临近空间通信高仰角区MIMO分集和抗雨衰方案性能研究

基于MIMO分集技术,提出了一种有效对抗雨衰的临近空间协作通信方案。理论分析并推导了该方案的系统容量;在着重对临近空间通信高仰角区雨衰信道的相关特性进行分析的基础上,仿真研究了该方案的抗雨衰性能,研究结果表明：与VBLAST系统相比,本方案虽然损失了部分复用增益,但在误码情况下得到近15dB的增益;与此同时,本方案在不同相关特性的信道下产生的误码性能波动小于同等条件下VBLAST系统产生的性能波动。     

快速时变信道下的基扩展模型信道估计性能分析

针对快速时变信道,提出了一种基于复指数基扩展模型(CE-BEM)的线性最小均方误差(LMMSE)信道估计方法,对信道估计的结果使用离散长椭球序列(DPSS)进行平滑处理,并相应提出了基于迭代的载波间干扰(ICI)消除信道均衡方法.仿真结果表明:在高多普勒信道场景下,该方法系统误码性能较传统信道估计方法有一定程度的提升.     

LTE上行链路高速铁路应用场景中的频偏估计方法

提出了一种长期演进(LTE)上行链路频偏最大似然(ML)估计算法,并通过定量分析该算法与基于2个训练序列相差的频偏估计算法(相差法)的估计性能,提出了一种联合频偏估计算法.仿真结果表明:与相差法相比,所出提的ML估计算法与联合估计算法的频偏估计范围均能够覆盖高速铁路应用场景中的最大频偏,且ML估计算法不受LTE上行链路跳频传输的影响;在信噪比10 dB且少于4个用户的情况下,2种算法均能够提供10-4或更小的归一化频偏估计均方误差;在单用户情况下,联合估计算法比ML估计算法的均方误差在信噪比上提高了近5 dB.     

低仰角动态环境下高空平台站通信信道的衰落特性研究

在分析了高空平台站通信系统的覆盖特性、链路损耗特性与降雨衰减特性的基础上,针对低仰角动态环境下的信道特性,根据传播散射理论,通过引入阴影系数A,建立了一个包含“好状态”和“坏状态”的混合状态衰落统计模型,而且在“坏状态”下根据阴影遮蔽的程度又分为两种情形。针对不同状态得到了模型的一阶和高阶统计特性,并通过实测数据进行验证,发现两者吻合良好。证明该模型可用于高空平台站通信电波传播特性的分析、调制及编码方案的优化和通信系统性能仿真等方面的研究。     

基于射频拉远的宏小区协作多输入多输出正交频分复用系统性能分析研究

在高铁高速移动场景下,对基于射频拉远(RRH)的宏小区协作多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统以及基于第三代合作伙伴项目(3GPP)协议的4RRH信道模型做了详细描述,并设计了相应的频偏估计算法以及信道估计算法.通过Monte-Carlo仿真实验对该系统做了性能分析研究,结果表明,该系统能够有效地克服多普勒效应,准确地恢复信道响应,从而达到较低的误块率(BLER)与较高的吞吐量,实现高速运动场景下的高性能.     

列车超速防护系统实验室仿真系统的研究

在实验室内构造一个仿真系统,用以代替铁路现场进行模拟仿真实验,以验证列车超速防护系统能否达到确保列车安全运行的功能.文章对仿真系统模型进行了分析,介绍了该系统的硬件,软件的组成及功能,并对整个仿真模拟过程给出了较为详细的阐述.     

采用时域测量矩阵的压缩感知稀疏信道估计方法

针对传统最小二乘和伪随机序列相关信道估计方法在稀疏信道应用时估计精度差的问题,提出一种采用时域测量矩阵的压缩感知稀疏信道估计方法.新方法首先将循环前缀单载波分块传输系统中的稀疏信道估计建模为一个典型的压缩感知问题,然后利用具有最优循环相关特性的伪随机序列优化构造确定性压缩感知测量矩阵,避免了使用随机测量矩阵造成的存储不便及估计性能差的问题,且提高了信道估计性能.基于准静态COST 207典型城市信道模型的仿真结果表明:该估计方法能够有效地降低稀疏信道的估计均方误差,在16 dB处的误码率可达2×10-5,而相同情况下最小二乘信道估计方法的误码率只能达到3×10-3.     

