基于神经网络的超宽带Rake接收机研究

在复杂的超宽带多径传输环境中,利用Rake接收机可以有效的提高接收性能,本文在对现有Rake接收机的原理分析研究的基础上,提出基于神经网络的超宽带Rake接收机,并在IEEE802.15.3a信道模型中对其性能进行了仿真,结果表明能有效的提高接收性能.     

多用户混沌扩频通信系统的 Rake 接收误码分析

研究移动通信技术优化传输性能,在扩频通信系统中,针对多径信道的存在而产生了多径衰落问题,为了抗衰落和减少误码率,根据 Rake 接收机则具有良好的对抗多径衰落的效果,提出理论公式的推导,建立正确模型,在理想的信道参数估计器和混沌同步为前提下,假设多径信道的各个路径具有恒定增益.在混沌的多用户 DS-CDMA 扩频通信系统中,采用Rake 接收机,对系统的理论误码率进行了推导,将误码公式以能量分布、多径数目、用户数和混沌序列平均功率的形式给出,并通过 Matlab 对理论值与实际值进行了仿真比较,仿真结果表明实际值和理论值基本吻合,证明了推理过程的正确性.     

超宽带Pre—Rake接收技术研究

针对当前超宽带系统接收机误码性能较低、复杂度较高的缺点,提出了一种采用DS-PAM调制的Pre-Rake分集合并接收方案.方案基于IEEE802.15.3a的超宽带标准信道模型,首先将DS-PAM调制的发送信号,经信道传输后,在接收端对最强径信号做采样判决.基于蒙特卡罗仿真,对Pre-Arake、Pre-Stake、Pre-Prake等三种不同结构和不同支路数下的接收机性能进行了分析,并比较了不同脉冲传输速率和不同信道环境下的Pre-Rake接收机和Rake接收机的误码率.仿真结果表明,在传输速率较高且多径衰落严重的信道环境里,Pre-Rake接收机的误码率明显低于传统的Rake接收机,即Pre-Rake接收机可以有效的克服码间干扰和多径衰落.     

超宽带Rake接收机结构的研究

超宽带信号在室内密集多径环境下会产生严重的时间弥散,信号的传输性能将会下降,Rake 接收是提高超宽带接收机性能的重要手段。然而如何确定接收机的叉指数目成为接收机设计过程中的关键问题。基于 IEEE802.15.3a 室内超宽带多径信道模型,采用二进制相移键控(BPSK)调制方式时,选用最大比合并(MRC)方式对 Rake 接收机的超宽带通信系统的性能进行了仿真。仿真得出了最佳的合并叉指数目,结果表明在最佳的合并叉指数目情况下的系统性能较其他叉指数目情况下的系统性能更为优越,验讧了选取此叉指数目的有效性。此方法大大有利于 Rake 接收机的设计。     

低仰角地空通信抗衰落传输体制的设计仿真

地空通信是一种重要的通信手段,可跨越复杂地形并实现远距离的应急通信。文章针对地空信道的信道特性,在2Mbps地空通信系统的设计中,采用了带内两频与自适应判决反馈均衡器相结合的抗多径措施,将该系统在多径信道模型中进行了性能仿真,并与带内二重分集在相同信道条件下的误码性能进行了仿真比较,最后提出适合于低仰角地空通信的一种抗衰落体制。     

多径衰落信道下的通信系统建模仿真

建模仿真广泛应用于现代通信系统的设计之中,通过仿真模型的仿真结果推断原系统性能,从而为新系统的建立或原系统的改造提供可靠的参考.建立了多径衰落信道下以π/4-DQPSK为调制方式的通信系统仿真模型,完成了仿真模型的信号表征和功能校准,着重分析多径衰落信道下滤波器滚降因子、多普勒扩展和信道延时等因素对系统误比特率性能的影响,并利用蒙特卡罗仿真实验给出了相应的误比特率曲线.仿真结果验证了仿真模型的有效性,能够为实际通信系统的设计提供可靠的理论依据.     

多径衰落信道的统计特性与仿真研究

在多径衰落信道的统计特性与仿真实现问题的研究中,针对目前无线信道存在的不确定性和信道衰落对无线通信质量提高有不利因素的状态,为改善无线移动通信系统多径时延扩展而引起的符号间干扰的现状.在对多径信道的传输特性进行分析研究的基础上,对基带信号接收中多径引起的ISI进行仿真分析,并总结了利用MATLAB对无线移动信道进行仿真分析的一般方法,对多种调制方式下的诸如瑞利和莱斯衰落、频率选择性,AWGN信道等信道模型下的多径传播进行进一步仿真分析.这将为研究移动信道抗衰落技术提供基本依据,对实际工程有一定的理论指导意义.     

