无线自组网络传输路径优化的算法研究

无线自组网络通信是一种比较常用的通信方式,无线自组网扩大传输距离是通过网络节点之间接力传输方式来实现.为了降低传输的冗余度,提高传输效率,数据在无线线自组网传输的过程中需要对传输路径进行优化.论文采用改进的遗传算法和蚁群算法对传输路径进行优化,通过仿真验证和对比分析,改进的遗传算法在传输路径优化中有更高的效率.论文研究结果为解决无线自组网络的传输路径优化问题提供重要的算法理论依据.     

双车道公路弯道驾驶轨迹跟踪模型

针对双车道公路弯道轨迹跟踪行为的瞬时多变性,及驾驶人模糊感知与主观决策能力导致的不确定性,通过分析驾驶人在前方弯道线形影响下的驾驶特性,引入转向驾驶行为控制因素,运用多目标模糊优选决策理论,研究了模糊性和主观性对轨迹跟踪行为的影响规律;基于灰色理论,利用主观与客观相结合的权重确定方法,建立了轨迹跟踪模型.选择5处曲线路段进行实地试验,通过试验结果与仿真结果的对比,验证了本文模型的有效性.研究结果表明:行驶轨迹弧长、横向力系数和轨迹侧向偏移是轨迹跟踪行为的控制因素;综合考虑主观与客观因素的权重确定方法,体现了驾驶人在模糊优选决策轨迹跟踪行为中的主观特性.      

基于OFDM的DF中继网络能效最优路径选择策略

针对三节点解码转发(DF)中继OFDM (orthogonal frequency division multiplexing)网络,提出一种能效最优路径选择策略.通过将中继链路衰落值和直传链路衰落值转化为等效路径损耗值,给出了一种基于等效路径损耗指数的能效最优路径选择准则,并分析了电路功率消耗、带宽、速率需求以及信道条件等因素在路径选择时对系统能效的影响.仿真结果表明,能效最优路径与链路速率需求、传输带宽以及信道条件有关,并满足能效最优路径判决准则,当基站(BS)和用户(MS)间距离为610 m,速率等于5和6 Mbit/s时,本文方案的能效比最大调和信道增益路径选择方案分别提高11.8%和40.5%.      

移动无线信道多径衰落的仿真

移动无线信道传输特性的仿真对移动通信的研究具有重要意义,其中多径衰落仿真又是其中的重点和难点.针对多普勒频移和无线信道的随机性,讨论了无线信道的小尺度模型.运用数字信号处理方法,在频域给出了多普勒滤波仿真信道多径衰落的方法、频率选择性信道的仿真模型和仿真曲线.该方法较好地模拟了信号载波频率和通信终端移动速度的影响.     

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综合考虑了阴影衰落、瑞利衰落、多普勒效应、多径效应等因素,针对现有无线信道模型的不足,提出了一种新的铁路无线信道模型,并应用matlab仿真软件进行了仿真.通过对信号包络和频谱的仿真结果分析,与模型的参数是非常吻合的,从而说明了模型的有效性.     

带有干扰观测器的欠驱动船舶路径跟踪非线性模型预测控制

针对欠驱动船舶提出了一种非线性路径跟踪控制器,使其能够在风、浪、流等环境干扰下驶入预定的航行路径.欠驱动船舶以恒定前进速度航行,并且其合速度与参考轨迹相切.该控制器的设计使用了解析模型预测控制和干扰观测器技术,其中非线性观测器用来估计环境干扰.在最优路径跟踪控制器的作用下,路径跟踪误差渐近收敛到零.数值仿真结果验证了该控制器的有效性.     

多径衰落信道中QPSK信号传输特性的研究

简要介绍了移动无线信道的基本概念、特点、分类及理论知识，并推导了典型的小尺度衰落信道中莱斯分布和瑞利分布的一些特性；另外重点通过自定义Matlab环境下的M文件对无线信道的典型例子，即平坦衰落信道进行了仿真。特别是使用简单的Matlab程序，对莱斯分布的累积分布函数（CDF）和概率密度函数（PDF）进行了仿真估计。最后，对数字调制后的QPSK信号通过莱斯衰落信道时的性能进行了仿真估计，并得到相应的分析结果。     

高速铁路环境下利用无线通信实现铁路信号信息传输的初探

无线列控中首先要考虑的是无线传输的可靠性，特别是在高速情况下，无线传输误码率能否满足列车控制的要求，基于这一点，本文指出了铁路环境下无线信道的特性，建立了信道模型，分析高速铁路环境下无线传输误码率，并给出了相应的改进措施。     

