水声通信信道中的OPNET建模与仿真

针对水声通信网络信道的实现开销大、复杂性高的特点,提出了一种能够仿真分析水声通信网络的有效方法.该方法分别使用OPNET中的Propagation-Delay-Stage,Receiver-Power-Stage和Background-Noise-Stage三个工具来仿真水声信道中的传播延迟、发射机功率和水声噪声(水声噪声包括紊流、船运、风波和热噪声).其中,Propagation-Delay-Stage采用MacKenzie速度模型;Receiver-Power-Stage中有Thorp,Schulkin&Marsh和Francois&Garrison 3种传播损失模型.在该方法中,首先仿真比较了取不同传播损失模型时的水声信道,然后根据仿真结果选择一个合适的水声信道,并采用MACAW协议来仿真水声通信网络.最后,通过仿真实验对整个水声通信网络的吞吐量、误码率、丢包率进行了分析.实验结果表明,采用该方法能够有效地仿真水声通信网络.     

水声通信技术研究进展

介绍水声通信技术的发展历程与技术现状.围绕水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室(厦门大学)水声通讯课题组的研究方向,介绍课题组在水声信道传输特性与匹配方法,水声语音、图像、数据通信技术研究,水声网络与立体通信等领域的研究进展和研究成果.     

应用于水声OFDM通信系统的基于维纳滤波的信道估计

为了进一步提高水声OFDM通信系统的性能,本文主要研究了水声OFDM通信系统中基于维纳滤波的信道估计算法.该算法结合了水声信道的特点,采用梳状导频图案,对传统的LS算法进行了改进.在完成计算机仿真的基础上,该算法还在实际的水声信道厦门大学实验水池和厦门港浅海域进行实验.实验结果表明,该信道估计算法具有较好的精确度和稳定性,能够有效提高水声OFDM通信系统的性能.     

矿井MIMO-OFDM通信系统的信道建模与仿真

在已有矿井MIMO信道模型的基础上,提出了一种基于Nakagami衰落的矿井MIMO空间相关信道模型建模方法。基于Nakagami衰落的非相关MIMO信道,通过计算收发天线间的空间相关性生成MIMO空间相关信道。对所建信道模型的空间相关性及信道容量进行仿真分析。仿真结果证明:MIMO信道的空间相关性随收发端天线单元间距的增大而减小;MIMO信道容量与信道空间相关性以及收发端天线数目有关;减小信道的空间相关性或者增加天线数目,可增加MIMO信道容量。基于Nakagami衰落的矿井MIMO空间相关信道模型适用于矿井无线通信系统。     

浅海水声信道下抗多径OCDM通信研究

基于正交chirp复用技术,提出一种新的抗多径浅海水声通信方法(DP-Rake OCDM)。采用经调制的chirp信号,利用多径分集来提高鲁棒性,同时在接收端解调中加入基于数据分拣的Rake接收机,用多个时间窗分析数据帧来消除多径引起的载波间干扰,从而在短保护间隔时提高通信性能。与OCDM、OFDM、DP-Rake OFDM方案通过系统仿真进行性能比较,结果表明,在强多径条件下（时延扩展大于保护间隔）,DP-Rake抗多径OCDM的BER floor可达到10-6,DP-Rake OFDM的BER floor为10-5,而OCDM和OFDM都只有10-3,仿真结果验证了该方案的可行性和抗多径性能的优越性。     

基于判决反馈均衡的水声信道估计与通信算法

在分析基于最小均方信道估计算法的基础上,对计算量较小的匹配追踪算法进行改进,引入路径门限调整机制以克服虚假路径造成的不良影响,利用重要路径权系数的2次迭代修正方法,进一步提高了水声稀疏信道的估计精度;借助于信道估计值进行均衡系数的解算,利用判决反馈均衡器(DFE)的输出信号对信道估计质量进行实时评估,提出了一种基于DFE的信道长度自适应选择的信道估计算法,同时,通过仿真和实地实验验证了其有效性.结果表明,所提出的算法能够在未知水声环境下实现对信道估计算法的自适应调整以及对预估信道长度的合理选择,以较高的计算效率而实现对水声信道的精确估计,满足未知水声信道环境下的精确信道估计及通信应用需要.     

