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认知无线电中协作分集技术的研究

认知无线电中协作分集技术的研究

作者：薛绒重庆大学

学位级别：硕士

随着多媒体、宽带Internet等高速率数据传输业务的迅猛增加,对宽带无线接入的需求也在快速发展。由于无线通信环境恶劣,宽带通信存在诸多技术难题。针对有限的无线频谱资源,如何充分提高其使用效率是技术难题之一。认知无线电作为一种... 详细信息

随着多媒体、宽带Internet等高速率数据传输业务的迅猛增加,对宽带无线接入的需求也在快速发展。由于无线通信环境恶劣,宽带通信存在诸多技术难题。针对有限的无线频谱资源,如何充分提高其使用效率是技术难题之一。认知无线电作为一种智能频谱共享技术,依靠人工智能的支持,感知无线通信环境,根据一定的学习和决策算法,实时自适应的改变系统工作参数,动态的检测和有效的利用空闲频谱,理论上允许在时域、频域和空域上进行多维的频谱复用和共享。频谱感知是构建认知无线电系统的前提之一,通过频谱感知搜集无线环境的统计信息,既能为高层的频谱管理提供辅助,也能为系统的功率控制提供必要的参数支持。协作分集技术是提高频谱检测概率、减少检测时间的有效方法。协作检测能在很大程度上抑制多径衰落和阴影效应的影响,即使在严重的遮蔽环境下也能获得较高的检测概率。论文重点研究认知无线电中的协作分集技术,主要内容有:(1)通过分析和总结认知无线电中协作分集技术的国内外发展现状,针对单个中继节点情况下,建立了协作分集技术三种基本方法——前向放大法、前向检测法和编码协作法的系统模型,并在瑞利衰落信道下对三者的传输性能进行了仿真和分析对比,证明了其有效的抗衰落能力。(2)功率分配是协作分集实施的关键技术之一,根据信道条件优化每个用户的发射功率,能有效提高资源利用率。以单个中继节点为例,在保持总发射功率不变的前提下,以最小平均误码率为目标,提出了一种用于前向放大协作法和前向检测协作法的最佳功率分配算法并进行了仿真分析和比较。(3)将单中继用户环境扩展到多中继用户环境,并将所有中继用户的位置理想化为并行排列(即多径),建立了协作分集技术三种基本方法的系统模型,并对三者的传输性能进行仿真,分析和比较了三种模式的性能和各自的应用局限。(4)多跳传输在无线通信系统中的研究已得到广泛关注,针对多中继串行排列(即多跳)情况,建立了协作分集技术三种基本方法的系统模式,并对三者的传输性能进行仿真和分析对比。

关键词：认知无线电协作分集前向放大协作前向编码协作编码协作

采用液氮喷雾技术的低温环路结构模拟系统研究

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西安交通大学学报 2019年第5期53卷 109-114页

作者：张蓓乐陈小砖薛绒刘秀芳河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454000 西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

为进行座舱盖高空低温环境飞行疲劳试验考核,设计并搭建了采用液氮喷雾技术的小型环路结构低温环境模拟测试试验台,开展了风速以及喷射流量对系统降温速率影响的特性研究。试验测试了在液氮喷雾流量为37.2、42.4和49.3 kg/h,系统风速为2... 详细信息

为进行座舱盖高空低温环境飞行疲劳试验考核,设计并搭建了采用液氮喷雾技术的小型环路结构低温环境模拟测试试验台,开展了风速以及喷射流量对系统降温速率影响的特性研究。试验测试了在液氮喷雾流量为37.2、42.4和49.3 kg/h,系统风速为2.21、4.53和6.77 m/s时,工作段温度从21℃降至-30℃时各测试面的降温特性,验证了运用液氮喷雾技术快速降温的可行性。结果表明:在相同喷雾流量下,风速越大,环路的降温速率越慢,测试面的温度均匀性越好;在相同风速下,喷雾流量越大,降温速率越快,测试面的温度均匀性越差。液氮喷雾降温能够满足座舱盖疲劳测试的低温环境要求,工作段温度场均匀性良好。本文研究可为低温环境模拟系统和大空间液氮喷雾冷却系统的设计提供参考。

关键词：低温环境模拟液氮喷雾低温风洞

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单液氮液滴在气流中的蒸发运动特性研究

西安交通大学学报 2017年第6期51卷 147-152页

作者：阮一逍薛绒赖欢刘秀芳侯予西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 中国空气动力研究与发展中心设备设计及测试技术研究所四川绵阳621000

为了研究低温风洞中液氮喷雾降温蒸发特性,从而从微观上把握整个喷雾过程,以经典蒸发模型为基础,建立了适用于高速气流下的单液滴蒸发模型,计算了高速气流下单个液氮液滴的蒸发过程,得到其蒸发过程中液滴直径、速度、蒸发速率等参数的... 详细信息

