多径衰落信道的多重分形模型

本文研究多径衰落信号的多重分形性质,分析并指出了信号多重分形维数是描述无线信道传播特性的重要参数;计算了多径衰落信号的多重分形维数及其分形参数;在此基础上提出了一种新的无线信道模型;结合分形插值方法,对多径衰落信号的重构进行了研究.仿真结果表明,无线信道的多重分形模型与传统的统计模型相比更有效、更准确.     

多径衰落信道的分数布朗运动模型

本文旨在将分形理论引入多径衰落信道的研究,从非线性科学的角度出发建立了多径信道的分数布朗运动模型.通过探讨多径信号的增量统计分布、统计自相似性、广义功率谱和分形维数,揭示了多径衰落与分数布朗运动间的内在联系;指出信号的分维是描述无线信道传播特性的重要参数;在分形模型的基础上,对多径信号进行了重构.实验结果表明,无线信道的分数布朗运动模型比传统的随机模型能更有效地刻划和描述多径衰落的行为.     

多径衰落非线性动力特征初探

本文应用现场实测数据初步探讨了蜂窝移动通信环境中多径衰落的非线生动力特征，首先通过重构状态空间和分析关联维数验证了多径衰落动力机制具有限维自由度，然后设计了前向BP神经网络来拟合其非线性动力系统，并重构了多径信号。分析和仿真结果表明，与传统的随机模型相比，多径衰落的内在物理机制更多地表现出非线性系统特征。     

基于分形的多径衰落信道估计

该文研究了多径衰落的分形性质,提出了一种利用分形维数和小波重构来改进最小均方误差方法的新型多径衰落信道估计算法。该算法改进了衰落信道参数估计的准确度,并消除了判决方法的错误传递性。仿真结果表明该算法能较准确地估计出多径衰落信道的参数,显著提高快衰落条件下接收机的误码性能。     

cdma2000中基于分形滤波的信道估计方法

第三代移动通信标准cdma2000采用了基于平行连续导频信道辅助的信道估计体制.本文将分形理论引入多径衰落信道的描述,提出了一种利用分形滤波进行最小均方误差意义下信道参数估计的方法.仿真结果表明,本方法不仅对不同运动速度下的信道都能得到比较准确的估计,从而显著地改善Rake接收机的性能,而且可以自适应跟踪信道衰落的快慢变化.研究同时表明,与传统的随机模型相比,新的分形信道模型能更好地刻画多径衰落的行为.     

Internet流量的混沌动力学模型研究

以Internet流量的自相似特性为基础,分析了Internet流量的混沌动力学特性.首先通过相空间重构和关联维数验证了其动力机制的有限维自由度,然后通过计算其最大Lyapunov指数考察了系统的时空演化特性,从而分析出Internet流量具有确定性与随机性相互统一的混沌运动特征.最后利用Hurst指数通过分形内插算法对流量信号进行了精确重构,从而建立一种可准确重演系统时空变化规律的模型.     

长株潭城市群PM2.5 多尺度演化的EEMD 和多重分形分析

为解析长株潭地区 PM2:5 演化的多尺度特征, 阐释其演化的主要动力机制, 提出了一种集合经验模态分解 (EEMD) 和多重分形消除趋势波动分析 (MFDFA) 的新模型, 研究了该区域 2015 年 1 月 1 日至 2019 年 12 月 31 日 PM2:5 浓度的动力演化。利用 EEMD 方法获得了各城市 PM2:5 的高频模态以及趋势项, 趋势项结果表明 PM2:5 浓度呈 下降趋势, 而 PM2:5 的高频模态反映了 PM2:5 浓度波动的非线性特征。进一步采用 MFDFA 方法对其高频累加模态进 行分析, 研究表明 PM2:5 高频分量存在较强的多重分形特征。此外, 还利用相位随机替代法和随机重构法研究了其多 重分形的主要来源, 结果表明 PM2:5 浓度波动在不同时间尺度内的长期持续作用是造成高浓度 PM2:5 污染涌现的主要 动力因素。最后, 讨论了气象条件对其高频分量多重分形强度的影响, 结果发现, 相对于其他季节, 冬季 PM2:5 高频模 态的多重分形强度更强。分析表明, 尽管该区域通过大气污染行动计划已取得积极的污染控制效果, 但在冬季, 污染 物演化的长期持续动力机制对 PM2:5 高频模态的演化发挥着更加主导的控制作用, 不同时间尺度上 PM2:5 非线性长期 持续动力机制导致冬季仍有高浓度 PM2:5 涌现的风险, 甚至出现更为严重的污染。本研究结果对于区域 PM2:5 多时间 尺度演化动力特征的研究以及大气污染预测预警机制的建立具有重要意义。     

网络流量模型的非线性特征量的提取及分析

本文基于相空间重构理论,在高维相空间中对网络流量的宏观和微观特性进行研究分析.首先,提取网络流量的宏观非线性特征量,如关联维数、Kolmogorov熵和最大Lyapunov指数,实现了网络流量时序非线性动力学特性的定量分析.然后,通过对四种典型突发性流量模型的多重分形谱的计算,揭示了流量模型不同层次的行为特征,并给出了刻画突发性流量的有效微观参数.为进一步利用混沌动力学理论对网络行为的控制和建模奠定了基础.     