超宽带信道建模与仿真

在通信系统研究过程中经常使用信道模型来评价物理层的性能。文章就几种UWB信道模型,从信道的特征参数出发,分析了它们各自的优缺点。根据物理信道的实验数据,选择了修正的S-V信道模型作为UWB系统的信道仿真模型。仿真结果表明,该模型与UWB系统信道的特征参数非常接近,能很好地仿真物理信道的参数。     

基于LabVIEW的水声通信网络节点技术研究

随着军事和民用领域对水声通信和水声通信网需求不断加大,分布式水声通信技术的构建与应用成为水声通信研究的热点.采用LabVIEW虚拟仪器编程软件与美国NI的CompactRIO硬件模块,构建4FKS-FH水声通信调制解调器(MODEM),并设计了自动增益控制、同步跟踪以及信道编码:交织与卷积码等模块.通过多次水池及海试试验,验证了该水声MODEM性能的有效与可靠性,为构建更为复杂的多节点水声通信网络提供坚实的基础.     

水声信道通信系统RLS算法应用分析

介绍收敛性较强的RLS算法,将其应用于水声通信系统中;在不同遗忘因子、不同初始值条件下对均衡器进行仿真分析．分析结果说明：遗忘因子和初始值对RLS算法影响的差异性,对水声通信系统中应用RLS算法具有参考意义．     

水声OFDM通信系统中一种新的信道估计方法

研究了水声正交频分复用(OFDM)通信系统中的信道估计问题。通过分析水声信道的稀疏性结构特点及其统计特性,获得了基于最小误判的最优筛选门限。利用该门限能够最大限度地判别非零值信道抽头位置。在此基础上,采用结构LS方法进一步对非零值抽头进行精确估计,从而获得水声信道的精确估计值。通过计算机仿真,在两种不同稀疏信道情况下,验证了文中算法的有效性。该算法简单、快速,便于实际应用。     

发动机扭转减振器建模仿真研究

为了减小发动机的振动伤害,对发动机的扭转减振器进行了研究。首先,对其工作原理进行了研究,在此基础上建立数学模型;基于MATLAB/SIMULINK软件,建立发动机扭转减振器仿真模型,在不同的工况下进行了仿真实验。实验结果表明,扭转减振器的工作性能主要与其振幅放大系数的值有着直接关系。扭转减振器的阻尼系数、刚度以及转动惯量等都对振幅放大系数有一定的影响;并且从实验还可以看出发动机扭转角度的平衡点起初随阻尼系数的增加而增大,到了临界点后将随着阻尼系数的增加而减小,因此,在设计发动机扭转减振系统时应综合各参数建模,将阻尼系数的值设置在平衡点附近,以取得最佳的阻尼效果。     

基于UML活动图的工作流过程建模研究

根据工作流管理联盟（WfMC）的工作流参考模型给出一个基于UML活动图的工作流过程元模型及其建模和执行规则,使模型既保持良好的直观性,又增强了在交互性、活动间的控制依赖关系、异常处理等方面的表达能力.     

惯性通道式半主动悬架作动器的设计与研究

为了提高作动器减振性能,设计了惯性通道式半主动悬架作动器.建立了力学控制模型,推导出数学模型,求出动刚度、动阻尼和力传递率的表达式.通过改变惯性通道截面积对作动器系统进行动态特性仿真,得到各指标的变化规律.仿真结果表明:所设计的作动器系统减振特性明显,可以为半主动悬架系统提供低频大阻尼力和高频小阻尼力.     

