基于230MHz宽带数传系统干扰共存研究
这是一篇关于230专网,NC-OFDM,主动干扰消除,共存研究,半实物仿真的论文, 主要内容为频谱资源是十分珍贵的通信资源,而研究发现专网230MHz频段的频谱利用效率不高,为了更高效地利用频谱资源,普遍的解决办法是采用基于认知无线电技术的频谱共享方案。基于这种思想,认知用户需要准确检测到在用的授权用户频段,同时认知用户需要避免对正在通信的授权用户造成干扰。认知系统可以采用方便频谱管理的基于频谱池的NC-OFDM技术,即根据频谱感知结果关闭干扰避免频带内的子载波。然而其他子载波在授权频段内仍然具有较大的功率,以至影响授权用户的工作。因此OFDM信号旁瓣干扰抑制算法的研究具有重要意义。本文首先提出了基于感知无线电的共享频谱技术方法和规划构想,该方法保留了230MHz频段内25kHz频点划分,同时将230MHz频段划分成多个资源组进行频谱感知,规避在用频点,实现多系统共存。此外本文还给出了基于频谱共享的共存指标,保证授权用户和认知用户能安全可靠工作。接下来,介绍了基于频谱池技术的NC-OFDM技术和旁瓣干扰产生的原理与解决办法,并深入研究了两种解决干扰旁瓣算法中的主动干扰消除算法(AIC)。对于传统的主动干扰消除算法,本文研究了增加循环前缀和加窗的算法模型,并对性能进行了仿真分析。然后仿真分析了基于功率谱密度的主动干扰消除算法(PSD-AIC)模型和减小对消子载波处较大毛刺功率的优化α-PSD-AIC算法,并与现有的优化算法进行了仿真对比,在不改变对消子载波的功率的情况下,陷波深度提升了约5dB。最后,根据系统共存指标,提出两种方案对前面提出的优化算法进行工程验证。第一种方案是利用S ystemVue软件仿真宽带OFDM信号和230MHz离散单载波窄带信号,实现数字调制、低通滤波成型、上变频和功率放大等调制过程及相应解调过程,并分析两个系统的共存情况；第二种方案是搭建半实物仿真平台,利用收发数传电台、信号源等硬件仪器模拟实际工作环境,经过半实物仿真对比分析可以发现,当开槽宽度为8个子载波(64kHz)时,开槽处功率约为-51.94dBm,小于标准测试(预留带宽为75kHz)里的-46dBm,因此在抗干扰性和频带利用率性能上有了明显提高。
船舶操纵及远程监控半实物仿真系统设计与实现
这是一篇关于半实物仿真,船舶操纵,远程监控,船舶运动控制,主机遥控的论文, 主要内容为近年来,由于全球贸易的蓬勃发展,船舶朝着大型化、高速化、集装箱化发展,带来航海人力资源紧缺、航行安全等一系列问题,对船舶操纵设备提出了更高的要求,并且随着网络技术和信息技术的广泛应用,船舶操纵系统也正朝着分布型、网络型和智能型的方向发展。在这样的大背景下,本文选取部分实船物理设备,运用半实物仿真方式,搭建控制台,结合制导算法、虚拟现实、云服务器等技术,设计并实现了一套船舶操纵及远程监控半实物仿真系统。本系统的功能核心是在仿真环境基础上实现船舶操纵与远程监控,其中船舶操纵包括航迹控制与航速控制,航迹控制的关键性能参数是航迹偏差,航速控制为船舶柴油主机转速,而远程监控功能的关键指标是远程通信的实时性。按照上述关键参数设计本系统,根据功能需求将其划分为船舶操纵控制台、船舶运动与主推进联合控制仿真软件、船舶远程监控平台三部分进行设计与实现。首先,搭建船舶操纵控制台。第一步,选取自动舵,对船舶航向与航迹进行控制;第二步,以车钟为核心设计船舶主机控制模拟台,控制船舶航速;第三步,由水平转台和电罗经组成船舶运动操纵控制模拟转台,用来模拟船舶航行过程中航向的改变。