传输线的随机建模及瞬态响应数值实验分析

该文考虑集成电路制造过程中传输线制造工艺参数随机扰动对传输线传输性能的影响,建立了传输线的随机模型,针对该模型提出了基于蒙特卡洛法的传输线瞬态响应统计分析方法。统计分析中采用精细积分算法求解传输线样本瞬态响应,并对模型输出的正态性进行偏度-峰度检验,给出了最差情况估计。试验结果表明该文提出的传输线随机模型及统计分析方法可以对传输线的传输性能进行有效的评估,对于传输线制造过程的控制及优化有着重要意义。     

数据缺失情况下的空气流动速度估计算法

本文研究了在输出数据缺失的情况下空气流动速度(简称空速)估计问题.根据声波在气流中传播原理,给出了声矢量传感器线性阵列的输出模型.基于各个传感器输出信号幅值的差异,提出了两种空速估计算法,并给出了随机扰动补偿方法.在此基础上,针对阵列输出数据缺失的情况,提出了输出数据相关矩阵重构方法.此方法能够减少数据缺失对估计算法性能的影响,使得在某些传感器失效的情况下,估计算法仍能正常工作.仿真实验表明:在系统存在随机扰动时,两种算法具有较好的估计性能;在输出数据缺失情况下,经过对输出数据相关矩阵的重新构造,两种算法仍能保持较好的估计性能.     

随机工艺变化下互连线ABCD参数建模与仿真

集成电路的不断发展使得互连线的随机工艺变化问题已经成为影响集成电路设计与制造的重要因素。基于电报方程建立了工艺变化下互连线的分布参数随机模型,推导出互连线ABCD参数满足的随机微分方程组,并提出了基于蒙特卡洛法的互连线ABCD参数统计分析方法,通过对ABCD参数各参量系数的正态性进行偏度-峰度检验,给出了最差情况估计。实验结果表明所提出的互连线随机模型及统计分析方法可以对工艺变化下的互连线传输性能进行有效的评估。     

未建模系统基于观测值的实时分块Kalman滤波估计方法研究

 本文以一类具有周期随机变化特点的随机过程为对象,在仅有测量模型的情况下研究估计方法的设计问题.首先,通过离散化方法建立点采样的离散输出方程、分块形式的输出方程以及描述点采样与被估状态块向量之间关系的输出方程;其次,利用待估变量具有的周期性随机游走特性,建立对应的状态模型;再者,利用扩展强跟踪滤波算法,分别得到了实时点估计滤波器、半实时块估计滤波器和实时块估计滤波器等三种未建模系统随机变量基于输出测量值的估计方法;最后,利用计算机仿真对三种滤波器的性能进行了比较分析.     

工艺随机扰动下非均匀RLC互连线串扰的谱域方法分析

 考虑工艺随机扰动对互连线传输性能的影响,建立了互连线随机扰动模型,提出了一种基于谱域随机方法的互连线串扰分析新方法.该方法将具有随机扰动的耦合互连线模型在线元分析阶段进行解耦,分别采用随机伽辽金方法(SGM)和随机点匹配方法(SCM)进行串扰分析.最后,利用复逼近给出工艺随机扰动下互连线串扰噪声的解析表达式.实验结果表明本文方法不仅可以对工艺随机扰动下的非均匀耦合互连线串扰进行有效估计,相较于SPICE仿真还具有更高的计算效率.     

工艺变化下互连线建模与ABCD参数仿真

考虑互连线工艺变化的空间相关性,采用数值仿真及拟合方法,得到电气分布参数的近似表达式,建立了互连线分布参数随机模型;推导出互连线ABCD参数满足的随机微分方程组,并提出基于蒙特卡洛法的ABCD参数统计分析方法;最后,通过对ABCD参数各参量系数的正态性进行偏度-峰度检验,给出最差情况估计.实验结果表明,提出的互连线随机模型及统计分析方法可以对工艺变化下的互连线传输性能进行有效的评估.     

RLC传输线的精确矩模型及其在互连线网时延估计中的应用

快速估计互连线网的信号传输特性是VLSI设计中的重要问题,矩匹配是目前的主要方法.本文给出了获得RLC传输线精确矩模型的一个简单方法,避免了以往方法复杂的推导.文中还提出了互连线时延估计的一个新方法,这一方法不仅可用于目前通常的二阶模型,还可对高阶模型进行估计.     

任意分布ST方法及其在随机场线耦合中的应用

随机测试(ST)方法是一种不确定性量化方法,已有的ST方法还不能处理具有任意分布随机变量的情况。通过Gram-Schmidt正交化算法为任意分布随机变量构建混沌多项式基底,对ST方法进行拓展,使其可用于任意分布随机变量的情况。将拓展后的ST方法用于传输线场线耦合分析中。在场线耦合的计算中,由于辐射场的不确定性,入射波极化角、方位角与仰角存在不确定性,因此传输线的响应也呈现出不确定性,导致随机场线耦合问题。针对输入参数服从任意分布的情况,应用ST方法对传输线场线耦合响应进行不确定性量化。对模型的输出响应进行多项式混沌展开,通过求解展开系数得到模型响应的统计信息。结合单随机变量和多随机变量场线耦合算例,得到传输线电压响应的统计信息。最后对比蒙特卡罗模拟方法,验证了ST方法的正确性和高效性。     

一种随机Petri网性能等价化简与分析方法

随机Petri网模型是系统性能评价的有力工具,但其状态空间随模型规模的增长而指数性增长的问题限制了其对复杂和大规模系统模型的性能数量分析能力.因此,在对模型进行分析之前,先对其进行适当的性能等价化简,是一种更为可行的分析方法.本文首先讨论了一类随机Petri网-基本随机Petri网(ESPN)的性能等价分析方法,这类随机Petri网由顺序、并行、选择和循环等四种基本结构及其组合构成.作者推导出这四种基本结构的性能等价公式,并运用自底向上逐步综合替代的分层分析方法,给出这类随机Petri网模型的性能等价化简分析方法,该方法的复杂性随模型增长而线性增长,有效解决了其性能数量分析问题.然后,讨论了两种非基本结构到基本结构的转换规则,使得复杂的随机Petri网模型也可能转换为ESPN模型,从而使性能等价算法可应用于一般随机Petri网.     

