一种渔业分布式通信系统的天线选择算法
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余割平方天线方向函数
从数学角度来看,余割平方天线方向函数通常用数学公式表示。
对于一个给定的天线,其辐射功率密度可以用一个关于方向角度的
函数来描述。
这个函数就是余割平方天线方向函数。
在不同的方向上,这个函数的数值会有所不同,这反映了天线在不同方向上的辐
射功率密度分布情况。
从工程角度来看,余割平方天线方向函数对于天线的性能评估
和天线系统的设计都非常重要。
通过分析余割平方天线方向函数,
工程师可以了解天线在不同方向上的辐射特性,从而选择合适的天
线类型、布局和方向,以满足特定的通信需求。
此外,余割平方天
线方向函数也可以用于天线的校准和校验,确保天线性能符合设计
要求。
总的来说,余割平方天线方向函数是天线工程中一个重要的概念,它描述了天线在不同方向上的辐射特性,对于天线设计、性能
评估和系统优化都具有重要意义。
通过深入理解余割平方天线方向
函数,可以更好地理解天线的工作原理和性能特点,从而更好地应
用于实际工程中。
NB天线的基础知识目录一、NB天线概述 (2)1.1 NB天线定义 (2)1.2 NB天线分类 (3)1.2.1 根据工作频段分类 (4)1.2.2 根据结构形式分类 (6)1.3 NB天线的应用场景 (7)二、NB天线的工作原理 (8)2.1 电磁波的传播 (9)2.2 天线的工作原理 (10)2.3 NB天线的辐射特性 (11)三、NB天线的性能参数 (13)四、NB天线的设计与发展趋势 (14)4.1 NB天线设计原则 (15)4.2 新型NB天线技术 (17)4.3 NB天线的发展趋势 (18)五、NB天线与整机的集成与优化 (19)5.1 整机天线集成方式 (20)5.2 天线与整机的兼容性 (22)5.3 天线优化方法 (23)六、NB天线仿真与测试 (24)6.1 仿真在NB天线设计中的应用 (26)6.2 测试设备与方法 (27)6.3 仿真与测试结果分析 (28)一、NB天线概述NB天线,即窄带天线,是一种在无线通信领域中广泛应用的电磁辐射与接收器件。
其主要作用是将高频电流转换为电磁波并辐射出去,或者接收特定频率的电磁波并将其转换为电流信号。
NB天线是无线通信系统中不可或缺的一部分,其性能直接影响到整个通信系统的质量和效率。
NB天线具有一些显著的特点,如结构简单、易于制造、成本低廉等。
其设计通常考虑到特定的应用需求,如天线的大小、形状、频带宽度等,都需要根据实际应用场景进行优化。
NB天线广泛应用于移动通信基站、卫星通信、无线局域网、物联网等领域。
随着无线通信技术的高速发展,NB天线在日常生活和工作中的应用越来越广泛。
从手机到平板电脑,从无线路由器到通信基站,甚至在很多智能设备和系统中,都可以看到NB天线的身影。
对NB天线的基础知识进行了解和掌握,对于从事无线通信领域的工作者来说,是非常必要的。
1.1 NB天线定义NB天线,即窄带物联网(Narrowband Internet of Things)天线,是一种专门用于窄带物联网通信的无线通信天线。
天线设计中的优化算法应用探讨关键信息项:1、优化算法的类型及特点名称:____________________________优势:____________________________适用场景:____________________________2、天线设计的性能指标增益:____________________________带宽:____________________________方向性:____________________________阻抗匹配:____________________________3、优化算法在天线设计中的应用流程数据采集与预处理:____________________________模型建立:____________________________算法选择与参数设置:____________________________优化执行与结果评估:____________________________4、实验验证与结果分析实验条件:____________________________结果对比与分析:____________________________误差分析与改进措施:____________________________11 引言在天线设计领域,优化算法的应用对于提升天线性能具有重要意义。
本协议旨在深入探讨优化算法在天线设计中的应用,明确相关的技术要点和流程,为天线设计的优化提供指导和规范。
111 优化算法概述优化算法是一类用于寻找最优解的数学方法。
在天线设计中,常用的优化算法包括遗传算法、粒子群优化算法、模拟退火算法等。
112 优化算法的类型1121 遗传算法基于生物进化原理,通过选择、交叉和变异等操作,逐步搜索最优解。
1122 粒子群优化算法模拟鸟群的觅食行为,通过粒子之间的信息共享和协作来寻找最优解。
1123 模拟退火算法借鉴固体退火过程,以一定的概率接受劣解,避免陷入局部最优。
28卷 第8期2011年8月微电子学与计算机MICROELECTRONICS &COM PU TERV ol.28 N o.8A ug ust 2011收稿日期:2011-05-15;修回日期:2011-06-23基金项目:东北大学 九八五 工程信息化基础结构关键技术科技创新平台项目基于动态人工鱼群优化的WSN 分簇算法刘向东,宋 欣,王翠荣(东北大学秦皇岛分校,河北秦皇岛066004)摘 要:将群智能优化算法引入无线传感器网络分簇路由协议的设计能有效地节约节点能量和提高分簇效率.针对基本人工鱼群算法在运算速度方面的不足,提出了一种基于动态人工鱼群优化的无线传感器网络分簇算法,算法为了同时具有较好的全局搜索和局部寻优能力,更快地得到最优分簇结果,在一次迭代进化中除了考虑人工鱼的觅食行为、聚群行为和追尾行为的寻优结果之外,还动态调整人工鱼的视野范围和前进步长两个重要参数.仿真结果证明,与L EA CH ,LEA CH -C,AF SO 算法比较,由于计算量的减少和计算速度的提高,此算法能有效地延长网络生命周期和减少能量消耗.关键词:无线传感器网络;分簇算法;动态人工鱼群优化中图分类号:T P393 文献标识码:A 文章编号:1000-7180(2011)08-0043-04A Dynamic Artificial Fish Swarm OptimizationBased Cluster Algorithm for Wireless Sensor NetworksLIU Xiang -dong,SONG Xin,WA NG Cu-i rong(N ort heastern U niver sity at Q inhuang dao,Qinhuang dao 066004,China)Abstract:T he swar m intellig ence optim izat ion algo rit hms a re effectiv e measur es on saving node energ y and impr o -v ing cluster co nfiguration f or W SN r outing prot ocol resea rch.In o rder to decrease runtime o f basic ar tificia l fish sw arm o pt imizatio n,in this paper,a dy nam ic ar tificia l f ish swar m o ptimization based cluster alg or ithm fo r WSN w as pr oposed.T he alg or ithm achiev e mor e a ppro pr iate cluster and better global/lo cal optimization throug h dy namic ad -justing visual and step parameter s o f artif icial fish.T he simulat ion results sho w that the to tal number o f aliv e nodes is gr eater and the node energ y dissipatio n is mo re decreasing than that is L EA CH,L EACH -C and basic A FSO.Key words:W ir eless sensor netw or ks;clust er alg or ithm;dynamic ar tificial fish w war m optimizatio n1 引言利用分簇技术已经被证明对于无线传感器网络(Wireless Senso r Netw orks,WSN )的层次路由协议设计来说是一种有效的方法,基于分簇的层次路由协议能有效提高网络的扩展性和平衡传感器节点的能量消耗.