空间因特网的路由技术研究

空间因特网的核心是卫星通信网,而路由算法是卫星通信网的关键技术,是实现通信网中高效可靠信息传输的基础。在分析典型路由策略路由算法的基础上,提出了一种具有简单QoS性能保证的路由算法,该算法在不提高计算复杂度的前提下,得到更好的综合性能指标。仿真结果表明：新算法具有较高的现实可行性,并在两大性能方面均获得了较大的改进,满足了不同数据业务类型A或B对于路由算法QoS性能的不同要求。     

计算小尺度封闭空间内低频声传递函数的自适应有限元方法研究

如何求解声传递函数成为实现小尺度封闭空间可听化的关键技术。基于Helmholtz方程的有限元法能真实反映出声场内的波动现象，成为求解该问题的有效方法。基于SPR法对求解声传递函数的有限元法进行误差估计；在此基础上结合Helmholtz方程求解的误差理论，提出了求解该问题的自适应有限元法，使用该方法能预测出在各求解频率段内有限元网格的划分情况，从而能满足预先给定的误差要求；使用该方法求解了一个矩形封闭空间内的声传递函数。结果表明提出的方法是有效可行的。     

基于互质位置非同步测量的低频声源成像方法

针对声学成像受限于传声器阵列孔径和阵元密度不足,导致在低频、低信噪比条件下声成像分辨率较低的问题,提出一种基于互质位置非同步测量的低频、低信噪比声源高分辨率成像方法。首先,移动原型阵列在互质位置处接收声信号并计算数据缺失的互谱矩阵,然后利用改进的加速近端梯度算法对缺省互谱矩阵进行补全,再对补全后的完整互谱矩阵进行矢量化,最后建立虚拟阵列信号模型并求解。仿真结果表明,在低频、低信噪比条件下,所提方法与以往方法相比,具有更低的定位误差、更高的成像分辨率以及更好的鲁棒性和抗噪性。     

用于通信系统测量的射频开关矩阵

为了解决通信系统测量时需要频繁更换测量仪器的问题,分析通信系统的测量类别、接口要求及常用通信测量仪器的特性、输入输出方式、频率使用范围、功率限制等指标。在此基础上设计了用于通信系统测量的射频开关矩阵,采用高性能程控开关切换测量仪器,在信号通路上增加衰减器控制信号功率,将待测通信系统和多种通信测量仪器有机组合,构成一个完整的测量系统。射频开关矩阵可以进行灵活连接,实现多入多出。所有测量仪器都使用射频开关矩阵选择,测量仪器受限于实验空间的情况得到极大改善。测量时不需手动更换待测模块和测量仪器,只需在射频开关矩阵的操作界面进行选择,即可方便地在仪器常开状态下进行测量且不会对仪器产生影响。     

基于滑窗和原子字典的压缩域跳频信号参数估计算法

现有跳频信号参数估计算法大多没有考虑跳频信号的结构特性,在低信噪比下存在计算复杂度高或估计精度低的缺点,针对这一问题,该文提出一种基于滑窗和原子字典的压缩域跳频信号参数估计算法。用滑窗法对所处理的跳频信号进行整周期滑动压缩采样,粗略估计出跳频信号的跳变时刻,以块对角化的傅里叶正交基作为稀疏基精确估计出跳变前后的频率,在此基础上构建可以表示跳频信号局部时频特性的原子字典,通过匹配追踪算法准确估计出跳频信号的跳变时刻。实验结果表明,该算法在显著降低信号采样数据量和计算复杂度的同时,保持了跳频信号参数的高精度估计。     

基于802.16e的信道估计算法研究

常用的空时译码方法在很大程度上依赖于准确的信道状态信息,使得信道估计成为正确进行空时编码译码的先决条件。结合虚拟导频的设计和时频二维多项式拟合算法,研究了一种适用于快速移动场景下的虚拟导频信道估计算法。该算法能够利用时频二维信道信息的相关性,对信道进行拟合,从而提升信道估计的性能。分别在车载60km以及车载120km信道模式下进行仿真,结果表明,较现有的信道估计算法,在快速移动场景下虚拟导频信道估计算法具有更好的均方误差性能。     