一种有效的片上系统串扰估计模型

目前,片上系统(SOC)的制造技术已经进入了深亚米时代,然而片上系统内部信号传输线发生串扰而导致系统功能失效的可能性却大大增加了.在这种情况下,对串扰进行估计就显得十分重要.本文针对已有Devgan串扰模型的不足,提出了一种简单有效的串扰估计模型,并对该模型的估计效果和HSPICE的仿真结果进行了比较.     

Efficient simulation of interconnect networks withfrequency-dependent lossy transmission lines

Accurate and efficient moment generation methods are important when using moment matching based circuit reduction techniques for the simulation of transients on transmission line networks. A modified matrix exponential method is presented for fast computation of the moments associated with frequency-dependent lossy transmission lines. Numerical examples are given which demonstrate the improved performance of the proposed method with respect to existing techniques     

A stochastic dynamic controller for random early detection queues using a Kalman filter algorithm

The stabilizing random early detection (RED) congestion control algorithm in transmission control protocol (TCP)/IP networks is a control theory problem. Significant attention has been drawn to this problem in the networking and control theory research communities. In this paper, we use a nonlinear dynamic model of the TCP RED congestion control algorithm to analyze and design active queue management (AQM) control systems. A linearized model of RED behavior around its nominal operating point which implicitly includes the delay in the control signal is derived. It is assumed that the system model is corrupted at the input and output by zero mean white Gaussian noise signals. An optimal state feedback stochastic controller is designed for the linearized model of the system in conjunction with a Kalman filter for state estimation. To illustrate the proposed design methodology, simulations results are presented and discussed. The proposed stochastic controller is applied to the nonlinear model of the system; Simulation results indicate that the proposed controller keeps the queue length bounded in an appropriate stochastic sense. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

Analysis of transmission line structures using a new image-modeGreen's function

A hybrid image-mode-moment method for the quasi-transverse-electromagnetic (quasi-TEM) analysis of transmission lines of arbitrary cross section and number, suspended between infinite parallel ground planes is discussed. This method systematically combines, in a single formulation, the conventional moment method with a new image-mode Green's function. The moment method is used to model the interaction between transmission lines, and the new image-mode method is used to furnish the Green's function of the parallel plates. Several configurations are studied and compared, where possible, with work given in the references     

非均匀有耗传输线ABCD参量的求解

传输线理论是射频与微波电路的重要基础理论,而其中ABCD参量特别适用于分析级联网络的传输性能.本文针对非均匀有耗传输线的ABCD参量求解问题,建立传输线的数学模型,给出了三种解法,即级联法、微分方程法和积分方程法,并对三种方法的准确性和效率进行了讨论.     

基于反馈的时间差磁通门随机共振研究

时间差型磁通门具有随机共振效应,合理利用其随机共振效应可以提高其输出性能.将反馈控制环节应用于时间差型磁通门,提出应用反馈控制对随机共振特性进行调节的方法.以郎之万方程为模型对输出时间差量进行仿真观察,分别研究线性反馈以及立方反馈对系统参数以及噪声响应的影响,得到线性反馈可以降低矫顽力大小,立方反馈可以调整随机共振最适噪声值的结论.对模型进行的MATLAB仿真证明,为时间差型磁通门添加反馈控制环节有利于系统参数的调节、使系统可以主动调整随机共振特性.灵敏度相比未添加反馈时提高了50%.     

多信源据流的建模与分析

本文提出多信息源多种数据类型单一输出通道的数据通信系统数据流的一个Markov模型,给出有限缓冲条件下系统的稳态数据丢失率,数据传输率和输出通道利用率等性能指标的精确求解算法,并将数据流模型应用到选择性接入的控制策略的性能评价。     

Exact moment matching model of transmission lines and applicationto interconnect delay estimation

Moment matching methods are widely used in delay estimation of interconnects modeled as transmission line networks. In this paper, we analyze the contribution of a transmission line to the moments of a resistor-transmission line-capacitor (R-T-C) network and provide a method to form a lumped moment matching model of the line. When the transmission lines are replaced by their pth order moment matching models, the network is transformed into a lumped R-L-C network such that these two networks have identical moments up to the order of p for each corresponding output node voltage. We also provide a recursive formula to compute the moments of the R-L-C network so that the moment matching techniques can be efficiently used in the delay estimation     

离散时滞随机系统的一种均方有界事件驱动控制策略

针对状态时滞随机系统,应用事件驱动近似二次性能指标和随机均方有界理论,同时考虑控制输入和事件决策,设计了反馈控制器和相应的事件驱动控制策略.基于状态反馈的事件驱动策略同时使用当前状态和时滞状态进行事件的触发,并利用近似二次性能指标进行约束;基于输出反馈的事件驱动策略使用当前状态进行事件的触发.最后,通过实验进行了仿真,对事件驱动性能指标进行量化,并与相关文献进行对比,验证了所提出方案可以在保证系统性能的前提下有效减少通信传输,延长无线传感网络的使用寿命.