传感器网络以分簇形式组织后,传感器节点分为簇头节点(Cluster H ead,CH )和簇内节点.簇头节点负责收集簇内节点传感信息,进行必要的数据融合处理后传送给基站,簇头节点要求有较多的能量,实现与基站的通信,由此可知,簇头的选举和簇区域的划分对网络生命周期和能量消耗有很大影响.LEACH (Low -Energ y Adaptiv e Clustering H ierarchy)协议是最早提出的应用于无线传感器网络的层次路由协议,采用随机循环的选取簇头节点的方式实现网络能量负载的均衡,虽然与平面多跳路由协议相比,LEACH 延长了网络生命周期,但是算法在选择簇头时没有考虑节点当前能量和分布位置等情况,使得在能量较低节点担当簇头或簇头节点位置处于网络边缘时,加快节点的死亡和增大与微电子学与计算机2011年基站通信时能量的消耗[1].LEACH-C(LEACH-Centralized)是一种集中式的簇头选择协议,将节点当前能量作为簇头选取的条件,在高于全网平均能量的节点中应用模拟退火算法寻找最佳的分簇方案、最小化通信能量消耗.LEACH-C比LEACH协议在簇头选取、簇形成方面有所改进,簇结构更合理和优化,但协议需要所有节点的当前能量信息和当前全网的拓扑结构,对于无线传感器网络来说,在规模较大的部署情况下,不但增加了通信开销而且很难实现.近年来,随着群智能优化算法研究的深入,结合群智能算法具有较好的自组织、自适应性,鲁棒性强和可扩展性好等特点,基于群智能优化算法的无线传感器网络路由协议的研究取得了大量成果[2-3].人工鱼群优化(Artificial Fish Sw arm Opt-i m ization,AFSO)算法作为一种较新的群智能优化算法,具有简单易实现,搜索空间的自适应能力,初值参数选择不敏感,鲁棒性强,收敛性好,能取得全局极值避免陷入局部极值等优点[4],将其引入到无线传感器网络层次路由协议的设计中,能获得较优的簇结构,对延长网络生命周期和节约能量消耗方面有一定的改善,但是基本的人工鱼群算法在运算速度和计算量方面还存在不足[5-7].本文采用能对人工鱼视野和步长等算法参数进行动态调整,同时执行人工鱼的觅食、聚群和追尾行为的动态人工鱼群(Dynamic Ar tificial Fish Sw arm Optimizatio n,AFSO)算法对无线传感器网络节点进行分簇优化,以更小的计算量和更快的搜索速度得到较好的分簇结构和更优的簇头节点.仿真实验结果证明了执行该分簇优化算法比LEACH、LEACH-C和基本人工鱼群优化算法的网络生命周期长,消耗能量少.2 人工鱼群优化算法简介2.1 人工鱼群优化算法基本思想人工鱼群算法是2002年李晓磊提出的一种基于模拟鱼群行为的随机搜索优化算法,算法通过初始化人工鱼执行觅食、聚群和追尾行为改变自身状态,经过一段时间的迭代计算各人工鱼在各自群极值处聚集,这样就可以通过人工鱼的局部寻优找到全局最优解.2.2 人工鱼行为描述人工鱼在寻优的过程中,包括觅食、聚群、追尾和随机移动四种典型行为,每条人工鱼通过对周围环境的感知,在每次迭代计算中执行其中一种行为,最优解在迭代过程中凸显.每种行为规则描述如下:(1)觅食行为.模仿生物趋向食物游动的一种活动,一般可以认为它是通过视觉或味觉来感知水中的食物量或浓度来选择活动趋向的.人工鱼在其可视领域内随机选择一个状态,如果该状态的食物浓度大于当前状态,则向该状态前进一步,如何不大于,重新随机选择另一种状态,如果重新选择设定次数后,仍不满足,则人工鱼随机移动一步.(2)聚群行为.为保证群体的生存和躲避危害,鱼在游动中自然聚集成群.人工鱼探索其视野邻域内伙伴个数,如果不超过拥挤设定因子而且中心位置的状态食物浓度高于人工鱼当前状态,则向中心位置方向前进一步,否则执行觅食行为.(3)追尾行为.在鱼群游动的过程中,如果其中有一条鱼或者几条鱼发现食物,则邻居的鱼就会尾随到达食物点.人工鱼探索其视野邻域内伙伴个数,如果不超过拥挤设定因子而且其中最优伙伴的状态食物浓度高于人工鱼当前状态,则向该伙伴方向前进一步,否则执行觅食行为.(4)随机行为.鱼儿在水中自由的游动,基本上是随机的,利于更大范围的寻觅食物和伙伴.人工鱼在视野邻域内随机选择一个状态,然后向该方向前进一步,是觅食行为的一种缺省行为.3 基于动态人工鱼群聚类的WSN分簇算法3.1 动态人工鱼群优化思想假设无线传感器网络部署在D维的空间中,节点初始化为n条人工鱼组成的群体,人工鱼的状态表示为向量X=(x1,x2, ,x r),其中x i(i=1,2, ,r)为寻优变量,两条人工鱼X i和X k的距离可以定义为d ik= X i-X k ,AF visual表示人工鱼的视野范围,AF number表示人工鱼在觅食行为中的重复选取次数,AF step表示人工鱼每次前进的步长, 表示拥挤度.如果分簇的数目设为k,则可以将k个簇集合设为S j,j=1,2,3, ,k,那么人工鱼按式(1)计算当前食物浓度.Y=f(x)=minkj=1X SjX-m j (1)式中,m j表示簇聚类中心,在算法运行过程中随着新的最优聚类的出现而改变,新聚类中心确定后,将各人工鱼按最近原则重新聚类,也就是说各簇聚类中心取当前人工鱼数据点与各聚类中心点距离最短的.人工鱼寻优的过程中,起初是全局搜索,但是一44第8期刘向东,等:基于动态人工鱼群优化的WSN 分簇算法定定位到最优解的大致位置后,算法应该增强局部搜索能力,因此,动态人工鱼群算法在执行基本人工鱼群寻优行为的同时,对人工鱼的视野范围AF visual 和人工鱼前进的步长AF step 按式(2)进行动态的调整,使得在寻优的过程中使得两个变量逐渐由大变小,最后保持最小,这样加快了算法的收敛速度又提高了算法的精度.AF visual =AF visual +AF min_visual AF step =AF step +AF min_step=ex p (-30 (itera/max _iter a ) )(2)算法设置一个公告板,每条人工鱼在执行某一行为后,与公告板的适应值比较,如果优于公告板值则替换,使得公告板记录搜索到的最优状态和该状态的适应值.最终,人工鱼集结在几个局部极值的周围.3.2 动态AFSO 分簇优化过程描述根据上述算法描述,利用动态人工鱼群算法对无线传感器网络分簇结构进行优化,考虑节点剩余能量,节点距离等因素将传感器网络节点初始化为人工鱼,人工鱼的坐标就是传感器的位置,每次迭代记录人工鱼优化向量信息、局部群相似度,算法达到设定迭代次数之后,根据剩余能量、通信距离等优化参数形成个人工鱼聚集区,即形成的簇结构.算法如Algo rithm1描述如下.A lg or ithm 1.2A FSO Based Cluster Algo rithm Cluster_2A FSO(struct A F ,int n){Init ialize all A F pat ameter s ;//初始化迭代次数和最大迭代次数Itera =0;max_iter al =100;For (;iter a <100||AF S_best_solut ion;itera ++){for (i =0;i <n;i ++) {for (j =0;j <n&&j !