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㈠ 怎樣使用matlab進行跳頻通信干擾方面的模擬(在線等,請高手進啊!!!)
基於MATLAB 的擴頻通信系統模擬研究
范偉 翟傳潤 戰興群
(上海交通大學電子信息與電氣工程學院,200030,上海)
摘要 本文闡述了擴展頻譜通信技術的理論基礎和實現方法,利用MATLAB 提供的可視化
工具Simulink 建立了擴頻通信系統模擬模型,詳細講述了各模塊的設計,並指出了模擬建模
中要注意的問題。在給定模擬條件下,運行了模擬程序,得到了預期的模擬結果。同時,利
用建立的模擬系統,研究了擴頻增益與輸出端信噪比的關系,結果表明,在相同誤碼率下,
增大擴頻增益,可以提高系統輸出端的信噪比,從而提高通信系統的抗干擾能力。
關鍵詞 擴頻通信, 信噪比, 誤碼率, 擴頻增益
中圖分類號:TN914.42 文獻標識碼:A
Simulation of the Spread Spectrum Communication System
Based on MATLAB
FAN Wei, ZHAI Chuan-run, ZHAN Xing-qun
(School of Electronic, Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiaotong University, 200030, Shanghai)
Abstract: The theory base and realizing methods of the spread spectrum communication
technology was presented in this study. The simulation model of the spread spectrum
communication system was built by using SIMULINK, which is provided by MATLAB. In
addition, each mole of the simulation model was introced in detail,and pointed out the
problems that must be pay attention to in the system simulation. On the basis of the designed
simulation conditions, the simulation program was run and the anticipant results were gained.
Moreover, the relationship between the spread spectrum gain and the fan-out error rate was also
studied by use of the simulation system. The results showed that on the base of the same error rate,
if the spread spectrum gain was enlarged, the Signal-to-Noise of the system fan-out would be
enhanced and the anti-jamming capability of the communication system would also be enhanced.
Keywords: spread spectrum communication, Signal-to-Noise, error rate, spread spectrum gain
1 引言
擴展頻譜通信(簡稱擴頻通信)與光纖通信、衛星通信,一同被譽為進入信息時代的三
大高技術通信傳輸方式,它是指發送的信息被展寬到一個很寬的頻帶上,在接收端通過相關
接收,將信號恢復到信息帶寬的一種系統。採用擴頻信號進行通信的優越性在於用擴展頻譜
的方法可以換取信噪比上的好處,即接收機輸出的信噪比相對於輸入的信噪比有很大改善,
從而提高了系統的抗干擾能力。本文根據擴頻通信的原理,利用MATALB提供的可視化模擬工
具Simulink建立了擴頻通信系統模擬模型,研究了擴頻通信的特性和擴頻增益與輸出端信噪
比的關系,目的是為以擴頻通信為基礎的現代通信的研究和設計提供依據。
2 擴展頻譜通信技術
2.1 理論基礎
擴頻通信的基本理論是根據資訊理論中的Shannon 公式,即
log (1 / ) 2 C = B + S N (1)
式中:C為系統的信道容量(bit/s);B為系統信道帶寬(Hz);S為信號的平均功率;N為噪
聲功率。
Shannon公式表明了一個系統信道無誤差地傳輸信息的能力跟存在於信道中的信噪比
(S/N)以及用於傳輸信息的系統信道帶寬(B)之間的關系。該公式說明了兩個最重要的概
念:一個是在一定的信道容量的條件下,可以用減少發送信號功率、增加信道帶寬的辦法達
到提高信道容量的要求;一個是可以採用減少帶寬而增加信號功率的辦法來達到。
擴頻增益是擴頻通信的重要參數,它反應了擴頻通信系統抗干擾能力的強弱,其定義為
接收機相關器輸出信噪比和接收機相關器輸入信噪比之比,即
d
s
d
s
i i B
B
R
R
S N
S N
G = = =
/
/ 0 0 (2)
式中,Si和S0分別為接收機相關器輸入、輸出端信號功率;Ni和N0分別為相關器的輸入、輸出
端干擾功率;Rs為偽隨機碼的信息速率,Rd為基帶信號的信息速率;Bs為頻譜擴展後的信號帶
寬,Bd頻譜擴展前的信號帶寬。
2.2 實現方法
擴頻通信與一般的通信系統相比,主要是在發射端增加了擴頻調制,而在接收端增加了