基于lp范数的压缩感知图像重建算法研究

图像重建是光学成像、光声成像、声纳成像、核磁共振成像、 天体成像等物理成像领域中的关键技术之一. 近年来提出的压缩感知理论指出: 对稀疏或者可压缩信号进行少量非自适应线性投影,投影信号含有足够的信息, 从而能对信号进行高概率重建. 压缩感知已被应用于多种物理成像系统. 将罚函数法和修正Hesse阵序列二次规划方法相结合, 并采用了分块压缩感知思想, 提出一种基于l_p范数的压缩感知图像重建算法. 以cameraman, barbara和mandrill图像为例, 采用该算法进行图像重建. 首先, 在不同采样率下对图像重建. 即便采样率低至0.3时, 也能获得高达32.23dB的信噪比, 重建图像清晰可辨. 验证了该算法的正确性. 其次, 将该算法与正交匹配追踪算法进行对比, 在采样率达到0.5以上时, 能够获得高信噪比的重建图像, 成像时间也大为减少, 特别是采样率为0.7时, 成像时间减少88%. 最后, 与现有基于l_p 范数的压缩感知图像重建算法进行对比, 计算结果表明在成像质量有所提高的基础上, 成像时间大为缩短. 关键词： 图像重建 压缩感知 罚函数 修正Hesse阵序列二次规划     

多径效应对无线通信系统性能的影响

无线通信过程中由于信道中障碍物的影响,使得信号从发射端到达接收端时存在多条路径,在接收端引起多径效应。信道模拟器在基带处理多径信号,然后变换到射频段,这与实际情况有所出入。软件仿真模块呈现为一个黑盒子,屏蔽了多径效应的本质。针对这一问题,采用虚拟仿真技术开发多径模型,将抽象的理论知识呈现为直观的现象。利用多径效应模型分析多径效应对无线通信系统的性能影响,给实验者提供身临其境的感受,并且界面友好、实验操作简单,帮助实验者掌握无线通信中的多径效应问题。多径效应对无线通信系统的性能影响实验采用浏览器/服务器模式,可以远程操作实验平台,同时多人进行操作,相互之间不存在操作干扰,便于开展实验,实现个性化学习。     

有效的Ka波段移动卫星信道综合模型研究

为了更加准确地描述卫星移动通信信道的衰落特性,提出了一种新的Ka波段卫星移动通信信道综合模型。首先在分析移动卫星信道传播特性的基础上,考虑多径衰落、阴影遮蔽及天气影响等因素,建立了服从Gaussian分布的大气空间模型,推导出服从Rice、Rayleigh和Lognormal联合分布的地面信道模型。然后利用卫星信道环境中大气空间部分与地面部分对信道特性的影响是彼此相互独立的性质,提出了一种在大气空间持续影响下的移动卫星信道衰落特性综合模型。并就不同天气条件和不同阴影遮蔽程度下,综合模型的误码率特征与系统误码率理论上限进行仿真对比,得出了相一致的结果,验证了该信道综合模型的合理性和正确性。     

改进的气体泄漏识别算法研究

为了获得理想压缩气体泄漏信号的识别准确率,进而实现高效检测的目的,提出一种基于经验模态分解、梅尔频率倒谱系数和主成分分析的泄漏超声信号特征提取方法。首先,使用经验模态分解提取泄漏信号的超声频段,通过对固有模态函数的熵值设定阈值,优化频谱混叠;其次,通过构造梅尔变换函数,设计分别针对目标频段中不同分布的梅尔滤波器组;然后,使用主成分分析代替离散余弦变换,提取改进的梅尔频率倒谱系数;最后,在实验室模拟泄漏环境,采集不同泄漏条件的泄漏信号,使用支持向量机实现识别分类,完成泄漏检测。结果表明,使用熵阈值优化的经验模态分解能够提高泄漏信号的识别准确率,改进的梅尔频率倒谱系数是一种更有效的泄漏信号特征,相比改进前识别准确率提高了7.76%。