=i;j ++) {Pr eying (Elemt ype X [i],Elemty pe X [j ]); }Swar ming(Elemty pe X [i],Elemtype X [j ]); Fo llow ing(Elemty pe X [i],Elemtype X [j ]); }U pdate(AF _v isua l,A F _step); Itera ++;}4 实验测试结果分析为测试基于动态视野和步长的人工鱼群算法在无线传感器网络分簇优化处理方面的性能,在ns2平台下,设定在(0,0)到(100,100)二维坐标平面随机部署100个传感器节点,基站位置在(50,80),如图1所示.图1 随机部署的100个无线传感器节点所有节点的初始能量为2J,仿真时间500s,在WSN 应用中,测试一种算法是否节省能量,除了计算网络的整体能量消耗之外,另一个比较直观的方法就是判断算法是否延长了网络的生命周期,也就是说,在同一时间测试网络节点的存活数量.选择典型的无线传感器网络分簇协议LEACH ,LEACH -C 以及基本人工鱼群算法AFSO 优化分簇的实验结果与动态人工鱼群优化分簇算法进行比较,仿真测试结果如图2、图3所示.图2 每轮网络节点存活数比较结果图3 每轮网络整体能量耗费比较结果图2、图3结果说明了经过基于动态的2AFSO 进行分簇优化之后,比LEACH ,LEACH -C,基本的45微电子学与计算机2011年AFSO算法的网络生命周期长,网络的整体能量消耗少,也就是说网络中出现第1个死亡节点的时间推迟,在以后的仿真时间中,节点存活的总数也比上述三种协议多,能量消耗方面每轮也节约了一定的能量.这是因为,算法通过人工鱼群三种行为的优化处理,比LEACH协议以随机概率的方式选择簇头进行分簇的思想成簇结构更加合理,考虑了节点的剩余能量和通信耗费等优化参数.另外,比集中式的LEACH-C协议中应用的模拟退火优化算法,人工鱼群优化算法能更快速地跟踪极值点,对初值和参数要求不高,计算速度更快等优点,相对于基本人工鱼群优化AFSO算法,基于动态的人工鱼群算法在每次迭代之后,动态调整聚类中心和人工鱼的视野范围和步长,使得算法在搜索最优解的过程中,提高了算法的收敛速度和算法的精度.5 结束语在深入研究了基本人工鱼群算法的基础上,本文提出了基于动态人工鱼群优化的无线传感器网络分簇算法,在簇的建立阶段,节点模仿人工鱼的觅食,聚群,追尾三种行为,对待优化向量参数进行寻优计算,从而优化了无线传感器网络簇结构,实验证明了算法能有效的延长网络生命周期和节约网络能量.在未来的工作中,除了研究人工鱼群算法的其他改进方法之外,还将继续深入研究其他有效的、简化的生物群智能算法应用与无线传感器网络协议设计中的有效性和可行性,寻找更简单,有效和快速的智能优化分簇方法,以便于更适用于能量受限的无线传感器网络.参考文献:[1]Heinzelman W,Chandr akasan A,Balakrishnan H.Anapplicat ion-specific pr otoco l architecture fo r w irelessnicro sensor netw or ks[J].IEEE T r ansactio ns on Wire-less Communications,2002,1(4):660-670.[2]R en H,M eng M H.Biolog ically inspired appro aches forw ir eless senso r netw orks[C] .P roceedings of the2006 IEEE Inter nat ional Conference o n M echat ronics and Au-tomation,L uoyang,H enan:I EEE,2006:762–768. 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毕业论文-WIFI天线设计齐齐哈尔大学无线通信(论文)题目 WIFI天线设计专业班级通信工程 084 班学生姓名李敏代兴利陈树家学号 2008132111 2008132117 2008132003指导教师赵岩2011年12月20日I齐齐哈尔大学无线通信摘要在无线网络迅速发展的今天,天线的地位及其应用被人们日益重视。
本文系统的介绍WIFI天线制作方法,理论分析依据,及其制作过程中的技术要求。
本文具体内容包涵WIFI知识, WIFI是种短程无线传输技术。
具体理论分析计算制作WIFI天线形状、尺寸大小及其选用材料,具体制作WIFI天线的过程。
及其测试WIFI天线性能,对比系统自带天线。
包涵制作心得及其制作技巧,此天线原理简单,制作成功率高,是各位无线网络DIY爱好者初级制作首选。
关键词:WIFI天线;无线网络;WIFI天线制作I齐齐哈尔大学无线通信ABSTRACTIn today's rapid development of wireless networks, antenna and its applications is increasing attention on the status of. Method for making this system to introduce WIFI antenna, theoretical analysis based on, and in the process of making technology requirements.Knowledge of specific content in this article include WIFI, WIFI is kind of short range wireless transmission technology. Analysis and calculation of specific theories make WIFI antenna selection of shapes, sizes and materials, the concrete process of making WIFI antenna. And testing WIFI antenna performance, contrast with antenna system. Excuse making experience and production skills, this antenna simple in principle, make a highly successful, are you DIY enthusiasts primary production preferred wireless network.Key words:WIFI antenna; wireless signal; WIFI antenna manufacture II齐齐哈尔大学无线通信目录摘要 ..................................................................... (I)ABSTRACT ........................................................... ...................................................... II 目录 ..................................................................... ................................................... III 第1章引言 .............................................................................................................. 