面向智能内河航运通信的无线信道测量与典型信道特征

为了明确新一代移动通信技术服务智能内河航运的作用机理，基于内河航运无线通信发展现状和通信环境特殊性，搭建了4G和5G临时无线通信网络，分别对以长江武汉段为例的典型内河通信场景开展了实际信道测量活动，以探寻内河航运无线通信特性的影响因素；利用高精度无线信道测量仪采集了信道传输函数、信号接收强度、时延等信道参数；基于无线传播理论和抽头延迟线模型，提取了传输路径损耗、功率时延分布、时延扩展、多普勒扩展等典型无线信道特征；基于信道典型特征参数，预测了4G和5G无线传播信号在内河场景下的有效覆盖范围及信号传输速率，探究了内河航运无线通信的多径来源和时延分布。测量和分析结果表明:内河航运无线通信中，桥梁、岸边建筑、过往大型船舶等均为无线传播信号多径效应的主要来源；桥梁可以造成最大18.0 dB的衍射损耗，岸边建筑和过往船舶遮挡会分别造成25.0、10.6 dB的能量衰减；4G无线通信的最大测量速率为95.32 Mb·s-1，而5G通信测量速率最高可达0.72 Gb·s-1；大型过往船舶还会造成均方根时延扩展增大约754.94 ns。可见，根据内河通信特殊环境构建合适的新一代移动通信专网，可以更好地为智能航运提供通信保障服务。      

S形矩形波导的弯曲损耗计算

通过改进的有效折射率法求解S形矩形波导的弯曲损耗,并在此基础上给出了波导的弯曲损耗系数与波导的横截面的宽度与高度的对应关系,并且对幂函数、正弦、余弦3种函数的S形弯曲波导的损耗进行了对比研究.结果表明,当波导尺寸相同时,余弦函数的S形波导的损耗比正弦、幂函数都小;当波导长度L增大到500μm时,余弦函数的弯曲损耗减小到接近0,所以在S形弯曲波导的路径设计中应选择余弦形函数.这对集成光学中光路的设计有一定的指导意义.     

模拟导弹制导的交通系统路径诱导算法

模拟导弹制导的单车诱导算法利于交通系统优化目标（车流量平衡目标）.为避 免多车诱导导致的交通拥堵,以模拟导弹制导的单车诱导算法为基础,提出了模拟导弹 制导的交通系统路径诱导算法.按照出行需求,对模拟导弹制导的时间最短路径算法进行 改进,使算法满足各类单车路径规划目标,以提高单车诱导接受率.系统路径诱导算法以 交通系统优化为最终目标,对超出路网通行能力的诱导进行修正,使交通流运行趋势符 合驾驶员出行需求.建立系统优化评价指标和系统诱导接受率指标,并以北京部分地区为 例进行仿真.仿真结果表明,算法能够达到系统优化目标,同时保证了较高的系统诱导接 受率.     

Robust optimization for the correlated MIMO downlink with imperfect channel state information

To reduce the performance deterioration induced by imperfect channel state information (CSI) in cor-related multiple input multiple output(MIMO) downlink, the linear transmit/receive filters should be optimized to be robust to imperfect CSI. A sub-optimization algorithm based on minimizing sum MSE conditional on available imperfect CSI estimates subject to a per-user power constraint is proposed. The algorithm adapts the existing MMSE algorithm from uncorrelated single-user MIMO system with perfect CSI to correlated MIMO downlink with imperfect CSI. Simulation shows that the suboptimal algorithm can effectively mitigate the performance loss induced by imperfect CSI and has a good convergence performance. In addition, the effect of spatial correlation on the performance of the proposed algorithm is also simulated.     

A real-time collision-free path planning of a rust removal robot using an improved neural network

In this paper, a real-time collision-free path planning of the rust removal robot in a ship environment is proposed, which is based on an improved biologically inspired neural network algorithm. This improved algorithm is based on the biologically inspired neural network and modified with obstacle detection sensors and kinematic state templates, and is implemented in a ship rust removal robot planning system for dynamic trajectory generation. The real-time optimal trajectory is generated by the biologically inspired neural network, and the moving obstacle detection process of a ship robot working on the wall is simulated with the obstacle detection sensors models. The local real-time trajectory can be re-planned by the updated local map information, where the obstacle detection sensors are used to inspect partial environment information and update the robot nearby information in real time in the original neural network algorithm. At the same time, the method of the kinematic state templates matching and searching is used to solve the pipes’ influence of the rust removal robot climbing on the wall, which can not only provide a smooth path, but also can judge the motion direction and turning angle of the robot. Comparison of the proposed approach with the simulation shows that the improved algorithm is capable of planning a real-time collision-free path with achieving the local environmental information and judging the rust removal robot’s motion direction and turning angle. This proposed algorithm can be good used in the ship rust removal robot.     

