相干光正交频分复用系统的数值仿真研究

未来的光纤传输技术将向高速、安全以及灵活智能化方向演进,以正交频分复用为代表的多载波技术将是超100 G系统的重要候选方案.针对光正交频分复用系统中严重的非线性物理损伤问题,文章搭建了相干光正交频分复用系统的数值仿真平台,考察了色散、激光器相位噪声及非线性损伤对系统传输性能的影响.数值结果表明:色散和激光器相位噪声对系统传输性能具有重要影响.色散引起的性能劣化可以通过电域数字信号处理进行有效补偿,基于非线性相移的非线性预补偿效果与入纤功率有关系,较大的入纤功率导致非线性损伤补偿效果略有下降.     

光码分复用/波分复用多跳网的地址码转换方案及误码率性能

采用码分复用(OCDM)与波分复用(WDM)相结合的技术可以构成多跳网，其关键技术是波长和地址码的转换，但转换中存在着电子瓶颈．提出了一个全光的地址码转换方案，该方案依赖于光硬限幅器技术，适用于时域编码的OCDM系统．分析了影响该方案工作性能的各项因素，并利用Gaussian近似，得到了码字转换差错率的边界与光硬限幅器的阈值之间的关系，以及该光码字转换方案对网络端到端误码率性能的影响．     

分布式空时码协作分集系统的性能分析

提出了一种基于分布式空时码的非正交协作分集(DSTC-NOCD)系统.利用译码转发(DF)中继信道模型,推导了BPSK星座调制下系统误码率的理论值,并分析了协作用户上行信道和用户间信道质量对系统性能的影响.仿真结果表明:与直接传输系统相比,DSTC-NOCD系统能获得显著的性能增益,在用户间信道高信噪比条件下能获得完全分集增益;且在可接受的性能损失条件下能够获得比OCD系统更高的频谱效率.     

时变瑞利信道中存在频偏的OFDM系统性能分析

分析了时变瑞利信道中存在载波频率偏移的正交频分复用(OFDM)系统的性能.首先计算和分析了接收信号不同分量的功率(期望信号、载波间干扰、噪声),然后给出了16-QAM正交频分复用系统的误比特率.理论分析与仿真结果表明:(1)频偏和信道变化极大地降低了0FDM系统的性能;(2)由频偏或信道变化造成的载波间干扰主要集中在循环相邻的几个子载波边界,这一结论对于开发低复杂度载波问干扰消除算法非常有用;(3)频偏对正交频分复用系统性能的影响可等效为信道变化的影响,提出了一个包含载波频偏的时变信道模型.     

基于小波变换的OFDM-CDMA高速电力线通信系统

在电力线上实现可靠的高速数据传输一直是电力通信和电力系统自动化的难题,文中基于小波变换推导了OFDM传输系统的等效M带离散小波传输模型,提出了新的基于正交M带离散小波变换的用于高速电力线通信的OFDM-CDMA通信系统.仿真结果表明,该系统适合于高速电力线通信,具有很好的抵抗信道间干扰、码间干扰、多用户干扰及噪声干扰的性能.     

分布式多天线下行链路的空分复用性能分析

针对多天线下行链路的远近效应问题，研究了分布式多天线系统的空分复用性能，结果表明分布式多天线系统可以有效地降低远近效应的影响．在此基础上，提出了一种分布式多天线系统中的自适应传输方案．该方案根据用户与各天线端口的相对位置灵活地改变传输策略，在用户距离天线端口较远时，利用空分复用联合发送抑制用户间干扰，而在用户靠近天线端口时，采用选择式发送，以降低反馈负荷和复杂度．仿真实验结果表明，与空分复用联合发送相比，通过设置合适的自适应切换门限，所提出的方案仅以系统容量损失7％为代价，能在40％的信道实现中有效降低反馈负荷和处理复杂度．     

多载波OFDM与单载波QAM传输系统性能比较

为了研究多载波正交频分复用(OFDM)与传统单载波正交幅度调制(QAM)系统传输性能,文章基于无线局域网IEEE 802.11a标准,分别在高斯白噪声(AWGN)信道和存在码间干扰两种情况下,利用MATLAB比较多载波OFDM和单载波QAM系统的可靠性与计算复杂度.结果表明,在两种信道环境下,多载波OFDM系统的传输可靠性能均优于单载波QAM,但增加了计算复杂度.     