多径衰落信道下OFDM系统的仿真性能分析

构建了正交频分复用(OFDM)系统的仿真模型,给出了具体信道的参数.在不同信道传输环境下,对不同调制方式和不同移动速度下的OFDM系统性能进行了分析比较,在仿真结果的基础上给出了OFDM系统抗多普勒频移的参考方案,采用的信道模型基于ITU-R M.1225 Channel B瑞利(Rayleigh)衰落信道.最后,在基于COST 207的信道模型下,对四种典型环境的OFDM系统进行了仿真研究,并对其结果作了讨论分析.结果表明:在多径衰落信道下,OFDM系统可以有效克服多径衰落和多普勒频移,能够应用于未来的通信系统.     

OFDM系统抗多径衰落性能及仿真分析

OFDM技术在现代通信技术中的应用越来越广泛,因为该系统具备了多种有利于信号高效传输的优点,特别是其抗多径效应特别突出.作为OFDM系统的显著特点之一,抗多径效应使得系统传输信号的误码率大大降低.为了验证其抗衰落性能,文中分析了多径衰落信道接收信号的特点,建立了多径传播的仿真模型,利用改进的IDFT和DFT的方法,分别在两径及六径瑞利衰落信道进行传输,通过对有无OFDM系统时误差的仿真,说明了OFDM系统具有较强抗多径衰落性能的结论,并提出了一些改善系统性能的方法.     

瑞利衰落信道下的直序扩频通信系统性能分析

以直接序列扩频（DSSS）通信系统为研究对象,在MATLAB/Simulink软件环境下分析了DSSS信号在多径瑞利衰落信道中传输时的抗多径衰落性能．采用Simulink软件构建DSSS通信系统的动态模型并进行仿真;研究了扩频增益、PN码码长、多普勒频移等特性,给出了DSSS通信系统误码率与信噪比（SNR）的关系曲线,进而掌握了多径瑞利衰落信道对DSSS信号传输的影响．仿真结果表明,在多径瑞利衰落信道下,DSSS通信系统能够有效地克服多径衰落和多普勒频移,但仍然存在一定的局限性．此外,与提高扩频增益相比,增加PN码的码长对于提高整个通信系统的抗多径衰落性能更加有效．     

一种船队编队控制的backstepping 方法

针对多船舶之间的协同合作问题,对船舶的编队控制进行了研究.通过运用领航者-跟随者方法,选择在Cartesian坐标系下建立新的船队编队控制模型,基于这种模型,利用反步技术和李亚普诺夫理论设计了一种可使船队按期望队形航行的船队编队控制器.通过考虑领队船舶与跟随船舶的航向角误差,保证了跟随船舶航向角的稳定性,从而避免其在航行过程中不断振荡.最后对所设计的控制方法的正确性及有效性进行了仿真验证.     

内河水路交通流参数视觉测量系统

内河水路交通流参数获取是当前发展内河水路交通智能的关键问题之一。提出一种基于视觉测量的水路交通流参数获取方法,采用视觉传感器获取航道全景图像,提取感兴趣对象（船舶）,建立视觉测量模型,获取多视角下船舶几何特征参数,建立CCD视觉传感器获取图像信息和基于知识库的广义传感器信息融合模型,计算和决策水路交通参数,如船舶吨位、船舶类型、船舶速度、航道占有率、通航密度、船舶安全状态评估等重要水路交通基础参数,为航运交通管理部门进行水路交通管理、规划和决策提供依据。实验结果表明,系统可实现对水路交通流参数的可靠获取,满足工程应用要求。     

Simulation environment for the investigation of automatized cooperation of marine crafts

There are marine operations involving the cooperation of several marine crafts. For instance spill-over confinement, rescue, towing, etc. A simulation environment has been developed to analyse the cooperation problems that may arise along an operation, in order to develop procedures for better joint work of the ships. The final target is to add some automatization into the control of the ships, with on-board computers helping the ship captains to take the right decisions. The environment considers the ships as agents. The paper introduces the simulation environment and describes some examples concerning ship formation cases.     