Research on a Task Planning Method for Multi-Ship Cooperative Driving

A new method for a cooperative multi-task allocation problem(CMTAP) is proposed in this paper,taking into account the multi-ship, multi-target, multi-task and multi-constraint characteristics in a multi-ship cooperative driving(MCD) system. On the basis of the general CMTAP model, an MCD task assignment model is established. Furthermore, a genetic ant colony hybrid algorithm(GACHA) is proposed for this model using constraints, including timing constraints, multi-ship collaboration constraints and ship capacity constraints. This algorithm uses a genetic algorithm(GA) based on a task sequence, while the crossover and mutation operators are based on similar tasks. In order to reduce the dependence of the GA on the initial population, an ant colony algorithm(ACA) is used to produce the initial population. In order to meet the environmental constraints of ship navigation, the results of the task allocation and path planning are combined to generate an MCD task planning scheme. The results of a simulated experiment using simulated data show that the proposed method can make the assignment more optimized on the basis of satisfying the task assignment constraints and the ship navigation environment constraints. Moreover, the experimental results using real data also indicate that the proposed method can find the optimal solution rapidly, and thus improve the task allocation efficiency.     

射频信号在电气化铁路隧道中的传输分析及应用

分析了射频信号沿电气化铁路隧道的传播。基于隧道壁的特性以及接触网和轨道的存在,对于应用频率、传输模式、场的表示给出了符合实际的分析。结合设计与研制的电气化铁路接触网施工安全防护用便携射频收发机在宝（宝鸡）－成（成都)铁路沿线长期应用与测试,给出了在汇龙场隧道射频传输的实际效果。研究表明,电气化铁路隧道是语音和低速数字信号传输的有效信道。     

一种基于移动台位置的动态定位算法

根据检测电波到达时间（TOA）的定位法提出了一种基于移动台位置的动态定位算法。该算法利用蜂窝网络系统中多个基站检测到的移动台电波TOA信息对移动台进行定位估计,参与定位估计的基站数目及其定位算法中相应的权值随移动台与服务基站的距离自动动态改变。计算机模拟结果表明,该算法在3种典型移动通信信道环境中都能得到较好的定位效果。     

考虑时变特性的海上溢油事故应急物资调度

针对海上溢油事故应急物资调度问题,本文考虑事故需求点受海上风浪影响而发生漂移的特点,分析需求点漂移对救援路径规划和环境损失的影响,构建以运输成本和环境损失最小为优化目标的数学模型,提出一种改进的遗传模拟退火混合算法。以蓬莱石油泄露事故的实际数据为背景,对模型进行实例验证和算例分析。结果显示：与不考虑需求点漂移获得的救援方案相比,本文方法在总航行距离上减少了9.11%、环境污染降低了41.17%,说明海上溢油应急救援调度问题中考虑需求点漂移的重要性;针对不同规模、不同需求点分布的算例,本文方法在算法优越性和求解稳定性上均体现出较为明显的优势,表明本文方法可以获得较优的调度方案,实现更准确高效的应急救援;通过灵敏度分析获知,提升船舶容量可以明显降低应急救援运输成本,且提升船舶航行速度可以更好地降低环境污染。     

Simulation and Analysis of Typical Mobile Radio Channels

In this paper, the bit error rate (BER) performance for typical mobile radio channels is simulated and analyzed based on a tapped delay line model. The investigation is focused on the propagation environments determined by the average delay profile and the Doppler spectra. The profile characteristics and their influences on channel behavior are also examined.     

基于模拟退火算法的物流配送路径优化问题分析

模拟退火算法是解决NP完全组合优化问题的有效近似算法,将该算法应用于路径优化问题中,利用该算法对类似货郎担问题的路径问题进行求解。针对城市道路行走不同的目标条件（路径最短、时问最短）进行优化,选择最佳行走路径,并用该算法优化得到的计算结果,结果表明该算法在解类似货郎担交通路径方面问题时具有较高的精确性。因而,该算法在解决城市道路交通问题方面具有一定的实用价值。     

应急车辆动态路径选择的两阶段优化模型

为研究突发事件情境下交通路网动态变化时的应急车辆路径选择问题，提出应急车辆动态路径选择的两阶段调度优化模型。通过结合路网动态状况和应急救援特征，建立基于最大路径可靠度和最短行程时间的两阶段优化模型；通过混沌搜索改进布谷鸟算法初始种群，并加入蛙跳算法改进局部搜索操作，设计混合布谷鸟算法，改善全局寻优能力；以某市某区部分区域路网为例，将该区域路网实时交通数据应用于模型和求解算法中。实验表明，利用两阶段优化模型和算法编码方案能成功获得出发点到救援点的动态可靠路径，相同行驶路径情况下模型与算法求解的最短行程时间与实地驾车获得的最短行程时间最大误差不超过8%，说明优化模型可行。3 种不同算法求解K最短路径的结果发现，混合布谷鸟算法得到的最短行程时间比粒子群算法和 经典布谷鸟算法得到的结果都要小，且计算时间最短，表明混合布谷鸟算法求解的结果最优，性能最好。