1 第2章概述 ..................................................................... . (2)2.1 WIFI相关简述 ..................................................................... . (2)2.2 WIFI组建方法 ..................................................................... . (4)2.3 WIFI目前的应用 ..................................................................... (5)2.4 WIFI天线制作与测试材料及工具 (6)2.5 本设计方案思路 ..................................................................... (6)2.6 主要技术指标...................................................................... ...................... 7 第3章理论分析 ..................................................................... . (9)3.1 分析天线形状...................................................................... .. (9)3.2 天线尺寸设计...................................................................... ..................... 10 3.3 罐头盒大小设计 ..................................................................... ........................... 11 3.4 导波线路分析...................................................................... .............................. 13 第4章制作与调试 ..................................................................... (15)4.1 整体实物制作...................................................................... (15)4.2 WIFI天线调试 ..................................................................... .. (21)第5章性能测试与对比 ..................................................................... (22)5.1 系统自带天线与WIFI天线性能对比 (22)第6章制作心得 ..................................................................... ................................... 26 第7章结论 ..................................................................... .. (27)III齐齐哈尔大学无线通信第1章引言WIFI全称Wireless Fidelity,又称802.11b标准,是IEEE定义的一个无线网络通信的工业标准(IEEE802.11)。
附件:郑州大学2013年普通本科生暨临床医学专业七年制学生优秀毕业设计(论文)一览表所在院(系) 毕业设计(论文)题目学生姓名指导教师备注商学院风险投资对高新技术产业的影响高洁周柯商学院朱岗村富余女性劳动力外出务工的调查报告朱洁萍沈琼商学院碳关税对我国纺织品贸易的影响仵金燕段平方商学院日本经济改革与发展前景袁萍秦建伟商学院我国中小企业供应链融资探析李翌宸芮玉巧商学院低碳经济下我国商业银行碳金融产品创新研究郑曌宇宋晓玲商学院我国保险业区域发展差异化研究魏亚芳李琴英商学院中美货币供给机制比较研究薛乾田霖法学院巴塞尔协议III框架下我国银行监管模式探讨——以银行业风险防范基金为例马启超宋纪萍法学院从电影《刮痧》来探讨中西方法律文化的差异及其成因马小凤张丽霞法学院司法实践中民愤因素的反思牛毅许桂敏法学院医疗美容损害赔偿研究刘译畅高留志法学院中国土地划拨制度改革研究高丹丽沈开举公共管理学院儿童福利社会化视角下的孤残儿童家庭寄养模式研究孙信芳蒋美华公共管理学院城市化进程中失地农民权益保障问题研究巴军伟高卫星公共管理学院我国高校志愿者组织发展问题探讨余沛珊霍海燕文学院《额尔古纳河右岸》死亡意象探析袁方林虹文学院量词“笔”用法的认知分析——兼与量词“手”与“桩”对比程茗缑瑞隆文学院默尔索与上帝的对话娄纯瑒赵昉新闻与传播学院《中国好声音》的成功要素和传播价值贺翀张兵娟新闻与传播学院微时代记者角色转轨之考察:从新闻报道到公益运作党昊祺赵智敏新闻与传播学院新媒体在重大突发公共事件中的效用及对策研究杨雯棋董广安新闻与传播学院电影《致青春》的新媒体广告传播研究王亚楠郑达威历史学院论利奥三世时期(717-741)拜占庭帝国与阿拉伯人的战争及其影响李燚玄谢志恒历史学院宣化辽墓中所体现的汉与契丹民族的文化交流刘亚玲陈朝云旅游管理学院价值链视角下经济型酒店核心竞争力的构建和提升研究马素云高伟洁旅游管理学院本科酒店管理专业“模块化”教学人才培养模式初步设想耿俊李枫旅游管理学院智慧旅游时代下的河南省旅游市场营销创新杨娜杰龚绍方外语学院论新闻英语中概念隐喻的翻译刘雅卓钱建成外语学院从“他者”和“东方主义”的角度分析谭恩美的《喜福会》徐唱王志伟外语学院从释意理论的角度看记者招待会口译索晶晶李洁外语学院以道家思想浅析瓦尔登湖中的治国思想和和谐观刘菊方刘永杰信息管理系我国高校档案学专业教育现状及对策研究姬申建尚新丽信息管理系民办图书馆对中小学图书馆的支持——以立人图书馆为例赵心杨晓农教育系浅谈榜样教育在小学课堂中的应用王婵王献玲教育系自媒体时代网络舆论监督的引导策略研究朱竞雅张励仁体育系郑州大学体育社团的展开状况调查与研究周金河甄洁体育系郑州第51中学大课间体育活动开展现状的调查与分析张仰尚洪涛音乐系郑州大学音乐系毕业生就业走向的调查与思考牛俨卉孙炜博音乐系宛梆艺术初探张茜李丹音乐系“点”与“线”之大成美——谈琵琶演奏中的“弹”与“轮”付聪陈艳音乐系两种艺术的完美的结合---试论舞蹈艺术的电视传播崔蓝匀贾琳公开发表音乐系浅谈拉赫玛尼诺夫钢琴《前奏曲》(Op.25 no.5)中的感情因素惠悦聪李芳公开发表美术学院中国画在小学美术教育中现状的调查张帆邬建美术学院远山远水系列作品崔世亮李鸿武美术学院郑州映像张君婷王蕾生物工程系小鼠胞质病毒DNA受体CGAS的原核表达及蛋白纯化刘伟驰王爱萍生物工程系HMGB1、EIN3的表达纯化及结合DNA的机理研究宋靖慧伊成器田曾元生物工程系食物质量和分布密度对棕色田鼠觅食的影响虞静路纪琪生物工程系抗哮喘免疫调节剂的筛选与鉴定丁亚骏刘鑫公开发表生物工程系利用废弃烟梗发酵生产深红酵母的工艺条件优化吉彦龙席宇公开发表生物工程系植物源多酚氧化酶的筛选及其活性抑制探究牛夏南鲁吉珂公开发表生物工程系廉价生物吸附剂的制备及其对刚果红吸附性能的研究王喜凤席宇公开发表数学系首达时模型的进一步讨论与运用陈驰翔李华数学系矩形域上Grad-Shafranov方程的有限元计算李凌霄宋士仓数学系Green函数与基本解孙秀秀杨志坚物理工程学院氧气氛对YBCO超导体磁悬浮性能影响研究申振宁李平林物理工程学院基于车载导航地图文字信息动态显示的设计与实现王坤李国霞物理工程学院基于猫眼效应的激光主动探测技术回波功率研究陈剑彪袁斌物理工程学院锯齿形石墨烯纳米带边缘修饰碳链的磁性和电子结构刘俊义贾瑜物理工程学院氧化石墨烯-硅太阳电池的制备及性能研究徐文静张迎九化学与分子工程学院分子信标在转录因子与DNA结合活性检测中的应用陈南李笑宇卢会杰化学与分子工程学院镍催化的炔醛不对称烷基化偶联反应的研究辛涵申陈晓岚汤文军化学与分子工程学院C