重芳烃石油磺酸盐与M~(2+)和地层砂的沉积与吸附

利用分光光度法和容量法分别考察了重芳烃石油磺酸盐（简称ＨＡＰＳ）与Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋的沉积规律及在地层砂上的吸附规律．实验表明：当固定Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋混合液浓度改变ＨＡＰＳ浓度时，ＨＡＰＳ与Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋的作用呈现出沉淀——溶解——再沉淀的普遍规律，且沉淀量随着ＨＡＰＳ和Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋混合液浓度的增加而增加；ＨＡＰＳ在地层砂上的吸附等温线呈“Ｓ”型，表现出多层吸附的特征．     

3-D Shape Measurement of Complex Objects by Combining Color-Coded Fringe and Neural Networks

A new approach for three dimensional (3-D) shape measurement was proposed based on color-coded fringe and neural networks. By applying the phase-shift technique to fringe projection, point clouds were generated with high spatial resolution and limited accuracy. The picture element correspondence problem was solved by using projected color-coded fringes with different orientations. Once the high accurate corresponding points were decided, high precision dense 3-D points cloud was calculated by the well trained net. High spatial resolution can be obtained by the phase-shift technique and high accuracy 3-D object point coordinates are achieved by the well trained net, which is not dependent on the camera model and will work for any type of camera. Some experiments verify the performance of this method.     

地铁隧道场景中时延估计的改进算法

基于地铁隧道场景,利用射线跟踪法,将多径效应产生的时延估计问题转化为在立体空间中求解不同路径之间的时间差问题.不同于发射端与接收端相对静止的情况,考虑列车在高速运行时具有的多普勒效应,提出了在接收与发射端运动状态下的时延估计改进方法.仿真结果表明:相较于在收发端相对静止状态下估计得到的时延参数,改进方法的结果与实际场景更加匹配.     

基于三维空间域统计信道模型的空时特性

为了研究信号在三维空间域信道模型中的空时统计特性,建立了一种三维统计信道模型,其散射椭圆半球体的中心在移动台(MS),适用于设置低MS天线、高基站(BS)天线且重要散射体分布在移动台附近的室外宏蜂窝通信环境中。假设模型的发射信号服从均匀分布,给出了到达角度(AOA)和到达时延(TOA)概率密度的分析算法,能够估计多径衰落信道的重要空时特性,在方位角和仰角平面同时描述波达信号分别在BS和MS处的分布特性。理论分析和数值仿真结果与三维散射模型结果对比表明,本模型的信道参数估计符合理论与经验结果,更加适应各种室外移动通信环境,拓展了三维统计信道模型的分析和研究。     

基于前导训练序列的MB-OFDM信道估计

超宽带技术已逐渐成为无线通信领域研究、开发的一个热点,并被视为下一代无线通信的关键技术之一.UWB无线通信可以分成两种:无载波UWB、载波调制UWB.载波调制UWB有多种实现方案,主要有DS-CDMA UWB和MB-OFDM UWB.MB-OFDM作为UWB的一个重要候选方案,在频谱利用率、与其他窄带系统共存、抗干扰等方面有着出色的表现,而信道估计是无线通信领域的关键技术之一,是进行相关检测、解调、均衡的基础.文中在介绍MB-OFDM系统的构成、MB-OFDM系统信号结构以及超宽带信道模型的基础上,提出了一种基于前导训练系列的信道估计算法,对UWB信道条件下采用前导训练序列的LS估计和MMSE估计的性能进行了深入的分析和比较,最后给出了相关仿真结果.实验结果表明,利用前导训练系列的信道估计可以获得良好的性能.     

重芳烃石油磺酸盐驱提高原油采收率试验研究

介绍了一种适用于产出液高含水期油田的、具有提高残余原油采收率作用的廉价驱油用表面活性剂——重芳烃石油磺酸盐 ( HAPS)及其特殊的驱油方式 .室内试验结果表明 ,HAPS与现场地层水配伍性良好 ,w( HAPS)为 0 .2 %～ 0 .3%的水溶液在产出液高含水情况下 ,可使残余原油采收率的累计增加值保持在 7%～ 8%的范围内 .胜利油田孤南 N- 2 80 1井区现场试验表明 ,低质量分数的 HAPS驱具有明显的提高原油采收率作用 ,采出原油的物性较一般的水驱有显著的变化 ,对于非均质性不太突出的油藏 ,HAPS驱具有良好的现场应用前景 .     