完成了各设备之间的硬件连接,实现了数据采集和数据通信,建立了硬件操作环境。其次,基于MFC框架实现船舶运动与主推进联合控制仿真软件。设计船舶运动制导控制仿真单元,通过船舶运动数学模型产生船舶运动数据,引入动态虚拟小船制导算法(dynamics virtual ship,DVS)帮助自动舵实现航迹控制,并且动态显示船舶运动趋势;基于Web技术实现了船舶柴油主机遥控仿真单元,构建了船舶主机遥控系统操作环境;利用Vega技术设计船舶运动虚拟仿真单元,建立船舶运动三维场景,实时显示船舶运动姿态;设计船舶操纵与监控仿真单元,作为整个仿真软件的核心,利用以太网和My SQL数据库实现仿真软件内部数据交互,将各个仿真单元整合起来,完成对船舶航迹航速的综合控制。然后,引入云服务器和Web技术,构建船舶远程监控平台。基于云服务器和MQTT协议解决了数据远程传输问题,远程用户通过访问云服务器上的My SQL数据库即可获取数据。远程监控站是远程监控平台功能最强大的部分,它同样基于MFC框架开发,可以实现远程视频监控,实时显示船舶运动与主机主要参数,以及远程设定航线与车令。除此之外,远程监控平台还提供了Web应用程序,用户可以通过手机、平板等移动设备,随时随地监视船舶运动状态。最后,对整个仿真系统性能进行测试。首先设置了绕障和转弯两种特殊工况,然后在不同控制模式下,测试系统在这两种工况的运行情况,之后再进一步测试系统操纵性能,最后检验远程通信的实时性,证明了本文研究的船舶操纵及远程监控半实物仿真系统真实性与可靠性。
基于230MHz宽带数传系统干扰共存研究
这是一篇关于230专网,NC-OFDM,主动干扰消除,共存研究,半实物仿真的论文, 主要内容为频谱资源是十分珍贵的通信资源,而研究发现专网230MHz频段的频谱利用效率不高,为了更高效地利用频谱资源,普遍的解决办法是采用基于认知无线电技术的频谱共享方案。基于这种思想,认知用户需要准确检测到在用的授权用户频段,同时认知用户需要避免对正在通信的授权用户造成干扰。认知系统可以采用方便频谱管理的基于频谱池的NC-OFDM技术,即根据频谱感知结果关闭干扰避免频带内的子载波。然而其他子载波在授权频段内仍然具有较大的功率,以至影响授权用户的工作。因此OFDM信号旁瓣干扰抑制算法的研究具有重要意义。本文首先提出了基于感知无线电的共享频谱技术方法和规划构想,该方法保留了230MHz频段内25kHz频点划分,同时将230MHz频段划分成多个资源组进行频谱感知,规避在用频点,实现多系统共存。此外本文还给出了基于频谱共享的共存指标,保证授权用户和认知用户能安全可靠工作。接下来,介绍了基于频谱池技术的NC-OFDM技术和旁瓣干扰产生的原理与解决办法,并深入研究了两种解决干扰旁瓣算法中的主动干扰消除算法(AIC)。对于传统的主动干扰消除算法,本文研究了增加循环前缀和加窗的算法模型,并对性能进行了仿真分析。然后仿真分析了基于功率谱密度的主动干扰消除算法(PSD-AIC)模型和减小对消子载波处较大毛刺功率的优化α-PSD-AIC算法,并与现有的优化算法进行了仿真对比,在不改变对消子载波的功率的情况下,陷波深度提升了约5dB。最后,根据系统共存指标,提出两种方案对前面提出的优化算法进行工程验证。第一种方案是利用S ystemVue软件仿真宽带OFDM信号和230MHz离散单载波窄带信号,实现数字调制、低通滤波成型、上变频和功率放大等调制过程及相应解调过程,并分析两个系统的共存情况；第二种方案是搭建半实物仿真平台,利用收发数传电台、信号源等硬件仪器模拟实际工作环境,经过半实物仿真对比分析可以发现,当开槽宽度为8个子载波(64kHz)时,开槽处功率约为-51.94dBm,小于标准测试(预留带宽为75kHz)里的-46dBm,因此在抗干扰性和频带利用率性能上有了明显提高。