O基催化剂上CO2甲烷化作用机理的研究陈培培唐明生李微雪化学与分子工程学院改进的胶内酶切法制备现有蛋白组样品祁丽亚唐明生刘小云化学与分子工程学院两个有机反应的反应机理的理论研究李世俊唐明生公开发表信息工程学院WSN中基于梯度带网关的分级簇树算法仿真严晶晶阎新芳信息工程学院基于CPLD的多功能光端机设计与实现秦云博宋家友信息工程学院二维图像Curvelet变换方法的研究李劭秾范文兵信息工程学院一种悬挂式火车专用送餐车的设计与实现常海峰陈恩庆信息工程学院虚拟网络映射算法与链路故障恢复机制研究安冬穆维新信息工程学院基于Android系统的无线点餐系统的设计与实现张典波徐江峰信息工程学院分布式多天线系统中的天线选择算法研究郭若菡穆晓敏信息工程学院一种NC-OFDM系统中的导频设计改进方法葛琳琳杨守义信息工程学院基于手机的郑大校园信息查询管理软件-郑大小秘书李跃东李晓宇信息工程学院基于人工鱼群和仿生鱼的捕鱼游戏开发刘蓬勃张岳信息工程学院基于hadoop的热点推荐系统申园园李钝信息工程学院微博热点分析与预测徐睿聪王黎明软件学院Android平台聊天系统设计与实现李天柱翟光群软件学院信息管理研究现状的可视化分析周江南杨瑞仙软件学院基于Linux的远程控制何李阳王黎明软件学院公司办公系统的设计与实现董高超张青软件学院车辆识别系统王龙飞谭同德软件学院逻辑识别及最优化算法的研究和实现赵骞理范明机械工程学院摄像机空中轨道拍摄系统设计陈锡嘉赵建国公开发表机械工程学院人体智能气囊保护及呼救系统王振亚瓮恒王鑫曾劲松公开发表团队机械工程学院嵌入式精度设计与查询系统陈旭涛樊开张琳娜赵凤霞团队机械工程学院太阳能跟踪支架系统设计刘日平贾串玲吕寻浩任天平团队机械工程学院现代谱分析方法及其在故障诊断中的应用研究李琬韩捷机械工程学院基于有限元法的常见飞机复合材料修补方法的比较崔正哲李成机械工程学院新型盘辊式破啐机设计庞林春马胜钢机械工程学院基于机械设计的三维扫描成型技术研究王华敏张爱梅电气工程学院直角坐标下精确级数表达的牛顿潮流算法和程序设计祁志远刘宪林电气工程学院基于PSCAD/EMTDC的高压直流输电线路保护仿真研究杜耀恒程子霞电气工程学院电力系统空腹式接地装置降阻机理的仿真分析王磊磊李景丽电气工程学院面向智能交通的动态车流量检测技术研究刘冲王杰电气工程学院动物机器人无线脉冲刺激系统李高杰罗勇电气工程学院鸽子视觉学习训练系统设计余俊松师黎电气工程学院新型生命体征信息动态监测系统韩方毛晓波公开发表电气工程学院基于匹配追踪的医学图像稀疏重构研究陈琛梁静公开发表材料科学与工程学院隔离结构炭黑/聚丙烯导电高分子复合材料液敏行为的研究赵帅国代坤公开发表材料科学与工程学院PLA熔融残余有序结构对结晶的影响毛艳根陈静波材料科学与工程学院PC/SiO2纳米复合材料的制备与性能研究沈启朝王波材料科学与工程学院远源等离子溅射法制备Nb掺杂TiO2基透明导电薄膜李传帅胡俊华材料科学与工程学院大塑性变形对血管支架用Mg-Zn-Y-Nd合金显微组织及其性能的影响孙兵关绍康材料科学与工程学院用于超级电容器的独立分层体系CNF/GO/PANI 膜的简单制备徐冬冬许群材料科学与工程学院界面改性对SiC/Cu复合材料力学性能的影响王晨阳范冰冰材料科学与工程学院PUA/PSS层层自组装中空微胶囊的制备及智能响应性药物释放朱晓敏石军土木工程学院郑州明德中学综合教学楼设计张晓悦赵桂峰张普土木工程学院美凯龙机关办公楼设计姜晓慧张晓萍陈萌土木工程学院郑州长城花苑(商住楼)基坑支护工程设计张力博郭院成李明宇冯虎土木工程学院郑州市某大型商业建筑能源审计及节能分析张淑贞杨建中土木工程学院半刚性基层隐含裂缝水泥基灌浆材料及工艺研究张征李胜利建筑学院整体把握分级规划——新郑市部分中小学布局规划高冰雪张朦静吕海波王缠刘韶军团队建筑学院确山县实验小学建筑设计周鹏程陈红化工与能源学院脲硫酸功能缓释肥的制备工艺研究焦健侯翠红化工与能源学院SPEEK纳米纤维及其复合膜的制备和亚昆王景涛化工与能源学院酒精回收节能工艺设备设计—精馏塔设计、预热器设计鲁志远李洪亮化工与能源学院电化学氧化喹啉合成喹啉酸的研究穆骏驹赵建宏化工与能源学院一体式高真空机组设计赵建业郑锦华化工与能源学院基于从头算和密度泛函的CF3H的灭火机理研究边会婷梁天水化工与能源学院催化氧化法制备用于合成δ-环戊内酯的过氧丙酸新工艺研究张瑞芳胡国勤水利与环境学院信阳韦家沟水库碾压土石坝设计胡鑫李宗坤水利与环境学院南水北调工程某渡槽布置设计及配筋计算赵蒙蒙韩菊红水利与环境学院基于ArcGIS的高校公房管理信息系统数据库建库研究贾佳奇赵姗水利与环境学院某景区5000m3/d污水处理工程设计詹巍徐洪斌水利与环境学院十层酒店给水排水工程设计刘光绪王素兰水利与环境学院潜在蒸散发量估算方法在河南省的适用性分析邹磊马细霞水利与环境学院三跨预应力混凝土连续T型梁桥设计翟东格李清富水利与环境学院基于开源软件的黄河冰凌监测系统的研究与开发何源浩杨海波公开发表公开发表水利与环境学院最严格水资源管理制度“三条红线”确定方法—以新密市为例宋梦林左其亭公开发表水利与环境学院城市生态水系生态经济效益能值分析—以中牟县为例田桂桂吴泽宁公开发表水利与环境学院河流密度和水体多样性方法对水资源分布的对比评价刘振宁张学雷公开发表水利与环境学院河南省典型样区的土地利用多样性格局演变与分析康孝岩张学雷公开发表水利与环境学院河南省典型样区的土地利用变化研究朱会玲张学雷公开发表水利与环境学院基于遥感的郑州市土地利用/覆盖变化研究及驱动力因素分析马建行郭恒亮公开发表水利与环境学院基于DMSP-OLS夜间灯光数据的中国地下经济估算张曦文赫晓慧管理工程系第三方航空物流企业服务质量评价及其优化赵鑫翟运开管理工程系基于免疫算法的煤矿生产物流系统仓储中心选址问题研究侯雪君王金凤管理工程系煤矿生产物流系统显著性安全状态指标的筛选和识别陈凤娟王金凤管理工程系世纪精信公司精益生产流程改进方案设计时凯丽张炎亮管理工程系面向生产可靠性控制的CEV截尾型控制图构建与应用王林波崔庆安管理工程系钢筋混凝土结构工程施工质量评估研究顾豪王爱领管理工程系房地产企业竞争力评价指标体系研究王金赟李爱民力学与工程科学学院基于VB与ANSYS的石油钻机井架有限元分析平台开发段佳辉赖永星力学与工程科学学院纳米改性复合材料增韧机制及其表征原亚南张世勋力学与工程科学学院基于ANSYS/LS-DYNA的鸟撞风挡动力学分析石伟兴李倩公共卫生学院The Intervention Effect Assessment on Social Support Condition of the First Settlersin Dan Jiangkou Reservoir Area岳馨培田庆丰孙锦峰公共卫生学院脱氧雪腐镰刀菌烯醇胶体金免疫层析试纸条的制备张瑞玉崧成药学院细胞代谢组学方法研究阿霉素对乳腺癌细胞株的药效与耐药特征冯思琦阿基业药学院吲达帕胺在新型纤维素键合手性固定相在IB柱上的拆分闫振周婕公开发表药学院LZ-01菌株原生质体制备及酮康唑抗性菌株筛选李菁单丽红公开发表药学院盐酸安他唑啉在大鼠体内的药动学研究徐雯李晓天公开发表临床医学系弥漫大B细胞淋巴瘤患者化疗前后T-bet和GATA-3转录因子水平的变化陈琳魏旭东公开发表临床医学系脑卒中患者表皮内神经纤维的研究刘晓静孙石磊许予明潘宝晗公开发表临床医学系致动脉粥样硬化性血脂异常在急性缺血性卒中病人中的预后价值王瑞豪许予明公开发表临床医学系多发性骨髓瘤合并膜增生型C3肾小球肾炎1例并文献复习黄博刘章锁公开发表临床医学系Oris侧翼序列在单纯疱疹病毒I型扩增子假病毒复制中的功能分析蒋晨阳许予明公开发表临床医学系左旋门冬酰胺酶为基础的化疗方案治疗晚期、复发难治结外NK/T细胞淋巴瘤:系统评价及Meta分析周志远张明智公开发表。