分形技术在轴承故障诊断中的应用

针对滚动轴承振动信号的特点,从分形原理出发,利用分形维数的概念,对由滚动轴承故障产生的非平稳、非线性信号进行了分形特征的定量描述。试验结果表明,由于滚动轴承不同故障动力学产生的机制不同,其分形维数明显不同。因此利用分形维数可以准确地诊断出滚动轴承的工作状态。     

分形理论在密码算法中的应用

探讨了分形理论及其在密码学中的应用,提出了一种新颖的分形密码算法,该算法将密钥分成三组,前两组用于选择分形模型和形成维数,生成加密所需的分形图形。明文被将分组放入分形图形中,并通过第三组密钥控制分形图形中子图形的旋转得出密文。分形密码算法属于变长分组密码算法,分组的长度依赖于分形模型和形成维数,并通过分形图形的不规则性、形成维数的任意性,以及分形图形中子图形旋转的随机性保证分形密码算法的非线性,在未知密钥的情况下,使非法用户很难破解,大大增强了信息的安全性。     

基于重建相空间的衰落信道非线性预测算法

基于多径快速衰落信道所具有的混沌行为,利用坐标延迟,重建系统的相空间和混沌吸引子,从而获得比标量时间序列更多的系统信息,另外从非线性动力学的角度讨论了快速衰落信道的可预测性,并根据混沌吸引子的稳定性和分形性,提出了非线性快速衰落信道的预测算法,通过引入加权函数,平衡了预测点的邻域对于预测所提供的信息.最后对65.9毫秒的数据进行了预测,仿真结果表明该算法适于进行较大时间范围的预测,预测性能高于无加权预测算法,在信噪比大于15dB时,预测结果可以接受.     

多径衰落的数学模型及分析

多径效应是影响低仰角测控系统正常工作的重要因素。介绍了多径效应产生的机理,建立了多径衰落的数学模型。无线电信号在收发天线间传播时,存在直射路径和多条反射路径,当直射信号和反射信号相互抵消时就会产生多径效应。依据建立的数学模型,分析了多径衰落产生的条件和对系统影响的程度。多径衰落产生的位置由地面站天线高度、飞行器飞行高度和二者之间的距离决定,多径衰落深度主要由地面对电波的反射系数决定。在上述分析的基础上,提出了避免和减小多径衰落对系统影响的几种措施。     

基于最小二乘支持向量机的衰落信道预测算法

该文探讨了利用相空间重构和支持向量机进行衰落信道非线性预测算法。该算法基于多径衰落信道具有混沌行为,利用坐标延迟理论,重建衰落信道系数的相空间,再根据混沌吸引子的稳定性和分形性,在相空间中通过递归最小二乘支持向量机(RLS-SVM)进行预测。该算法对原始数据可以进行更平滑的处理,在噪声环境下预测的时间范围更长。对时间跨度为63.829ms的衰落系数进行了预测,仿真结果表明,在信噪比为15dB时,预测结果优于AR算法。     

Performance of Multiple-Access DCSK Communication over a Multipath Fading Channel with Delay Spread

The bit error rate (BER) performances of variant delay multiple-access differential chaos-shift keying (VDMA-DCSK) communication systems over a multipath fading channel with delay spread are investigated. The BER formula of the VDMA-DCSK over the fading channel is evaluated. A two-ray Rayleigh fading channel model is used to simulate the VDMA-DCSK system. The theoretical and simulation results are presented and they match each other, which supports the theoretical analysis. The multipath performance of the VDMA-DCSK is compared with that of a benchmark coherent MA-CSK system and with that of an invariant delay MA-DCSK system. The results show that in the multipath fading channel with delay spread environment the VDMA-DCSK system performance decreases least.     

Joint estimation of PN code delay and multipath using the extendedKalman filter

The problem of delay estimation in the presence of multipath is considered. It is shown that the extended Kalman filter (EKF) can be used to obtain joint estimates of time-of-arrival and multipath coefficients for deterministic signals when the channel can be modeled as a tapped-delay line. Simulation results are presented for the EKF joint estimator used for synchronization in a direct-sequence spread-spectrum system operating over a frequency-selective fading channel. A simplified model of the EKF joint estimator is considered for analysis purposes. The evolution in time of the tracking error probability density function and the nonlinear tracking error variance are examined through numerical solution of the Chapman-Kolmogorov equation. The nonlinear tracking error variance is compared to both the linear error variance estimate directly provided by the EKF and the Cramer-Rao lower bound     

Performance analysis of coded multicarrier spread-spectrum systemsin the presence of multipath fading and nonlinearities

In this paper, we analyze the effects of a nonlinear amplifier on the performance of convolutionally coded multicarrier spread-spectrum systems in the presence of multipath fading. Two performance measures, bit-error rate (BER) and adjacent channel power ratio (ACPR) are considered to assess the effects of in-band interference and out-of-band interference (spectral regrowth) from the nonlinear amplifier, respectively. A memoryless polynomial model is used to represent the bandpass amplifier amplitude nonlinearities (AM/AM) and a slow frequency-nonselective Rayleigh fading channel is assumed for each modulated carrier. Analytical results for the BER for uncoded systems and upper bounds on the BER for coded systems are presented. The optimum amplifier output power backoffs for both systems, which yield the smallest system power consumption, are also determined. The obtained ACPR shows its slow (inverse linear) falloff with the amplifier output backoff