LDPC码在OFDM通信系统中的应用与仿真

介绍了正交频分复用(OFDM)基带传输系统及其模型,概述了LDPC的编译码方法,研究了其在OFDM系统中的性能,并与卷积码进行了比较.仿真表明,LDPC码在OFDM基带传输系统中具有更好的纠错能力.     

基于小波变换的CFDM-CDMA高速电力线通信系统

在电力线上实现可靠的高速数据传输一直是电力通信和电力系统自动化的难题．文中基于小波变换推导了OFDM传输系统的等效M带离散小波传输模型，提出了新的基于正交M带离散小波变换的用于高速电力线通信的OFDM-CDMA通信系统，仿真结果表明，该系统适合于高速电力线通信，具有很好的抵抗信道间干扰、码间干扰、多用户干扰及噪声干扰的性能。     

相干光正交频分系统CO-OFDM的原理及仿真分析

光纤通信具有其它通信方式无可比拟的优点,因而倍受青睐,不断获得发展。相干光正交频分复用系统(CO-OFDM)融合了正交频分复用技术(OFDM)和相干检测的双重优势。对于高速的光纤传输中存在的色度色散(CD)和偏振模色散(PMD)有很好的抑制作用,具有很高的频谱利用率。本文首先介绍了CO-OFDM的原理,利用仿真软件Optisystem建立了仿真模型,得到了系统的星座图和误码率曲线,并与传统QAM调制进行了比较。CO-OFDM将会在未来高速率、大容量和长距离传输系统中有广阔应用前景。     

山地城市震后建筑物倒塌瓦砾阻塞量预测模型

为了对山地城市震后交通系统路段单元通行可靠性进行合理评估,需要建立适合于山地城市震后建筑物倒塌瓦砾阻塞量预测模型。在现有建筑物倒塌瓦砾阻塞量预测模型的基础上,通过对山地城市沿街建筑物及道路特点的考察和对模型影响因素显著性分析,结合山地沿街建筑的特点考虑退台、外挑、高差、斜坡等因素的影响,对现有模型进行修正,扩充了模型的适用性及合理性。修正后的模型不仅适用于山地城市,也适用于平原城市震后路段单元通行可靠性的预测和评估。     

卡尔曼滤波卫星授时的仿真技术

为了提高无线导航卫星系统授时精度,提出了采用卡尔曼滤波对用户时钟钟差、钟漂及老化率进行估计,并预测出下一采样时刻用户时钟与系统时的差值的闭环授时方法,设计了卡尔曼滤波器.分别对单星和多星的授时问题进行了讨论,理论证明了采用多颗卫星授时可提高授时精度,并给出了克拉默罗界.利用STK软件实时产生卫星三维位置和速度,建立了用户时钟仿真模型和观测误差仿真模型,对所提出的方法在单星和多星的情况下进行了仿真.结果表明,在噪声较大情况下仍能保持较高的授时精度.     

认知无线电中基于HMM的动态频谱接入技术

为了降低基于CSMA的频谱接入技术在利用频谱空洞时授权用户和认知用户之间发生冲突的概率,提出了一种基于HMM的动态频谱接入方法。利用HMM预测频谱的状态信息,使认知用户在发现授权用户开始传送数据前退出所占用的频带,避免与授权用户产生冲突,根据预测的信息并利用NC-OFDM调制技术传送数据。仿真结果表明,采用该方法的动态频谱接入系统可以大大地降低用户冲突发生的概率,具有比CSMA系统更好的误码性能。     

集合卡尔曼滤波在浅水模式数据同化中的应用

为了研究集合Kalman滤波同化技术应用于非线性动力学模式的同化效果,通过利用集合Kalman滤波技术对浅水理论中均质不可压流体运动的动力学模式进行理想的数据同化试验.分析集合Kalman滤波同化方法应用于动力学系统的计算方法和步骤.比较三维变分和集合Kalman滤波的同化效果,讨论了集合Kalman滤波数据同化方法的基本性质和同化观测的频率对集合Kalman滤波同化效果的影响.通过试验证明,集合Kalman滤波数据同化方法能够成功地应用于浅水均质不可压流体的动力学系统,可有效地抑制估计误差的增长,为模式预报提供更加理想的初值,改善预报效果.     