浅析基于物联网技术的智能渔业管理系统设计的论文(共11篇)篇1:浅析基于物联网技术的智能渔业管理系统设计的论文浅析基于物联网技术的智能渔业管理系统设计的论文本系统基于物联网技术,利用GIS(地理信息系统)与数据库技术优势,对传统渔业管理中的水温测量、氧浓度检测、pH 值测量以及网箱监控等管理过程进行智能系统设计。
1 系统结构系统结构自底向上依次包括监控单元、数据传输单元、数据通信网络、数据库及Web 客户端等。
系统利用物联网技术的优势,采用适合渔业实践的各类传感器、控制设备对各种养殖参数进行精确的、实时的检测及控制。
系统利用传感器网络路由管理协议,进行各类监控单元的自适应组网,以及渔业管理子网络内部的数据互联。
在人工交互方面,系统利用GIS 技术,可以将管理过程做到高度可视化。
系统实时显示各个渔业管理子网络的地理信息,以及网络内部监控单元的相关数据。
同时,系统利用B/ S 网络结构,允许管理人员登陆Web 页面进行远程控制。
2 系统设计2.1 渔业管理子网络:渔业管理子网络作为独立工作的局域网,通过一个数据传输单元按照星形拓展结构进行网络组织,通信方式采用ZigBee技术。
ZigBee 技术是稳定的点对点通信方式,有效传输距离为2km,单个区域的覆盖面积理论为12km2,因此,完全能够满足传感器子网络的通信需求。
渔业管理子网络主要包括以下几种功能的监控单元:GPS定位单元,ZigBee 通信单元、传感器单元(包括:水温测量单元、氧浓度检测单元、pH 值测量单元、网箱监控单元等)。
数据传输单元负责渔业管理系统路由协议管理,完成与上层数据库及Web 客户端进行有效数据互联。
2.2 渔业管理系统路由管理协议:在无线局域网络路由管理的应用中,普遍采用“多跳”的方式进行数据的传输。
该方式将每个子网络分成sensor 节点、sink 节点、manager 节点三个层级,分别负责传感器数据采集、数据汇总与存储、指令数据与数据库的交互。
1.天线的基本原理天线是将传输线中的电磁能转化成自由空间的电磁波,或将空间电磁波转化成传输线中的电磁能的专用设备。
在移动网络通信中从基站天线到用户手机天线,或从用户手机天线到基站天线的无线连接,它的运行质量在整个网络运行质量中所占的位置是十分明显的。
因此,网络优化也就自然与天线密切相关。
在无线通信系统中,天线是收发信机与外界传播介质之间的接口。
同一副天线既可以辐射乂可以接收无线电波:发射时,把高频电流转换为电磁波;接收时把电磁波转换为高频电流。
在选择基站天线时,需要考虑其电气和机械性能。
电气性能主要包括:工作频段、增益、极化方式、波瓣宽度、预置倾角、下倾方式、下倾角调整范围、前后抑制比、副瓣抑制、零点填充、回波损耗、功率容量、阻抗、三阶互调等。
机械性能主要包括:尺寸、重量、天线输入接口、风载荷等。
基站所用天线类型按辐射方向来分主要有:全向天线、定向天线。
按极化方式来区分主要有:垂直极化天线(也叫单极化天线)、交义极化天线(也叫双极化天线)。
上述两种极化方式都为线极化方式。
圆极化和椭圆极化天线一般不采用。
按外形来区分主要有:鞭状天线、平板天线、帽形天线等。
在继续论述天线相关理论之前必须首先介绍各向同性(Isotropic )天线。
各向同性天线是一种理论模型,实际中并不存在,它把天线假设为一个辐射点源,能量以该点为中心以电磁场的形式向四周均匀辐射,为一球面波。
另外全向天线并不是没有方向性,它只是在水平方向为全向,但在垂直方向是有方向性的。
它与各向同性天线是两个不同的概念。
半波振子是基站主用天线的基本单元,半波振子的优点是能量转换效率rli o为了便于介绍,先从天线的几个基本特性谈起。
(见下图)(■天线的指标举例一—一基站天馈系统示意图1.1天线的基本特性1.1.1天线辐射的方向图天线辐射的电磁场在固定距离上随角坐标分布的图形,称为方向图。
用辐射场强表示的称为场强方向图,用功率密度表示的称之功率方向图,用相位表示的称为相位方向图。
渔业船员动态监管系统项目建设方案1项目采用关键技术1.1采用多通道射频技术由于渔业船员动态监管系统终端包括两个接收机通道和一个发射通道,需要对多通道射频技术进行研究,渔业船员动态监管系统终端射频通道可以采用了抗干扰能力较强的超外差式接收机,研究内容包括:➢多射频通道下,带内干扰、带外干扰、镜像干扰的消除,多个本振频率的选择。
➢多射频通道的一体化设计。
➢VHF频段射频干扰的抑止。
➢高收发隔离度设计。
➢TDMA高速发射电路的设计。
➢GMSK/GFSK收发机VCO和调制电路的设计。
射频模块三个独立的TDMA1、TDMA2、发射通道组成,兼顾电磁兼容和体积要求采用多层板一体化设计思路,各通道合理布局,射频合成器各芯片间采用了较好的隔离屏蔽,减小了相互干扰和影响,在单块PCB板上较好的实现了通道射频电路设计。
1.2同步处理技术在终端采用的信道中同时存在着大量的通信设备,为实现TDMA方式的共享信道访问,所有设备必须遵循相同的时间基准,在系统中,采用GPS秒脉冲作为网络中时钟同步的基准,同步抖动指标为±3bit即±312us。
如何使每个设备的时间一致,并实现同步,有两种方法。
一种通过GNSS,目前主要是(GPS)获得统一时间(UTC),并实现同步。
另一种是采用一种旗语系统,将基站和船舶依照尺寸和类型进行排序,按一定规则选择间接同步器。
发送时隙的分配基于主从方式进行,该系统的优势是它不可依赖于绝对时间。
为实现第一种同步方法,我们采用了GPS秒脉冲和同步补偿的办法。
所谓同步补偿是指通过评估GPS秒脉冲信号和时隙跳变信号之间的时间差来统计系统运行时对GPS秒脉冲信号的偏差,用此偏差来系统中的定时设备,以达到同步的要求。
为了实现第二种同步方法,我们使用硬件记录从接收到报文到主处理器读取报文之间的时间间隔,这样,主处理器不必具有很高的性能就能较准确地了解目的台发送报文的时刻。
1.3采用双重调制解调技术在传统的GMSK/GFSK解调中,载波跟踪,相位跟踪,以及符号采样定时都是通过硬件来实现的。
海岸电台常用的短波天线作者:胡志忠来源:《科技创新导报》 2013年第30期胡志忠(中海油信息科技有限责任公司天津分公司天津 300452)摘要:短波通信是我们中海油海上与陆地、船与船之间一直使用的最稳定通讯工具,也是我们现在最重要的一种应急通信手段。
短波天线的优劣,直接影响通讯质量。
关键词:双锥天线笼型天线对数周期天线中图分类号:TN822.3 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)10(c)-0012-02海岸电台的天线一般离海岸比较近,易受环境因素影响较大,腐蚀严重,导致天线性能下降,严重影响通讯质量。
为此假设多性能、多式样的天线,对不同的距离、不同的方向使用不同的天线尤为重要。
该文主要介绍了几种常用的海岸电台短波天线。
这些天线在海岸电台广泛使用,通信效果得到证明。
1 扇锥天线(图1)1.1 概述扇锥天线作为通信系统的组成部分具有宽频带发射、效率高、等特点。
天线长32m(JW-TDS-4.5)、52m(JW-TDS-3)。
根据通讯距离选择合适的架设高度(15m、18m、22m)。
由两座铁塔支撑,铁塔顶端挂有滑轮,天线可方便架起或放下。
扇锥天线的优点是对场地要求不高,可在山坡方便架设,辐射仰角随频率升高而降低,满足通信距离越远、使用频率越高的要求,适合近、中、远通信要求,在海岸电台系统中广泛使用,通信效果良好。
1.2 技术指标工作频率:5~26MHz;标称阻抗:50Ω;天线长度:32m;天线增益:2~6dB;驻波比:≤2;极化方式:水平极化;承受功率:5kW;抗风能力:36m/s风能正常工作,54m/s不破坏;口方式:NKF。
天线架高:(15m、18m、22m)1.3 结构特征天线面采用不锈钢钢丝绳制作,中间用绝缘玻璃钢管支撑。
中间馈电。
连接处用铜压套压紧。
