基于随机几何的输电场景中无人机信道建模

为了准确描述输电环境中巡检无人机与地面基站之间无线信道,采用随机几何建模法,提出一种基于随机几何的三维信道模型。在该模型中考虑输电线路环境中塔杆,输电线的影响,采用水平圆柱体描述输电设备和周围环境的散射体分布情况,为了防止输电线路产生的电磁场影响无人机巡检作业安全,在模型中设置安全飞行区域,保证巡检安全。针对提出的信道模型,推导并分析了了空-时相关函数,多普勒功率谱密度,电平交叉率和平均衰落时间等信道统计特性。研究了散射体分布情况,无人机运动状态对信道统计特性的影响。仿真结果表明,无人机运动速度大小、飞行方向,散射体分布情况对信道影响显著。理论结果和仿真结果吻合良好,验证了所提模型的正确性和有效性,可以为输电线路场景下巡检无人机与地面基站之间的无线通信系统设计提供理论参考。     

无线衰落信道模拟方法及仪器研制

信道模拟器是近年来无线通信系统测试与性能评估中的新型测量仪器,研究了包含路径损耗、阴影衰落、多径衰落和信道噪声多种因素的无线信道模型,提出了一种基于谐波叠加原理且易于硬件实现的复合衰落信道实时模拟方法,并据此研制了中频信道模拟器原理样机。实测和分析结果表明,模拟器输出信道衰落分布与理论值非常吻合,统计方差的相对偏差约为0.06%,而自相关特性和多普勒功率谱也均与设计值吻合,可用于实验室模拟真实传播环境对无线信号的随机失真影响。     

基于迭代合并的多端口网络低压电力线信道建模研究

电力线信道建模是实现复杂电力线网络下可靠通信最重要的步骤之一。传统的电力线信道建模方法是基于端到端的电力线信道,而低压配电网实际是一个具有多端口的网络,各个端口之间的信道响应由于信道路径的相关因而具有关联性。目前的信道模型缺乏对整个网络不同端口信道响应的研究,忽略了电力线信道与无线信道在物理特性上不同之处。文章提出多端口网络环境下电力线建模的新方法,理论分析电力线信道多端口之间相关性问题,研究基于多端口网络信道冲击响应建模方法的理论基础,建立多端口子电路网络分解方法的理论模型,所提出基于迭代的信道响应合并方法能够有效解决复杂低压电力线拓扑环境下的信道建模问题,为分析电力线载波信道空间相关性并在电力线上实现多输入多输出(MIMO)技术提供理论依据。     

基于多簇的几何随机信道建模与仿真

随着智能交通系统(ITS)的不断发展,车载通信作为其关键技术日益受到关注。无线信道作为车载通信的传播途径,其特性分析十分重要。针对移动轿车经过基站时的信号传播模型进行研究,在散射簇的理论基础上建立了适用于大规模多输入多输出(MIMO)信道的窄带单环模型。通过设置符合实际场景的散射簇参数来模拟和分析信道,模型会更加符合实际信道特征,比经典单环模型有更好的评估效果。在仿真模型中,主要研究了信道的时间自相关函数(ACF)、空间互相关函数和频率互相关函数(FCF)等特性。同时,对不同的散射簇场景进行了对比分析,证明本模型更强的实用性。     

基于多节点的低压宽带电力线信道建模方法研究

随着宽带载波通信在用电信息采集系统中的规模运用,如何搭建实验室数字化综合测试环境,是亟需解决的问题。目前的点对点测试理论依据来源于传统的点对点电力线信道建模方法。电力线载波通信是工作在多级中继路由下,电力线载波通信技术链路级与系统级性能测试需要构造多个节点之间的信道衰落模型。在二端口模型基础上,提出了多节点的宽带电力线信道建模方法。以分支节点为中心对网络进行划分,简化公式描述,并结合典型T型网络分析不同信道相关性产生机制。通过实测信道响应与理论仿真结果进行对比,证明该方法能够准确描述多节点电力线信道以及信道间相关特性,为未来新型高速宽带电力线载波通信技术和系统级测试方法提供理论支撑。     