基于230MHz宽带数传系统干扰共存研究
这是一篇关于230专网,NC-OFDM,主动干扰消除,共存研究,半实物仿真的论文, 主要内容为频谱资源是十分珍贵的通信资源,而研究发现专网230MHz频段的频谱利用效率不高,为了更高效地利用频谱资源,普遍的解决办法是采用基于认知无线电技术的频谱共享方案。基于这种思想,认知用户需要准确检测到在用的授权用户频段,同时认知用户需要避免对正在通信的授权用户造成干扰。认知系统可以采用方便频谱管理的基于频谱池的NC-OFDM技术,即根据频谱感知结果关闭干扰避免频带内的子载波。然而其他子载波在授权频段内仍然具有较大的功率,以至影响授权用户的工作。因此OFDM信号旁瓣干扰抑制算法的研究具有重要意义。本文首先提出了基于感知无线电的共享频谱技术方法和规划构想,该方法保留了230MHz频段内25kHz频点划分,同时将230MHz频段划分成多个资源组进行频谱感知,规避在用频点,实现多系统共存。此外本文还给出了基于频谱共享的共存指标,保证授权用户和认知用户能安全可靠工作。接下来,介绍了基于频谱池技术的NC-OFDM技术和旁瓣干扰产生的原理与解决办法,并深入研究了两种解决干扰旁瓣算法中的主动干扰消除算法(AIC)。对于传统的主动干扰消除算法,本文研究了增加循环前缀和加窗的算法模型,并对性能进行了仿真分析。然后仿真分析了基于功率谱密度的主动干扰消除算法(PSD-AIC)模型和减小对消子载波处较大毛刺功率的优化α-PSD-AIC算法,并与现有的优化算法进行了仿真对比,在不改变对消子载波的功率的情况下,陷波深度提升了约5dB。最后,根据系统共存指标,提出两种方案对前面提出的优化算法进行工程验证。第一种方案是利用S ystemVue软件仿真宽带OFDM信号和230MHz离散单载波窄带信号,实现数字调制、低通滤波成型、上变频和功率放大等调制过程及相应解调过程,并分析两个系统的共存情况；第二种方案是搭建半实物仿真平台,利用收发数传电台、信号源等硬件仪器模拟实际工作环境,经过半实物仿真对比分析可以发现,当开槽宽度为8个子载波(64kHz)时,开槽处功率约为-51.94dBm,小于标准测试(预留带宽为75kHz)里的-46dBm,因此在抗干扰性和频带利用率性能上有了明显提高。
一种低轨卫星网络仿真系统的设计与实现
这是一篇关于低轨卫星网络,拓扑变化,虚拟化,分布式扩展,半实物仿真的论文, 主要内容为在天地一体化信息网络的发展趋势下,低轨卫星网络逐渐成为研究热点。由于真实的卫星网络造价高昂,需要构建仿真系统为网络协议提供评估及验证环境。低轨卫星网络具有拓扑高动态变化、节点规模庞大、流量模型复杂的特点,因此仿真系统需要支持星座动态拓扑模型的定义、卫星节点的分布式部署以及真实卫星网络流量的承载,这给系统的设计带来了挑战。本文针对上述功能需求,结合离散事件模拟技术和虚拟化仿真技术,提出了一种低轨卫星网络仿真系统设计方案。系统采用分层设计,包括控制层、资源管理层、载体层及任务调度层。在控制层,设计了仿真网络抽象模型,并在内部时钟激励下产生链路通断离散事件,反映网络的高动态拓扑变化。在载体层,基于Docker容器和Linux虚拟网络设备设计了仿真网络载体,并设计了载体的分布式部署和半实物扩展方案,基于载体进行离散事件仿真。