天线面两端用钢丝绳端吊索通过铁塔上的滑轮拉至地面,在地面上可将天线拉起。
用四线制平行线引至匹配器支撑杆顶,阻抗变换器安装在支撑杆顶,与下行线连接。
海上平台通信中的天线组阵方式分析海上平台通信中的天线组阵是指将多个天线组合在一起,以实现更强的信号接收和发射能力。
在海上平台上,天线组阵的选择和应用至关重要,因为海上通信环境具有高风浪、强噪声以及复杂的水下电磁环境等特点。
本篇文章将分析海上平台通信中的天线组阵方式。
一、单天线单天线是最基本的天线组阵方式,它适用于简单的通信系统和频谱资源丰富的情况。
在海上平台上,由于环境复杂,单天线可能无法满足通信需求。
此外,单天线也容易受到干扰和电磁干扰等外因的影响。
二、均匀圆阵天线均匀圆阵天线主要包括等间距和非等间距两种类型。
它们的特点是天线数量多、能在多个发射和接收方向上提高信噪比,也可通过延迟线控制波束方向。
均匀圆阵天线一般适用于超高频(UHF)和极高频(VHF)频段。
三、线性阵列天线线性阵列天线是指将多根天线排列成一条线,天线间距较小的天线组阵方式。
线性阵列天线的特点是天线数量少、体积小、适用于高频(HF)频段。
线性阵列天线的优点在于在与方向正交的方向具有很强的抗干扰和电磁干扰能力。
四、斜向阵列天线斜向阵列天线是将多个天线排列成斜向的阵列,天线之间的方向角和俯仰角均相等。
这种阵列方式可以延迟某些天线以改变波束方向。
斜向阵列天线相对于均匀圆阵天线,在天线间距上有更好的实现效果,适用于高频(HF)频段。
五、多波束阵列天线多波束阵列天线是一种高级天线组阵方式,可以将多个天线链接在一起,形成多个波束传输和接收信号。
由于这种天线组阵方式能够在不同方向上接受和发送信号,可以有效提高通信质量。
多波束阵列天线适用于高频(HF)和极高频(VHF)频段。
总之,海上平台通信中的天线组阵方式应综合考虑多个因素,如通信要求、频段特性、环境限制等,目的是为了实现更高的信号接收和发射能力。
随着通信技术的不断发展,天线组阵方式也会不断进化和更新,为未来的海上通信提供更好的技术支持。
数据分析是一种通过收集、整理、分析和解释数据来发现趋势和模式的过程。
分布式无线网络天线选择技术研究的开题报告一、研究背景和意义随着信息化和数字化的不断深入发展,无线通信技术已经成为现代通信的重要组成部分。
而分布式无线网络作为一种新型无线通信网络,可以在各种场景下广泛应用。
分布式无线网络的特点是分布范围广,网络节点比较多,且信息交换频繁,因此天线的选择对网络通信质量具有重要的影响。
目前,分布式无线网络天线选择技术研究的重要性逐渐凸显,并且得到了广泛关注。
二、研究的主要内容和方法本研究旨在探究在分布式无线网络中,如何选择合适的天线进行通信,并提出相应的选择技术和算法,具体的研究内容包括:1. 分布式无线网络的通信模型与场景分析;2. 天线的选择方法和多个天线选择的算法研究;3. 利用仿真工具进行实验验证。
在研究方法方面,本研究将采用实验和仿真相结合的方式,通过实验测试和仿真验证,研究不同天线在分布式无线网络中的表现情况。
三、研究的预期目标和意义通过本研究,预期达到以下目标:1. 探究分布式无线网络中天线的选择技术,提出可行性的方案;2. 针对不同的天线选择算法,进行比较和分析,得到最优的选择策略;3. 利用仿真工具进行实验验证,验证天线选择策略的可行性和有效性。
本研究的意义主要在于,为分布式无线网络做出更好的天线选择贡献;同时,对于其他领域的天线选择技术和算法的研究提供参考和借鉴。
四、研究的进度和计划本研究的预计时间为半年,在此期间的主要进度和计划如下:1. 第一阶段(1个月):对文献进行调研和梳理,对研究方法进行分析和讨论,初步拟定研究方案;2. 第二阶段(2个月):进行实验测试和仿真验证,确定分布式无线网络天线选择的可行性和最优策略;3. 第三阶段(2个月):总结分析实验结果和数据,编写研究报告和论文,撰写相关专利申请等工作。
五、研究过程中可能遇到的问题和解决方案在研究过程中,可能会遇到一些困难和问题,例如数据采集、模型优化和算法调试等方面的问题。
针对这些问题,本研究将采取以下解决方案:1. 合理制定实验方案和数据采集计划,保证数据的准确性和可靠性;2. 不断优化模型和算法,提高天线选择效率;3. 充分利用研究小组内的专业技术和资源,协同合作解决问题。
无线分布式渔业资源声学监测系统王栋;司纪锋【摘要】Due to the disadvantages of low efficiency and uneasiness to expand the traditional way of acoustic monitoring of the fishery resources,a wireless distributed acoustic monitoring system was designed.The system was composed of some distributed monitoring points,and each monitoring point was composed of a ship,a fish detector,a computer,a GPS,a wireless AP and an antenna.A main control method of the application program was designed,and the system was controlled by the main control terminal,so that each monitoring point was operated in a coordinated operation without interfering with each other.The application program automatically maintained the consistency of the data of each monitoring point,and synchronized the status and the monitoring data of each monitoring point,and displayed the monitoring data and geographic information in the form of GIS.Several distributed monitoring points worked together to increase the instant monitoring range,and improved the monitoring efficiency and the accuracy of the data.The use of wireless network and distributed system architecture allowed configuring the number and the location of monitoring points flexibly according to different water environments and monitoring requirements.%针对传统走航式的渔业资源声学监测方式效率低、不易扩展的缺点,设计一种无线分布式渔业资源声学监测系统.系统由多个分布式的监测点组成,监测点之间通过无线网络进行通信,每个监测点由船、鱼探仪、计算机、GPS、无线AP及天线组成.设计应用程序的主控端机制,由主控端对系统进行整体控制,使各监测点可以协同运行,互不干扰.应用程序自动维护各监测点的数据一致性,保障各监测点的状态及监测数据同步,以GIS形式展示监测数据与地理信息.多个分布式的监测点协同工作,增大瞬时监测范围,提高监测效率及数据的准确性,无线网络的应用和分布式的系统结构,允许根据不同的水域环境和监测需求灵活配置监测点的数量及位置.【期刊名称】《计算机工程与设计》【年(卷),期】2017(038)007【总页数】5页(P1951-1955)【关键词】无线局域网;分布式系统;渔业资源;声学信息;地理信息系统【作者】王栋;司纪锋【作者单位】中国科学院声学研究所北海研究站,山东青岛 266023;中国科学院声学研究所北海研究站,山东青岛 266023【正文语种】中文【中图分类】TP319传统走航式的渔业资源声学监测方式采用单艘船舶携带单台鱼探仪,按照随机或规划航线对特定区域进行声学数据采集[1]。