不发生侧滑为指标的跨海大桥安全行车风速分析

为了保证风环境下跨海大桥上车辆的行车安全,必须给出合理的安全行车风速.采用修正的κ-ε方程作为湍流模型的控制方程,对车桥模型的风流场进行了流场分析,得到了桥上车辆的压力分布,进而获得了桥上行驶车辆的阻力系数和升力系数.以车辆不发生侧滑为指标给出了跨海大桥不同桥面特征下的安全行车风速标准,并与普通高速公路的相关安全行车风速进行了比较.结果表明:跨海大桥上车辆的安全行车风速要低于普通高速公路的安全行车风速.     

基于IEEE802.16e的子载波分配方式分析

针对IEEE802.16e规定的分布式和连续式2种基本的子载波分配方式,以上行链路为例,分析无线移动信道环境下,其接收端信号的功率分布、信号干扰噪声比SINR的累积分布函数曲线CDF(cumulative distribution function)分布,得出了分布式子载波分配功率分布更加集中的特点。同时,通过分析用户逻辑子信道上所采用的调制编码方案MCS(modulation coding scheme)的分布,从另一个角度验证分析结果,进一步给出2种不同分配方式的性能特点和适用情况,对IEEE802.16e的OFDMA无线资源的有效管理和调度具有积极的指导意义和实用价值。     

基于Agent的DEVS形式化描述与算法实现

为了解决离散事件系统规范DEVS(discrete event system specification)中没有对智能行为提供直接描述方法的问题,将智能体(Agent)建模思想引入到DEVS中,提出了一种具备一定智能性和协作性描述能力的离散事件系统规范Agent-DEVS。该规范以并行DEVS为基础,状态元组被扩充成为Agent特征元组;增加了体现个体智能性的Agent模型元组;并将模型端口的输入、输出扩展成为体现社会协作性的Agent消息类型。另外,还给出了Agent-DEVS模型的实现算法,并将其应用于企业生产调度的仿真建模。算法分析与仿真试验表明,Agent-DEVS的优点主要体现在建模性能上,它可以描述更加复杂的智能行为和自治行为,在计算时间上对整体复杂性的影响不大。     

水流作用下锚泊浮体平衡位置及姿态的求解方法

为了求解锚泊浮体在波浪中的运动响应或是受失控船舶碰撞时的运动响应,首先得求解锚泊浮体系统在不同外部环境下的平衡位置,以获得较为精确的锚链和浮体的初始状态.将锚链考虑为可拉伸的悬链线,建立锚链力的求解方程.以浮体在各个方向的所受力(矩)的平衡为收敛条件,通过迭代求解锚泊浮体系统在海流作用下的平衡位置.结果表明,系统除了在不同流向和流速作用下具有不同的平衡姿态外,还会由于投锚误差导致平衡姿态的不同.     

空天飞行器跨大气层再入建模及姿态控制

为满足空天飞行器ASV(aerospace vehicle)再入轨迹优化、姿态控制等问题的需要,研究了ASV再入跨大气层飞行时的数学模型。所建数学模型所涉及的气动力和力矩系数是迎角、马赫数及控制舵面偏角的函数;反作用控制系统RCS(reaction contrlsystem)推进器属于开关型的,控制量可近似为常值开关型的量。考虑ASV在空气稀薄、气动舵面低效或失效且推力系统关机不能提供推力矢量的情况,设计了ASV飞行姿态控制系统,并通过仿真验证了所设计的控制系统在一定条件下的合理性和有效性。     

季节性冰雪蓄冷技术在建筑空调中的应用

为研究季节性冰雪蓄冷技术在建筑空调中应用的可行性,在稳态传热及集总参数分析方法基础上,建立了圆柱形地下储库冰雪储存与释冷过程的数学模型,并得出模型的分析解。运用该模型对北京市商场、办公楼、宾馆和医院四类典型建筑应用季节性冰雪蓄冷技术进行空调供冷的特征参数进行了计算。提出了冰雪蓄冷匹配系数的定义,分析了其在不同储冰初始温度及年平均单位面积冷负荷条件下的变化规律。计算表明,冰雪蓄冷匹配参数主要受年平均单位面积冷负荷影响,而受储冰初始温度影响较小。