、工作人员多、结构分散等问题进行了分析。与现行GJB方法进行测量实验比较,实验数据表明使用该方法对火炮偏离角进行测量,效率和精度都有明显提高。

情绪对驾驶行为影响研究

不良情绪是引发交通事故的因素之一。为预防由驾驶员情绪引发的交通事故,利用3层因果分解(驾驶员神经兴奋一驾驶员原始反应—车辆状态)深入分析情绪对驾驶行为的影响。设计并完成模拟驾驶试验,采集驾驶员高兴、悲伤、愤怒和恐惧4种情绪状态下的心电信号和行车数据;采用基线信号消除方法,分析驾驶员心跳间期、转向角和最大车道偏离在不同情绪下的变化值。结果表明:驾驶员在所有情绪状态下都有明显的交感神经兴奋并伴随着转向角度值增加。在高兴和愤怒情绪状态下,会产生更明显的车道偏离,驾驶员趋向更危险的驾驶行为;在悲伤和恐惧情绪状态下,产生较小范围的车道偏离,驾驶员趋向相对安全的驾驶行为。

基于融合分割和LASSO回归的实时车道偏离预警

在有路面污染、标识干扰等复杂高速道路环境下,车道偏离预警系统的鲁棒性和实时性会变差。为此提出一种利用两种算法融合分割和LASSO回归模型进行车道线检测和偏离预警的新方法。首先,分别采用TopHat算法和OTSU算法分割出车道线背景并进行“与”运算融合,据此准确提取出车道信息;其次,分两步检测车道线,第一步基于概率Hough变换进行直线检测,将检测出的车道线位置设为动态ROI区域并进行卡尔曼滤波跟踪处理,第二步是基于LASSO多项式回归模型对车道线再次进行参数估计和拟合,以改善使用最小二乘法时的过拟合问题;最后,根据设置的虚拟车道线和角度模型进行车道偏离预警决策。实验结果表明,所提出的方法在复杂道路环境下的平均正检率为96.07%,检测速率可达到32 ms/帧,即具有良好的鲁棒性和实时性。