Practical formation control of multiple underactuated ships with limited sensing ranges

This paper presents a constructive method to design cooperative controllers that force a group of N underactuated ships with limited sensing ranges to perform a desired formation, and guarantee no collisions between the ships. These ships do not have an independent actuator in the sway axis. The desired formation is stabilized at any sufficiently smooth reference trajectories, including fixed points and nonadmissible trajectories for the ships. The formation control design is based on several nonlinear coordinate changes, the transverse function approach, the backstepping technique, the Lyapunov direct method, and smooth and p-times differentiable step functions. These functions are introduced and incorporated into novel potential functions to solve the collision avoidance problem without the need of switchings despite the ships’ limited sensing ranges. Simulations illustrate the results.     

Investigation of the Nonlinear Rolling of a Ro-Ro Ship with Slipping of Heavy Loads

The common effect of waves and the slippage of internal heavy loads will cause a ro-ro ship to roll seriously. This is one of the important reasons when ro-ro ships capsize. The multibody system with a floating base is composed of a ro-ro ship and slipping heavy load. This paper takes the rolling angle of the ship and the transverse displacements of the heavy loads on deck as degrees of freedom. The equations of motion of the system are derived, including the influence of the nonlinear restoring and damping moments due to the influence of the waves. Taking a certain channel ferry as an example, a set of numerical calculations have been carried out for the synchronous effect of slipping heavy loads on a rolling ro-ro ship, the nonlinear rolling response of the ship and the displacement response of the slipping heavy load under the common effect of synchro-slipping heavy loads and wave. The conclusions are that the motion of the numerous freely slipping vehicles synchronize in most cases and the nonlinear rolling angle of the ro-ro ship will increase when considering the nonlinear characteristics.     

物联网关键技术在内河航道的应用探讨

阐述了物联网的概念,并在对物联网关键技术进行归纳和分析的基础上,探讨了应用RFID技术进行通航船舶流量统计、应用z培Bee无线传感器网络技术开展航道数据采集以及应用位置服务技术实现航道维护船舶的动态监控等物联网关键技术在内河航道方面的应用,以便为构建智能航道提供信息技术支持。     

船舶防碰撞导航预警系统设计

该文介绍了一个基于GPS技术、无线网络技术、嵌入式系统等技术的船舶防碰撞导航预警系统(SCNAS)。该系统的应用可实现船舶的航行预警机制,加强长江航道信息化管理。该系统现已成功完成船舶测试,即将投入生产。     

双向航道集装箱港口船舶调度优化算法

针对拥有双向航道的集装箱港口中船舶进出港所遇到的会遇和追越等问题,提出了一种重点考虑服务规则的新型船舶调度优化算法。首先,同时考虑双向航道的现实约束和港口夜航的安全规定;然后,构建了以所有船舶在港总等待时间最小为目标的混合整数规划模型来得出最佳的船舶进出港次序;最后,设计了嵌入聚合策略的分支切割算法对模型进行求解。通过数值实验可知,运用嵌入聚合策略的分支切割算法所得结果与下界值的平均相对偏差为2.59%。同时,与模拟退火算法与量子差分进化算法的对比结果表明,所提的分支切割算法所得的目标函数值相较于两个对比算法所得目标函数值分别减少了23.56%和17.17%,验证了该算法的有效性。在用所提算法得到方案的敏感性分析中比较了不同抵港安全时间间隔和船舶类型比例对方案结果的影响,为双向航道集装箱港口的船舶调度优化提供了决策支持。     

通道扰动对神经元网络动力学行为的影响

利用Hodgkin-Huxley（H-H）神经元数学模型,研究高斯白噪声通过通道扰动对神经网络时空动力学行为的影响.相同参数条件下,比较外激励噪声与通道扰动对神经元网络各种时空斑图的影响,发现通道扰动更有利于神经元网络时空斑图之间的转换和螺旋波的形成.最后,进一步分析了温度和耦合强度对神经网络时空动力学行为的影响.     

Formation control of underactuated ships with elliptical shape approximation and limited communication ranges

Based on the recent theoretical development for formation control of multiple fully actuated agents with an elliptical shape in Do (2012), this paper develops distributed controllers that force a group of $N$ underactuated ships with limited communication ranges to perform a desired formation, and guarantee no collisions between any ships in the group. The ships are first fitted to elliptical disks for solving collision avoidance. A coordinate transformation is then proposed to introduce an additional control input, which overcomes difficulties caused by underactuation and off-diagonal terms in the system matrices. The control design relies on potential functions with the separation condition between elliptical disks and the smooth or $p$-times differentiable step functions embedded in.