为了研究低温风洞中液氮喷雾降温蒸发特性,从而从微观上把握整个喷雾过程,以经典蒸发模型为基础,建立了适用于高速气流下的单液滴蒸发模型,计算了高速气流下单个液氮液滴的蒸发过程,得到其蒸发过程中液滴直径、速度、蒸发速率等参数的变化规律,并比较了环境温度、环境压力、气流速度等不同因素对各参数的影响。结果表明:环境温度对液滴蒸发速率影响较大,在100~300K环境温度下,每升高100K,2m的距离内液滴相对蒸发量大约增加18%,而对液滴运动速度则基本没有影响;气流速度越大,对流换热越强,液滴等时间蒸发速率越大,但由于蒸发距离一定,高速气流情况下的实际蒸发量减少,在上述条件下,10~30m/s的速度范围内,相对蒸发量在5%~6%;大粒径液滴具有大的绝对蒸发量,而小粒径液滴的相对蒸发量则较大;随着环境压力的增大,蒸发速率会随之增加。

关键词：喷雾冷却液滴蒸发液氮运动特性

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氮液滴碰撞不同浸润性壁面特性研究

西安交通大学学报 2021年第7期55卷 151-157页

作者：强伟侯予薛绒张海洋宋远佳刘秀芳西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 中国空气动力研究与发展中心设备设计及测试技术研究所四川绵阳621000

为了探究氮液滴撞击不同浸润性壁面的行为特性,揭示其与常温工质液滴碰撞特性的差异,采用流体体积法研究了氮液滴以一定速度碰撞壁面接触角分别为30°、90°、120°和150°的壁面的过程,并将其与水滴碰撞特性进行对比。模拟计算结果表明... 详细信息

为了探究氮液滴撞击不同浸润性壁面的行为特性,揭示其与常温工质液滴碰撞特性的差异,采用流体体积法研究了氮液滴以一定速度碰撞壁面接触角分别为30°、90°、120°和150°的壁面的过程,并将其与水滴碰撞特性进行对比。模拟计算结果表明:在接触角为30°和90°的壁面上,氮液滴和水滴均出现振荡行为,并且氮液滴在铺展阶段达到的铺展系数更大,在回缩阶段初始回缩速度不均匀,整体的振荡次数更少,达到稳定状态更缓慢;在接触角为120°的壁面上,水滴出现振荡,氮液滴则完全反弹;在接触角为150°的壁面上,相比水滴而言,氮液滴出现反弹行为所需的时间更长。

关键词：氮液滴振荡反弹接触角流体体积法

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-60℃水平圆管表面结霜特性的实验研究

西安交通大学学报 2019年第7期53卷 78-83,135页

作者：任政张兴群张蓓乐薛绒陈小砖赖天伟侯予西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454000

为了探索在-60℃以下较低温区冷表面的结霜特性,设计并搭建了基于复叠制冷系统的-60℃水平圆管表面结霜特性可视化实验台,并对套管形式换热器内水平圆管外表面上湿空气顺掠管的结霜特性进行了实验研究,着重分析了结霜过程中霜层厚度及... 详细信息

为了探索在-60℃以下较低温区冷表面的结霜特性,设计并搭建了基于复叠制冷系统的-60℃水平圆管表面结霜特性可视化实验台,并对套管形式换热器内水平圆管外表面上湿空气顺掠管的结霜特性进行了实验研究,着重分析了结霜过程中霜层厚度及其增长速率的特性。实验结果表明:-60℃水平圆管表面霜层厚度生长速率比常温区冷表面更快,约为-15℃冷表面的两倍,同时又保持了与-15℃以上冷表面相似的生长趋势,即前期生长速率较快,然后逐渐降低。此外,还发现并分析了呈周期性出现的融霜现象和大幅突降的霜层崩塌回融两种不同特征的融霜过程。初步探索了受限通道内-60℃水平圆管表面的结霜特性,丰富了霜层特性研究数据,可为今后更加全面系统的实验研究奠定基础。

关键词：通道结霜水平圆管增长速率霜层回融

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功率分配对前向放大协作分集技术的影响

重庆大学学报（自然科学版） 2008年第5期31卷 524-527页

作者：冯文江薛绒程中武重庆大学通信工程学院重庆400030

针对认知无线电对主用户检测时间的严格要求,将协作分集技术中的前向放大方法用于主用户检测的过程。某节点检测到主用户时,其他节点可以将此信息相互中继,从而减少检测时间。当节点同时要传输自己的信息时,需要进行功率分配。仿真结果... 详细信息