在资源管理层,基于Shell与SSH进行仿真资源的管理,设计了一种仿真节点与主机的映射算法进行仿真资源的部署。在任务调度层,设计了一种多线程任务调度机制,实现离散事件的高性能调度。本文基于上述方案进行了系统的工程实现,详细描述了系统中类模型的设计与实现。此外,本文基于上述仿真系统,设计并实现了一种集中式路由机制,支持高动态拓扑变化下的路由快速收敛及网络抗毁。本文对上述系统进行了功能验证与性能测试。通过对四个网络场景的仿真,验证了系统具备仿真网络的构建及管理功能,支持高动态拓扑变化与大规模节点的仿真,支持真实业务流量的承载、分布式扩展及半实物扩展。性能测试结果表明,在4核16GB内存主机上单机部署的仿真系统,承载100个卫星节点需要473.35MB,支持40条星间链路的同时通断和1Gbps的网络吞吐量。相比于单线程调度,基于多线程的任务调度机制将CPU利用率提高了 45%,仿真效率平均提高了 60%。
基于Simulink Real-Time的汽车空调部件试验系统研发
这是一篇关于Simulink Real-Time,汽车空调,半实物仿真,仿真模型,试验系统的论文, 主要内容为我国汽车产销量多年居于全球首位,汽车空调产业也拥有巨大的市场空间,我国最大的汽车空调零部件制造基地——浙江龙泉拥有庞大的汽车空调配件产业集群,产业规模巨大,但是当地部分面向后装市场的汽车空调零部件企业的研发和测试水平与体量之间存在较大差距,部分企业的测试方式仍采用将产品安装到实车上并进行实地测试的方法,这种测试方法不仅测试周期长、测试成本高、测试结果受实际车况影响重复性较差,同时也难以满足部分极端工况的测试需求,针对企业测试需求本文提出了一种基于Simulink Real-Time的汽车空调部件试验系统,能够提高测试效率、降低研发成本、保证测试的准确性。本文首先分析了企业测试需求和汽车空调的工作原理,设计了汽车空调部件试验台架的整体方案,采用Simulink Real-Time双机运行框架,用户通过基于Test Desk开发的上位机界面向下位机发送指令,Simulink模型在下位机中实时运行并接收用户指令完成对台架的控制,同时接收台架传感器数据并发送到上位机进行显示,完成台架的控制和状态监测。研发主要从硬件和软件层面展开工作,硬件上包含汽车空调模拟台架以及实时仿真机柜,台架选用大众速腾1.6L车型为参考进行设计,使用Solid Works设计了台架的三维图纸和电气图纸,根据功能需求确定了台架上所需传感器以及执行器的电气接口,完成了关键部件的选型;根据测试需求为实时仿真机柜选择了提供足够通道数的I/O板卡、满足性能需求的工控机以及其他相关部件,并完成了调理电路的设计和连接,完成仿真机柜的搭建。软件层面进行了Simulink模型设计和基于Test Desk的上位机开发,模型中完成对台架控制逻辑、温度调控PI算法的设计;上位机界面设计以实际车辆空调操作面板为目标,通过上位机能够实现对台架的控制和对数据的显示、记录。最后本文对该台架进行了功能验证,台架能够完成对压缩机转速、乘员舱热负荷、舱内温度、出风模式、出风量的控制,支持至少6路温度、压力传感器且参照温度测试精度±0.5℃、参照压力测试精度±0.25%FS,支持4路风机调速模块、风门执行器、2路LIN、CAN通信,模型运行步长≤10ms,通过测试验证了该系统的可靠性。
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