一种渔业分布式通信系统的天线选择算法
作者:高倩谢鑫刚张福金
来源:《中国新通信》2015年第20期
【摘要】针对海洋渔业环境下通信节点自身资源有限,根据无线传感器网的拓扑结构,提出了一种快速分布式天线选择算法,达到减少用户干扰,均衡网络能耗的目的。
实验结果表明,在分布式网络中,所提算法是一种简单可行的分布式MIMO天线选择算法。
【关键字】无线传感器网天线选择 MIMO
一、引言
移动ad-hoc网络(MANET)作为一种基本的组网模式,Ad-hoc具有动态拓扑结构,以及节点任意移动性在海洋通信具有一定优势。
但是在海洋渔业场景下,移动节点自身资源有限,因此降低节点能量消耗是网络设计的一个首要问题。
节点的能量消耗主要包括电路消耗和通信消耗两方面。
在实际场景中,能量损耗受环境影响很大。
引起通信能量损耗的一个主要因素就是信道的多径,进而引起多径衰落。
MIMO技术作为一项利用多径以提高通信能力的热点技术,主要在包括分集和复用两种技术。
考虑海洋渔业通信在分簇拓扑的基础上,建模成能量有效的协作MIMO,主要考虑利用MIMO带来的分集增益。
目前研究主要集中在能量消耗模型或编码方案上,并未就具体某个发射簇或接收簇时,让哪些节点参与协作通信,对于协作节点的选择策略也鲜有研究。
本文将渔业通信进行建模,进而设计一种虚拟MIMO天线选择算法,以达到节省能量的目的。
二、系统分析
无线传感器源节点收集信息并发送给目标节点,有时需要通过中继节点的转发到达目标节点,中继节点所在的簇也可能收集信息并发送给目标信息。
由源节点或中继节点组成发射簇,目标节点或中继节点组成接收簇。
假设簇间通信距离远大于簇内通信距离,由于整个网络能量消耗主要集中在簇间通信,本文只关注簇间通信的能量消耗。
假设信道状态信息CSI通过设计发射训练序列的方式可被接收簇获得,接收簇与发射簇之间建立反馈信道,中继节点和目标节点可利用反馈信道传输信息至发射簇。
簇间通信链路为平坦锐利衰落,信道矩阵H为均值0方差1的复高斯随机变量。
[1]发射簇到每组MIMO天线组的信道矩阵都是相互独立的,其中L组的子信道矩阵为H1,H2,…,HL,而分布式MIMO系统的信道矩阵可以表示为:
基于海洋渔业通信场景下协作MIMO采用发送端一组MIMO天线,接收端为分布式多组MIMO天线,假设各MIMO信道矩阵是相互独立的,这样各天线组的衰落情况各不相同,假如每次接收端都选择信道好的那组MIMO天线所接收到的信号,这组信号经过接收端的检测后还原发送信号,可提高系统误码性能。
天线选择可依据相关性、信道矩阵范数以及信道补空间投影。
由文献[2]可知子信道SNR 的大小跟信道伪逆矩阵各行范数的大小成反比例关系,则(M,L,N)系统中,要从接收簇的L个天线组中选择一个天线组,文献[3]中作者用了两种基于范数的MIMO天线选择算法,分别为基于信噪比最大值选择算法,和基于信噪比最差排除算法。
天线选择算法考虑的主要标准有最大信道容量以及最大接收SNR,然而我们由前面的分析可知实际信道容量受天线单元相位变化的影响比受瞬时SNR的影响大,所以最大化SNR并不就等于最大信道容量。
与之不同,我们提出一种基于块对角化的快速分布式MIMO天线选择算法。
三、算法描述
3.1 渔业通信场景分布式MIMO等效为多用户MIMO模型
由前面的分布式MIMO(M,L,N)模型,则系统模型可等效为多用户MIMO系统。
发送端等效为配置M根天线, L个接收MIMO用户,每个用户有N根天线,基站端数据发射前进行了预处理,即传输预处理,然后发送到MIMO信道。
b(1)表示Kl×1维并行同时发送给用户l(l=1,…,L)的数据符号向量,数据符号向量经过发送预编码后,输出M维向量,预编码矩阵用M×Kl矩阵TKl表示。
假设信道为平坦衰落,则基站到用户L的信道矩阵Hl各元素为零均值复高斯独立同分布。
则用户l的N个天线用来接收Kl数据符号,且接收到的数据符号可表示为N维向量,如下:
3.2天线组的选择方法
1)首先计算每个用户的信道容量Cl=(l=1,…,L)(。
2)其次根据业务容忍度,给出一个信道容量经验值,一般根据吞吐量,误码率等性能折中选择,记为Coff。
3)Coff将C={C1,C2,…,Cl}集合划分为两个子集,大于Coff的放在Cup={}里,小于Coff的放在Cdown={}里。
4)从Cup={}里任选一个Cl与Cup集合中其它元素进行比较,若比较的元素比Cl值小,则将该元素加入Cdown={},并在Cup={}中去掉该元素;若比较的元素比Cl值大,则将该元素作为参考,将Cl放入Cdown={}中,且从Cup={}中去掉Cl。
依次循环此过程,直到Cup={}中仅剩Csl一个元素为止。
5)Csl所对应的第sl个用户即为本次通信所选择的MIMO组。
该MIMO组可与基站发射天线组形成点对点的MIMO系统,接收端采用最小均方误差检测、迫零检测或者串行干扰抵消等检测算法检测并还原发送信号。
四、分布式MIMO天线组选择仿真分析
系统仿真分析中,发送端有4根天线,接收簇天线组(即用户数)设为4,每个用户的天线数相等,均为4,且各用户间距离足够远,从而每个用户子信道相互独立。
本节仿真中仅研究MIMO天线分布式天线选择算法的性能,采用QPSK的方式进行信号调制,并选择较简单的传输分集方式进行预编码,接收端使用最小均方误差检测。
仿真结果与传统点对点多用户MIMO系统误码率性能进行比较,如图1所示:
仿真曲线图1中,带正方形的曲线表示多用户点对点MIMO系统的误码率随信噪比的变化,带圆圈的曲线表示基于子信道容量最大快速选择的分布式MIMO系统误码率随信噪比的变化。
由仿真曲线图可以看出,列车通信系统采用分布式的MIMO模型会比点对点MIMO系统误码率性能有较大的提高,且算法简单。
对本文所提环境下进行子信道容量最大天线组选择算法与点对点MIMO系统的平均信道容量进行仿真结果对比,如图2所示。
仿真曲线图2中,带圆圈的曲线表示点对点MIMO平均信道容量在不同信噪比下的值,带方框的曲线表示子信道容量最大的天线选择算法平均线的容量在不同信噪比下的值。
从图中可以看出,是否进行天线组选择对系统容量影响不是很明显,这是因为对系统容量影响较大的天线是有限的,其它天线均对系统容量影响较小。
由以上分析可知,分布式信道模型下,接收端进行天线组选择,可以提高系统误码率性能且不影响系统容量。
五、结束语
本章首先对MIMO系统进行介绍,并对MIMO系统容量进行分析;然后根据高速铁路场景特性,提出适用于高速铁路场景的分布式MIMO系统模型;针对高速列车上所布设的车顶转发天线组距离较远,即分布式MIMO各天线组距离较远的情况,进行分布式天线组的选择。
本章采用基于子信道信道容量最大的天线组选择,并且在选择中,首先根据经验值给出一个容量门限,将所有信道分成两个集合,将大于容量门限的子信道放在同一子集,再从该子集中选出容量最大的子信道,选择该子信道容量对应的车顶天线与基站进行通信。
本章所提出的基于子信道容量最大的分布式MIMO快速天线选择,实现了仅使用有效天线组进行通信,减少用户间干扰的同时节省发射功率,提高了系统性能。
参考文献
[1]徐晓军, MIMO无线信道建模与仿真[D],电子科技大学硕士学位论文, 2003.
[2] Roh W,Paulraj A. “MIMO channel capacity for the distributed antenna systems,” Proc IEEE Veh Technol Conf. 02, Stanford, USA, 2002:706-709.
[3]龙承志,吴伟陵,李立宏,异构无线传感器网络中基于选择分集的节点协作策略,计算机应用研究, 2009,vol 26.。