针对认知无线电对主用户检测时间的严格要求,将协作分集技术中的前向放大方法用于主用户检测的过程。某节点检测到主用户时,其他节点可以将此信息相互中继,从而减少检测时间。当节点同时要传输自己的信息时,需要进行功率分配。仿真结果表明,在中继节点无论有无功率分配,协作分集技术都可以增加检测概率。

关键词：认知无线电前向放大协作方法主用户检测功率分配

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开式通道内液氮喷雾的降温特性

西安交通大学学报 2020年第10期54卷 144-150页

作者：陈双涛王鑫曲林锋薛绒刘秀芳陈良侯予西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 沈阳飞机设计研究所沈阳110035

为了研究液氮喷雾参数对环境模拟空间温度分布的影响,首先搭建了由液氮喷雾系统和低温测试系统构成的开式通道液氮喷雾冷却实验系统,利用CFD软件针对开式空气回路系统中实验段建立了三维液氮喷雾数值模型,采用欧拉-拉格朗日方法进行液... 详细信息

为了研究液氮喷雾参数对环境模拟空间温度分布的影响,首先搭建了由液氮喷雾系统和低温测试系统构成的开式通道液氮喷雾冷却实验系统,利用CFD软件针对开式空气回路系统中实验段建立了三维液氮喷雾数值模型,采用欧拉-拉格朗日方法进行液氮喷雾模拟研究,最后进行了实验验证,分析了喷雾质量流量、粒径、喷嘴数量和气流速度对液氮喷雾蒸发和空间温度分布的影响。研究结果表明:随着液氮喷雾液滴直径的减小,液氮与环境气流的换热面积增加,换热效率提高,降温效果改善;当液氮喷雾质量流量增加时,单位时间内喷入空间的液氮量越多,蒸发率越大,冷却效果越好,空间及出口截面的温降越大,但降温速率的增加趋缓;随着喷嘴数量的增加,液氮蒸发量和蒸发率增加,降温效果改善,出口截面温降增加,但出口截面温度分布均匀性会受到喷嘴布置位置的影响;当喷嘴数量增加到一定程度时,液氮的蒸发和降温几乎不受影响;随气流速度增大,液氮的蒸发量和蒸发率逐渐减小,出口截面的平均温度较高。为了增强液氮的蒸发量并强化空间的降温效果,可增加液氮喷雾流量、减小喷雾粒径和气流速度,以及适当增加喷嘴数量,同时需考虑多喷嘴的布置位置。

关键词：液氮喷雾冷却性能温度分布数值模拟

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氮液滴在气流中的破碎和碰撞模拟

哈尔滨工业大学学报 2018年第7期50卷 185-191页

作者：廖达雄张海洋阮一逍薛绒刘秀芳侯予中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000 西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

为揭示喷雾冷却中雾场氮液滴的行为,基于流体体积法(VOF)建立氮液滴的碰撞模型,对氮液滴在高速气流下的不同碰撞过程进行数值模拟,研究碰撞过程中液滴形态及气隙压力的变化情况.设定相同与不同液滴尺寸的液滴碰撞,以及对心与偏心液滴碰... 详细信息

为揭示喷雾冷却中雾场氮液滴的行为,基于流体体积法(VOF)建立氮液滴的碰撞模型,对氮液滴在高速气流下的不同碰撞过程进行数值模拟,研究碰撞过程中液滴形态及气隙压力的变化情况.设定相同与不同液滴尺寸的液滴碰撞,以及对心与偏心液滴碰撞等4种不同条件,分析在各种碰撞条件下,碰撞初始条件改变对于液滴形态与后续液滴大小的影响.数值计算结果表明:高速气流下液滴发生碰撞时,其破碎形态主要由气流速度决定,而碰撞参数B主要决定液滴拉伸形成韧性带的方向;液滴接触时形成的气体间隙,其压力呈现先增大后减小的趋势;与对心碰撞过程相比,偏心碰撞时气隙压力会更快释放;相同尺寸对心碰撞的后续液滴分离情况最差,这是由于韧性带沿着气流方向,导致液膜没有明显破碎,对于后续液滴蒸发不利.

关键词：喷雾冷却液氮破碎碰撞 VOF方法

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频谱感知协作检测方法仿真研究

微计算机信息 2008年第22期24卷 240-241,15页

作者：苏建欢冯文江薛绒广西宜州河池学院物理与电子工程系重庆大学通信工程学院546300 重庆大学通信工程学院

在认知无线电系统中,认知无线电用户需要快速准确地检测出主用户及其闲置的频带。本文就一种利用两个认知用户协作感知频谱的检测方法进行仿真研究,结果表明,它可以减少检测时间和增加检测的灵敏度。

关键词：认知无线电频谱感知协作检测仿真