宽带电力线信道研究及建模

采用电力线作为媒介来实现高速通信需要对电力线信道的特性有全面深入的了解。本文研究了几十兆带宽范围内的宽带电力线信道的特性,给出了在此带宽范围内电力线频域及时域传输模型,并且提出了OFDM信号通过宽带电力线信道的信号模型,并在Homeplug AV系统中采用该信道模型进行了仿真,依据仿真结果指出,必须有效的解决电力线信道引入的各种非理想因素方能在电力线上实现高速可靠的通信。     

基于BLT方程的中压电力线载波通信信道建模

中压电力线载波信道呈现较强的频率选择性,为分析预测这种选择性,提出了基于BLT方程的中压电力线载波通信信道模型。从常见的描述单一负载电压响应的BLT方程出发,通过分析载波信号在复杂网络中的传播特性,得出了适用于中压电力线载波通信网络的信道模型。该模型不受具体网络拓扑的限制,可以将网络中各节点处的电压响应特性表示为管道传播矩阵和节点散射矩阵的函数,具有形式简洁,通用性强,便于分析计算的特点。最后,以由架空线构成的中压配电网为例,用所提的方法计算了在窄带范围(10~500kHz)内节点电压的幅频特性和相频特性,并通过在PSpice中用集总参数元件进行模拟的方法验证了模型的可信性。     

基于路径搜索的多节点低压电力线信道建模方法

为进一步实现多节点网络通信环境的精确仿真与模拟,本文从传输线理论出发,提出了一种基于低压电力网络拓扑的多节点电力线信道响应的生成方法。依据电力网络拓扑,通过最短路径搜索算法获取主干路径,并采用基于广度优先的搜索算法得到分支线路的父子节点关系表,由深至浅地对节点等效阻抗逐一更新,最后通过网络级联获取传输参量矩阵,求取信道频率响应。该方法原理清晰简明,适用于对任意给定拓扑结构的低压配电网络与室内电力网络等环境。仿真与实验结果表明该方法在给定的电力网络拓扑下能够有效地对低压电力网络中多个节点间信道进行模拟。     

一种有效的多天线系统信道估计方法

在多天线系统（MIMO）中,提高信道估计的精度很重要。本文给出了MIMO系统信道模型,针对存在空域相关性的多输入多输出系统设计了一种基于互补训练序列的有效的MIMO信道估计方案,能够充分利用已知的信道相关信息,在理论上使得估计均方误差最小化.给出了信道估计算法,讨论了训练序列的优化方案。仿真实践表明在噪声为高斯白噪声情况下,该信道估计方案获得很好效果。     

基于模型的无线移动信道传输特性仿真研究

结合使用Gilberr模型和Jakes改进模型,对无线移动信道模型进行仿真,准确地模拟了实际中的无线多径衰落信道.改进的信道模型中增加了突发错误状态,更加符合实际无线移动信道特征.仿真结果证明了丢包率与分组大小之间近似为线性关系,曲线的斜率随误比特率的增长呈线性增长模式.     

基于多导体传输线的中压电力线通信信道建模

信道特性是制约中压电力线通信技术应用的重要因素。为了实现高速和可靠的电力线通信,必须对电力线信道模型有充分的理解。根据自底向上建模方法的需要,首先求解了钢芯铝绞线的交流内阻抗和三相架空电力线路的单位长度参数矩阵。基于多导体传输线理论推导了均匀架空线路的传输矩阵,针对电力线通信中常用的耦合方式,计算了端口的电压、电流和阻抗。测量了配电变压器高压端口的阻抗,得到其阻抗矩阵和传输矩阵。基于网络级联建立了信道的总体模型,现场测试数据验证了信道模型的正确性。结合测试结果,分析了中压架空线路信道的阻抗和衰减规律,提出了电力线通信系统设计的建议。     

基于传输线理论的中压电力线信道建模和分析

从传输线的理论出发,建立了山西某535线路的一段仿真模型,基于该模型研究了10 kV电力线信道的衰减特性,并将仿真所得的衰减频点与实际线路中可以通信的频点相对比,验证了模型的正确性.分析了在分支线路上增加电缆对信道的影响以及载波通道间的串音衰减.增加电缆后由于存在了波阻抗的不连续点,行波在传输过程中发生反射和折射,产生了较大的衰耗.变电站内电气设备间和导线间的电磁耦合的存在,使得载波通道间产生串音衰减.     