擴頻解調的過程,擴頻通信按其工作方式不同主要分為直接序列擴頻系統、跳頻擴頻系統、
跳時擴頻系統、線性調頻系統和混合調頻系統。現以直接序列擴頻系統為例說明擴頻通信的
實現方法。圖1為直接序列擴頻系統的原理框圖。
圖1 直接序列擴頻系統原理圖
由直擴序列擴頻系統原理圖可以看出,在發射端,信源輸出的信號與偽隨機碼產生器產
生的偽隨機碼進行模2加,產生一速率與偽隨機碼速率相同的擴頻序列,然後再用擴頻序列
去調制載波,這樣得到已擴頻調制的射頻信號。在接收端,接收到的擴頻信號經高放和混頻
後,用與發射端同步的偽隨機序列對擴頻調制信號進行相關解擴,將信號的頻帶恢復為信息
序列的頻帶,然後進行解調,恢復出所傳輸的信息。
3 系統模擬模型的建立
3.1 Simulik 簡介
MATLAB 最初是Mathworks 公司推出的一種數學應用軟體,經過多年的發展,開發了包括
通信系統在內的多個工具箱,從而成為目前科學研究和工程應用最流行的軟體包之一。
Simulink 是MATLAB 中的一種可視化模擬工具,是實現動態系統建模、模擬和分析的一個集成
環境,廣泛應用於線性系統、非線性系統、數字控制及數字信號處理的建模和模擬中。它包
括一個復雜的由接受器、信號源、線性和非線性組件以及連接件組成的模塊庫,用戶也可以
根據需要定製或者創建自己的模塊。Simulink 的主要特點在於使用戶可以通過簡單的滑鼠操
作和拷貝等命令建立起直觀的系統框圖模型,用戶可以很隨意地改變模型中的參數,並可以
馬上看到改變參數後的結果,從而達到方便、快捷地建模和模擬的目的。
3.2 模型建立及主要模塊設計
基於MATLAB /Simulink 所建立的擴頻通信系統的模擬模型,能夠反映擴頻通信系統的
動態工作過程,可進行波形觀察、頻譜分析和性能分析等,同時能根據研究和設計的需要擴
展模擬模型,實現以擴頻通信為基礎的現代通信的模擬模擬,為系統的研究和設計提供強有
力的平台。圖2 為基於MATLAB/Simulink 的擴頻通信系統模擬模型。
圖2 系統模擬模型
信源:隨機整數發生器(Random Integer generator)作為模擬系統的信源,隨機整數發
生器產生二進制隨機信號,采樣時間、初始狀態可自由設置,從而滿足擴頻通信系統所需信
接 收
高放混頻解擴 解調
本振PN 碼 同步
信 源 擴頻調制
PN 碼 振盪器
發 射
源的要求。
擴頻與解擴:PN 序列生成器模塊(PN Sequence Generator)作為偽隨機碼產生器,擴
頻過程通過信息碼與PN 碼進行雙極性變換後相乘加以實現。解擴過程與擴頻過程相同,即
將接收的信號用PN 碼進行第二次擴頻處理。
調制與解調:使用二相相移鍵控PSK 方式進行調制、解調。調制由正弦載波與雙極性擴
頻碼直接相乘實現,採用相干解調法進行解調。
信道:傳輸信道為加性高斯白雜訊信道。在加性高斯白雜訊信道模塊中,可進行信號功
率和信噪比的設置。
誤碼計算:誤碼計算由誤碼儀實現,誤碼儀在通信系統中的主要任務是評估傳輸系統的
誤碼率,它具有兩個輸入埠:第一個埠(Tx)接收發送方的輸入信號,第二個埠(Rx)
接收接收方的輸入信號。
3.3 幾點說明
在Simulink中,沒有單獨實現統計的計數器模塊,需要自行創建,計數模型的設計如圖
3。在計數模型中,用與信源和偽隨機碼同頻的脈沖模塊分別實現碼元同步和切普同步,利
用加法器的累加功能,實現每個碼元的相關峰值統計。
圖3 計數模型實現框圖
在擴頻通信建模中,擴頻與解擴使用的PN 碼以及調制和解調所使用的載波必須保持同
步,因此要注意偽隨機碼模塊和載波模塊的參數設置。
在誤碼率計算中,接收到的信號,由於經過擴頻解擴、調制解調、相關統計等處理,會
存在一個延遲,在誤碼儀模塊的對話框中要設置一個合適的延遲。
4 模擬結果分析
4.1 模擬系統運行情況分析
在給出下列模擬的條件下,觀察模擬運行情況。信息速率20b/s,幅度為1;偽隨機序
列採用10 級,傳輸速率為200b/s 的m 序列;載波頻率10KHz;信號功率為1W,信噪比30dB;
模擬時間設為2s。在這樣的模擬條件下,理論上可獲得10 倍的擴頻增益。圖4 是系統擴頻
解擴的模擬結果。上圖為信源,中圖為擴頻碼,下圖為信宿。從圖4 可見,信源和信宿相同,
誤碼率為0,基於MATLAB/Simulink 所設計的模擬系統滿足擴頻通信系統的軟體模擬要求。
圖4 系統擴頻解擴的模擬結果
4.2 擴頻增益與輸出端信噪比的關系
設置信息速率和偽隨機序列傳輸速率,在擴頻增益10 和50 的情況下,不斷改變信噪比
的大小,從而得到擴頻增益、誤碼率和信噪比的關系如圖5。從圖5 可以看到,在相同誤碼
率下,擴頻增益越大,輸出端信噪比越大,並且隨著系統要求的提高,增大擴頻增益,輸出
端信噪比會得到更大的好處。
圖5 不同擴頻增益下誤碼率模擬曲線
5 結論
擴頻通信以其較強的抗干擾、抗衰落、抗多徑性能而成為第三代通信的核心技術,本文
闡述了擴頻通信的理論基礎和實現方法,利用MATLAB 提供的可視化工具箱Simulink 建立了
擴頻通信系統模擬模型,詳細講述了各模塊的設計,並給出了模擬建模中需注意的問題。在
給定模擬條件下,運行了模擬系統,驗證了所建模擬模型的正確性。通過模擬研究了擴頻增
益和輸出端信噪比的關系,結果表明,在相同誤碼率下,增大擴頻增益,可以提高系統輸出
端的信噪比,從而提高系統的抗干擾能力。本文作者創新點:通過MATLAB/Simulink 建立的
模擬平台,研究了擴頻增益與誤碼率、信噪比之間的關系,為以擴頻通信為基礎的衛星信號
設計提供依據。
參考文獻:
1 曾興雯,劉乃安,孫獻璞。擴展頻譜通信及其多址技術〔M〕。西安:西安電子科技大學
出版社,2004。
2 徐明遠,邵玉斌。MATLAB 模擬在通信與電子工程中的應用[M]。西安:西安電子科技大
學出版社,2005。
