摘要：提出了高速场景下基于到达角(DoA,direction of arrival)的大规模多输入多输出(MIMO,multiple input multiple output)波束成形设计。同时,为了保证高铁在运行过程中获得最佳的系统容量,提出一种迭代的最优多波束选择方法。该方法能实时跟踪高铁不同的移动车厢终端(MCT,mobile carriage terminal),自适应选择不同波束所需的发射天线数和自适应调节波束总数目,且不需要信道状态信息(CSI,channel state information),从而降低系统复杂度和节省开销。数值结果表明,与传统方法相比所提方法能有效适应高速移动场景,提高系统容量。

摘要：为提高无线传感器/执行器网络(WSAN)的可靠性,提出一种基于遗传算法(GA)的WSAN故障检测滤波器的优化设计方法。在系统建模时将无线网络传输延迟对网络控制系统的影响建模为一种系统扰动噪声,将由敏感度和鲁棒性构成的复合优化指标作为故障检测滤波器的优化目标函数,即适应度函数。同时根据优化目标在自动控制系统中的数值特性,选择与之相适应的实数编码、均匀变异和算术交叉等处理方法,以期在加快收敛速度的同时也兼顾计算结果的精确度。所提的优化滤波器设计,不仅能抑制滤波器信号中的噪声分量,而且能放大故障信号。最后,通过Matlab/OMNET++的仿真平台验证了这一设计的有效性。

摘要：在目前的无线传感器/执行器网络(Wireless Sensor and Actuator Networks,WSANs)中,无线传感器及其所传输信息的业务类型趋于多样化;同时,在实时性要求较高的工业系统中,无线网络环境下的丢包将给整个系统带来严重的危害。为提高WSANs的可靠性,提出了一种基于IEEE 802.11e的WSANs丢包判决器的优化设计方法。该方法采用提供服务质量(Quality of Service,QoS)的IEEE 802.11e作为WSANs的数据通信协议,推导出该协议下的WSANs丢包概率矩阵,并将基于该丢包概率矩阵的龙伯格状态观测器的输出作为丢包的判决阈值,把网络中的丢包现象作为一种故障信号,从而设计出WSANs的丢包判决器。该丢包判决器不仅能有效判断网络中是否出现了丢包,而且还能通过判决器输出的故障信号波形判断丢包原因,即传感器节点故障,或是由于信道环境不稳定造成的随机丢包。最后,通过MATLAB/OMNET++的混合仿真验证了该设计的有效性。

摘要：针对多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)场景下的对流层散射通信信道损耗进行了研究。在设计远距离MIMO通信系统时,链路损耗估计是其中的关键技术,而现有技术在损耗估计时都忽略了波束与散射体碰撞时的能量损耗。根据湍流非相干散射理论,首先将对流层建模为多条可微的曲线,从而与发射和接收天线阵列构成曲边梯形,根据此信道几何模型,计算入射角、反射角和散射角的角度关系;其次,建立了电磁波束射入散射体后散射波在散射体表面的能量分布模型;最后,根据波束传输距离,量化散射信道的损耗,推导得到基于MIMO对流层散射信道的衰落系数和信道矩阵。将仿真计算结果与实际数据进行对比,验证了所提模型在链路损耗估计问题上的有效性和准确性,同时根据仿真结果对接收天线的仰角设计提出了建议。

摘要：信道建模及其仿真方法是高速铁路移动通信系统设计的难点,同时已有的面向高速移动下IMT-A时变信道建模的研究仍存在不足。针对上述挑战,提出了一种高铁移动下具有时变参数的基于IMT-A信道的建模方法。首先,针对IMT-A的城市宏小区场景,设计了一个马尔可夫过程来模拟时变簇的数量变化,接着推导出随时间变化的信道参数的表达式,其中包括簇的延迟、功率、离开角和到达角,并得到了信道冲激响应;其次,分析了信道的时变空时域互相关函数、时变自相关函数以及平稳间隔;最后,对所提信道模型的统计性质进行了仿真,验证了该模型具有时变性且高速铁路信道具有的非平稳性,并证明了所提信道模型可用来模拟高速铁路信道的可行性。