基于FPGA的电力线信道实时仿真系统与实现

由于低压电力线网络结构的复杂性和时变性是影响电力线可靠性的关键因素,提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)的低压电力线信道特性模型.设计了该模型的实时仿真系统,整个系统由4个模块构成,包括输入端预处理、信道模拟、输出端预处理、噪声模块,并用FPGA控制实现.利用FPGA构建电力线信道实时仿真器,满足系统实时性和设计成本...     

MIMO-SC-FDE系统在Nakagami-m衰落信道下的性能分析

针对高速无线通信中的多径干扰问题,对比分析了解决该问题的OFDM技术和SC-FDE技术的区别和联系,给出了MIMO-SC-FDE系统模型。将Nakagami-m衰落分布引入该系统,通过调整衰落指数m来模拟不同信道环境下的系统性能。仿真表明,随着衰落指数的增加,系统误码率迅速升高,同时信道容量随之减小;当信噪比较低,衰落指数大于等于4时,系统误码率将无法满足通信需求。根据仿真结果,减小衰落指数的同时适当增加信噪比有利于系统性能的提升。     

超精密六自由度微动台耦合动力学建模及分析

多输入多输出(multi-input multi-output,MIMO)运动控制系统中,自由度耦合是影响系统运动性能的关键因素。因此,为实现运动系统高速度下纳米级定位精度和轨迹跟踪精度,需要从控制对象内部的耦合机理出发,建立耦合模型,并在此基础上建立动力学模型,实现系统内部的力学解耦。该文研究对象是一种无接触式六自由度微动台,此微动台有8个洛伦兹电机提供驱动力,且竖直方向具有重力平衡装置。基于微动台的结构模型和控制要求,建立了2类主要耦合模型:位置相关耦合和力相关耦合。其中,位置相关解耦连接控制点到质心,力相关解耦连接质心到各驱动力。最后进行了实验验证,实验结果证明了动力学模型的可行性和有效性。     

弱电网下VSC的多维度建模及稳定性分析

为研究弱电网下电压源型变换器(voltage source converter,VSC)的稳定性,建立了 3个维度下的小信号阻抗模型,具体为从交流侧维度建立的多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)模型、从直流侧维度建立的单输入单输出(single input single...     

中压电力线传输特性多径模型的建模

本文用统计的观点研究了电力线信道幅频特性的多径拟合并运用Matlab工具对中压电力线信道的幅频特性进行了较为精确的拟合,有利于在系统设计和性能评估中采用多径模型进行信道模拟。文中给出了1～30MHz频率内中压电力线信道上的实测幅频特性与多径模型加权及不加权最小均方拟合结果的比较。     

基于Volterra核的MIMO非线性电路建模及智能特征提取

为了解决模拟乘法器等多输入测量电路的智能故障诊断准确率低的问题,文中研究了多输入多输出(MIMO)电路的基于Volterra级数的建模方法,为电路的故障诊断提供模型,提出了整体退火遗传特征提取方法,利用整体退火遗传算法的全局寻优能力优化故障诊断特征参数的提取,以选出各种故障状态之间特征差异最大的特征,以提高故障诊断的准...     

低压电力线信道中脉冲噪声的建模及仿真

在低压电力线信道的各种噪声中，随机脉冲噪声是影响高速电力线通信的主要因素。首先分析了低压电力线信道的噪声特性，尤其是脉冲噪声；通过将噪声状态分组，并引入过渡状态，建立了基于分群马尔可夫链的脉冲噪声统计模型，并用单差错状态Fritchman模型的无差错游程分布来拟合实际测量的概率曲线，从而得出模型的各参数值。最后进行了相应的测量及仿真，给出了脉冲间隔时间和脉冲宽度的概率分布曲线。仿真研究结果表明，所建模型是有效的。