三维波动方程的数值频散关系及其叠前和叠后数值模拟

采用适于三维各向同性介质正演的有限差分格式 ,对声波方程进行了差分离散 ,导出了差分格式的数值频散关系。研究表明 ,三维正演的数值频散主要受差分精度及网格空间步长的影响 ,尤以后者影响更甚。在相同的条件下 ,剖分步长越大及差分精度越低 ,数值频散现象越明显。研究还表明 ,剖分网格有低通滤波作用 ,因而在正演时应使激发源的主要频率远离网格的截止频率 ,以保证精度。在此基础上对某地质模型进行了叠前和叠后数值模拟。计算结果表明 ,叠前模拟能够比较真实地反映地震波在地下介质中的传播规律 ,但计算量过大 ;叠后模拟时 ,爆炸界面法能较好地反映地下反射界面形状 ,但不宜计算较大的模型 ;平面波照射法可用于计算较大的模型 ,且能较好地反映波的动力学特征 ,但不能精确地反映界面形态     

三维波动方程的数值频散关系及其叠前和叠后数值模拟

采用适于三维各向同性介质正演的有限差分格式,对声波方程进行了差分离散,导出了差分格式的数值频散关系。研究表明,三维正演的数值频散主要受分精度及网络空间步长的影响,尤以后者影响更甚。在相同的条件下,部分步长越大及差分精度越低,数值频散现象越明显。研究还表明,部分网格有低通滤波作用,因而在正演时应使激发源的主要频率远离网格的截止频率,以保证精度。在此基础上对某地质模型进行了叠前和叠后数值模拟。计算结果表明,叠前模拟能够比较真实地反映地震波在地下介质中的传播规律,但计算量过大;叠后模拟时,爆炸界面法能较好地反映地下反射界面形状,但不宜计算较大的模型;平面波照射法可用于计算较大的模型,且能较好地反映波的动力学特征,但不能精确地反映界面形态。     

ADAMS在汽车前悬架仿真应用与优化研究

根据多刚体系统动力学原理,利用ADAMS/VIEW模块建立了双横臂独立前悬架虚拟样机模型,对前悬架的运动学特性进行了仿真.在此基础上通过对前悬架进行参数化设计,研究分析以轮胎的侧向滑移量绝对值最小为优化目标,对前悬架进行优化,取得了更加良好的仿真结果.并得到了优化后的前悬架布置方案.     

水下焊缝跟踪单神经元自适应PID控制与参数优化

水下焊缝跟踪过程复杂,不确定因素多,并且焊接过程具有非线性特点,传统PID控制效果不理想.本文提出了单神经元自适应PID控制器,通过神经元的自学习能力,能够在线自适应调整PID参数,同时利用差分进化算法对单神经元自适应控制器的参数进行优化.经仿真结果可知,该单神经元自适应PID控制器响应速度快,精度高,控制效果好.     

油田超深井射孔器材测试模拟器的模型研究

建立了油田超深井射孔器材测试模拟器的非稳态传热过程数学模型,对其温度场的分布情况进行了仿真,了解该对象的动态特性,为釜内油温的高精度控制方案的设计提供了理论参考.     

基于OPNET的集群负载均衡仿真

为了分析比较集群负载均衡中随机调度算法、轮转算法、加权轮转算法等3种基本算法,介绍了OPNET的建模方法,给出了基于OPNET进行网络仿真的建模层次和步骤,并运用OPNET建立集群系统模型,对其进行仿真测试.仿真结果表明:3种算法均能实现负载的平衡分配,在同构集群中,轮转算法有较好的负载均衡效果;但在异构的集群系统中,加权轮转算法具有最好负载均衡效果.     

基于双二进制编码的单工光通信系统设计及其仿真模拟

模拟仿真了一种新型编码的光通信系统,系统采用了双二进制码(DB Duo-binary)电信号作为调制信号,激光脉冲作为载波信号,用非相干外调制技术作为调制方式.软件模拟仿真结果显示,采用双二进制调制编码的光通信系统,光源发射功率为5dBm,途中无光放大,在色散系数为17ps/nm/km,衰减系数为0.2 dB /km的单模光纤中,系统码元传输速率可达20Gbit/s、传输距离20km以上.采用双二进制编码技术的光通信系统比传统的光通信系统具有更大的传输容量、较低的误码率, 并且在一定程度抑制了色散效应.