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蒙特卡罗仿真的原理及应用


号; 数字信源( 如电传机、计算机等各种数字终端设备) 输出 离散的数字信号。
2. 变换器。因语声、图像等原始的消息不能以电磁波来 传送,所以需 要 通 过 变 换 器 将 原 始 的 非 电 消 息 变 换 成 电 信 号,并再对这种电 信 号 进 一 步 转 换,使 其 变 换 成 适 合 某 种 具 体信道传 输 的 电 信 号。 这 种 电 信 号 同 样 载 有 原 有 的 信 息。 例如电话机的送话器,就是将语声变换成幅度连续变化的电 话信号,再进一步转换后送到信道上去。
产业与科技论坛 2012 年第 11 卷第 17 期
蒙特卡罗仿真的原理及应用
□戚苇苇
【内容摘要】蒙特卡罗法又称随机抽样技巧法或统计试验法,在目前结构可靠度计算中,它被认为是一种相对精确法,具有在计 算机上实现蒙特卡罗计算时程序结构清晰简单,便于编制和调试的特点。
【关键词】通信技术; 蒙特卡罗法; 仿真; 误码率 【作者单位】戚苇苇,江苏省扬州技师学院
5. 信宿。信宿是传输信息的归宿,其作用是将复原的原 始信号转换成相应的消息。
6. 噪声源。噪声源是信道中的噪声以及分散在通信系 统其他各处的噪声的集中表示。
信源
变换器
信道
反变换
信宿
噪声源
图 1 通信系统的一般模型
通信系统的一般模型如图 1,现代通信系统要运行在功 率和宽带有限的条件下,还要支持高速数据。这些要求相矛 盾,导致了复杂 的 调 制 和 脉 冲 成 形 技 术。 由 于 系 统 复 杂,再 加上环境恶劣,设计和分析问题使用传统的( 不基于仿真) 方 法不再是易于解析处理的了。随着计算机的发展,仿真成了 深入理解系统特性的有价值的工具。一个开发得很好的仿 真跟在实验室实现一个系统很类似,可以很方便地对要研究 的系统进行多点 测 量,也 可 很 容 易 作 参 数 研 究,因 为 可 以 任 意改动滤波器带宽和信噪比( SNR) 等参数,而且还能很快地 观察到这些改变对系统性能的影响。可以很容易地产生时 域波形、信号谱图、眼 图、信 号 星 座 图、直 方 图 和 许 多 其 他 图 形显示。尽管我们经常采用仿真在获得误比特率 ( BER) 之 类变量的数值,但 是,仿 真 的 主 要 作 用 不 在 于 获 得 数 值 而 在 于获得深入的理解。
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Industrial & Science Tribune 2012.(11).17
产业与科技论坛 2012 年第 11 卷第 17 期
变换,即进行解调、译码、解码等等。它的任务是从带有干扰 的接收信号中正确恢复出相应的原始信号来。对于多路复 用信号,接收设备还具有解除多路复用和实现正确分路的功能。
一、通信仿真概述 ( 一) 通信的基本概念以及分类。通信是通过某种媒体 进行的信息传递。古代,人们通过驿站、飞鸽传书、烽火报警 等方式进行信息 传 递。 今 天,随 着 科 学 水 平 的 飞 速 发 展,相 继出现了无线电,固话,手机,互联网甚至可视电话等各种通 信方式。对于点到点之间的通信,按消息传送的方向与时间 的关系,通信方式可分为: 单工通信、半双工通信、全双工通 信。数字通信中,按 照 数 字 信 号 码 元 排 列 方 法 不 同,通 信 方 式可分为: 串行传输和并行传输。 ( 二) 通信系统的组成。 1. 信息源。信源是发出信息的源,其作用是把各种可能 消息转换成原始电信号。信源可分为模拟信源和数字信源。 模拟信源( 如电话机、电视摄像机) 输出连续幅度的模拟信
产生上述现象的原因是: 孔口处出现沙沸使地基砂体液 化,继续增加水头,砂粒便会从沙沸处向外涌出形成砂环,由 于堤基砂层的水平破坏坡降比垂直破坏坡降要小得多,因此 地基便会有砂粒从沙沸处涌出形成管涌通道,在未达到临界 坡降前管涌 通 道 最 终 趋 于 稳 定,这 是 由 于 砂 粒 向 沙 沸 处 输 送,积聚在孔口附 近 具 有 了 一 定 的 反 滤 作 用,从 而 加 大 了 局 部水头损失,还有管涌通道中的砂粒被水流带出堆积在沙沸 处形成砂环,从而抬升了水位降低了有效作用水头。由于地 基砂粒的离散性 具 有 随 机 性,因 此 这 种 稳 定 需 要 很 长 时 间, 条件的微小改变就有可能打破这种稳定,因此时间是影响管 涌破坏发生与否非常重要的因素。
【参考文献】 1. 刘忠玉,乐金朝,苗天德. 无黏性土中管涌的毛管模型及其 应用[J]. 岩石力学与工程学报,2004 2. 毛昶熙,段祥宝,蔡金傍,茹建辉. 堤基渗流管涌发展的理 论分析[J]. 水利学报,2004 3. 李广信,周晓杰. 堤基管涌发生发展过程的试验模拟[J]. 水利水电科技进展,2005 4. 姚秋玲,丁留谦. 单层和双层堤基管涌砂槽模型试验研究 [J]. 水利水电技术,2007 5. 陈建生,李兴文,赵维炳. 堤防管涌产生集中渗漏通道机理 与探测方法研究[J]. 水利学报,2000 6. 朱伟,山村和也. 日本阿武隈川的洪水灾害及其综合治理 [J]. 河海大学学报,2000 7. 郭书亮. 堤基管涌模型试验及形成机理研究[D]. 河北工程 大学,2012
( 三) 管涌破坏位置分析。管涌产生的位置都是发生在 强弱透水层接触 面 的 浅 层,对 深 层 地 基 的 渗 流 并 无 影 响,其 主要原因是: 一是堤基砂层顶面的渗径最短因此此处水平水 力坡降最大; 二是堤基砂层的水平破坏坡降比垂直破坏坡降 要小得多。
三、结语 堤基管涌发展的原因主要是在水平渗透力作用下的水 平向浅层破坏。因此,垂直防渗是在发生管涌后地基渗透破
3. 信道。信道是指传输信号的通道,可以是有线的,也 可以是无线的,有线和无线均有多种传输媒质。信道既给信 号以通路,也对信号产生各种干扰和噪声。传输媒质的固有 特性和干扰直接关系到通信的质量。
4. 反变换器。反变换器的基本功能是完成变换器的反
继续提升水头,管 涌 便 不 断 向 上 游 发 展 直 至 达 到 临 界 坡 降, 此时管涌通道便不能趋于稳定,不断有砂粒起动运移一直到 与上游连通,连通的管涌水流强力冲刷堤基并最终导致堤基 否趋于稳定与管涌口 是否涌砂有很大关系。所以,反滤压盖阻止堤基管涌通道内 的砂粒持续涌出应当作为抗洪抢险时的首选。管涌通道趋 于稳定的主要原因是: 管涌通道的发展使管涌通道前端堤基 砂层的水平渗透比降逐渐降低,和管涌口垂直破坏坡降不断 增大,直至等于砂层的局部破坏比降。
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