非线性波浪的数值模拟

为快速有效地模拟三维波浪问题,采用高阶谱方法建立了完全非线性波浪的数值计算模型.高阶谱方法是将速度势函数展开成Fourier级数的形式,通过快速Fourier变换求其空间导数,具有很高的计算效率和精度.把数值结果与五阶Stokes波理论解和聚焦波实验结果相比较,并计算了初始面升高引起箱体内液体运动问题,验证了所建立的数值计算模型的有效性.     

列车到发不确定的客站咽喉利用与股道分配

研究了列车到发时刻不确定条件下的铁路客站咽喉利用优化与股道分配问题.首先,建立了基于不确定列车运行图的咽喉利用与股道分配优化模型,模型考虑股道占用时间与均衡使用性,满足列车、咽喉、股道三者的耦合关系.然后分析并统计了不确定列车运行图的列车到、发站时刻的均值与方差,通过函数模拟的形式抽离出列车时刻表.此外,考虑到问题的NP-hard性,设计了基于模拟退火算法的启发式算法.最后,以宝鸡车站一个阶段计划内的咽喉利用与股道分配问题为实例进行了仿真验算.     

基于烦恼率模型的高速列车动态舒适性评价方法

针对传统的ISO动态舒适性评价标准只能定性地衡量振动舒适度,以及高速列车舒适度研究座椅人体分离等问题,把建筑学振动的烦恼率方法引入高速列车平顺性分析中并建立了“人-座椅-地板输入”的7自由度耦合仿真模型.在350km/h高速列车运行环境下,对模型应用烦恼率模型进行仿真,并和ISO评价法进行对比.结果表明基于烦恼率模型的高速列车平顺性分析能够比较好地弥补传统方法的缺陷,实现了评价结果的定量化.     

基于功率-距离的LTE-R切换算法优化研究

传统的基于长期演进的铁路移动通信系统(long term evolution-railway,LTE-R)切换算法对切换参数的选择不能很好地适应列车的高速移动,由此导致的“切换滞后”现象容易造成更多的失败切换,影响列车运行控制和旅客无线通信体验。当列车高速穿越小区时,对越区切换的要求更加严格,简化信令流程以及实现快速切换是LTE-R急需解决的问题。以减少错误触发和实现快速切换为出发点,提出一种基于功率-距离的切换优化方案,充分考虑速度对切换参数的影响,并加入距离因素,只有当列车到达一定触发位置时才可以进行触发判断,如满足条件则直接进行切换。该算法在避免列车提前错误触发的同时舍弃触发时延(time to trigger, TTT)指标,在一个测量周期内即可实现快速切换。仿真结果表明,所提的方案能够更好地保证高速环境下列车的切换成功率。     

列车动力学模型的研究

研究了列车动力学计算模型的建立方法 ,给出了列车系统状态矩阵的构成及其计算方法 ,采用Simulink仿真工具 ,建立了多车编组的垂向和横向列车模型 .分别对列车的垂向和横向列车动力学进行了实例计算 ,说明了在高速动车组中采用列车计算模型分析车间悬挂的作用的必要性和有效性 .     

基于 PLC 信道相关性的分集合并技术研究

研究电力线信道(power line channel,PLC)相关性对提高电力线通信系统的性能具有重要意义.基于电力线信道的多输入多输出(multiple input muliple output,MIMO)模型和信道本身的物理特性,可知电力线载波通信系统中信道间存在一定的相关性.详细分析了电力线信道单输入多输出(single input multiple output,SIMO)系统中子信道之间相关性及计算方式,同时也分析了电力线单输入多输出系统在分集合并技术下,采用二进制相移键控(binary phase shift keying,BPSK)调制方式时的最大比合并和等增益合并的系统误码率,比较了2种分集合并技术在不同的信道相关性下的误码率.通过仿真得出,相关性会影响分集合并的误码率,进而影响系统的性能.     

考虑车下环境的高速动车组空气流场数值仿真

在建立典型高速动车组模型、轨道等环境模型基础上,根据流场有限元知识,将整体仿真模型划分为车头部分、车尾部分、中间车前部及中间车后部.采用对称计算域,选择非结构网格进行网格处理,进而仿真分析300km·h-1的流场分布规律.结果表明:建立的典型动车组模型总体受力69.4kN,车下部分尤其是转向架附近流场分布各异,湍流形式明显,该部分阻力占总体阻力33.6%,最大正负压力差约8kPa.通过分析比较ICE和TGV-A高速列车相关试验数据,验证了仿真方法与结果的合理性.