3 李建新,劉乃安,劉繼平。現代通信系統分析與模擬-MATALAB 通信工具箱〔M〕。西安:
西安電子科技大學出版社,2001。
4 徐明偉,李茜,湯偉。基於MATLAB 串口通信的數據採集系統的設計。微計算機信息,
2005,21(8-1),89-90。
5 郭海燕,畢紅軍。MATLAB 在偽隨機碼的生成及模擬中的應用。計算機模擬,21(3),2004.3。
基金項目:上海市科技攻關項目,項目編號:45115031。
作者簡介:范偉(1973-),男,漢族,碩士研究生,主要研究方向為衛星導航、CDMA 擴頻
通信。 E-mail: [email protected]
通信地址及郵編:上海市長寧區安順路220 弄18 號402 室,200051。
翟傳潤(1972-),男,漢族,博士,副教授,主要研究方向為衛星導航和測控技術。
戰興群(1970-),男,漢族,博士,教授,主要研究方向為衛星導航和新型控制理論與應用。
Authors brief introctions:
Fai Wei, was born in 1973, male, the Han nationality, master student. His research subjects include
the satellite navigation and CDMA spread spectrum communication.
Zhai Chuan-run, was born in 1972, male, the Han nationality, Ph.D, associate professor. His
research subjects include satellite navigation and test control technique.
Zhan Xing-qun, was born in 1970, male, the Han nationality, Ph.D, professor. His research interests
include satellite navigation, new control theory and application.
㈡ 介紹張傑
1、張傑是一位難得一見的中、英文歌曲演唱都非常嫻熟的歌手。英文歌曲的吐詞發音堪稱一絕,鼻音的運用讓他的英文歌曲甚至超越原唱。在「我型我秀」和「快樂男聲」的比賽以及後來的演唱會中,他多次翻唱後街男孩、西城男孩、邁克爾·傑克遜等人的英文歌曲。他所演唱的中文歌曲,曲風變化多樣、不拘一格,
2、張傑氣息之穩、之沉,令人驚嘆,這也成為了其另一個「王牌」。他經常翻唱張雨生、張學友、王傑、齊秦等歌手的經典老歌,尤其是張雨生的《天天想你》、《大海》,成為其標志性的翻唱歌曲。在快樂男聲比賽中實力超強。
3、高、中、低音,各具特色。張傑最為人熟知的是他嘹亮、高亢的高音,在「快樂男聲」的比賽中,他曾經翻唱了《山歌好比春江水》,讓評委包小柏都贊嘆:「連我都被震撼了。」他在演唱《死了都要愛》時,可以比原唱高5個以上的階度。而張傑的中、低音區也非常迷人,比如《花手絹》、《消失》、《明天過後》,以及翻唱歌曲《過雲雨》都展示了他磁性的中低音區。
4、真假音轉換自然而不留痕跡。在轉換上,張傑與陳西貝所共同合唱的歌曲《美麗愛情》中,其假音功力可見委婉。
5、曲風多變。張傑擅長的不僅僅是情歌,還有英式搖滾、拉丁曲風等等。
6、舞蹈卓絕。無經過任何正規舞蹈訓練的張傑,卻擁有著卓絕的舞技。快歌熱舞,氣息平穩、舞技超群、驚艷全場。
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小財宮
羅淑芬
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豆芽的秘密
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從「失落的一角」
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主的中國 - 東盟博覽會的建議
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擔心浪費,培養良好的習慣
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小學生的環保意識調查
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在我們身邊的民間傳統節日 - 中秋節
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節能教室
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葉
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本好書帶給我
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榕桂桐梓都用電量調查
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數據告訴我
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童話世界
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教師節
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名人的成長故事
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美麗的家園
黃委舫曾會美,在衛輝市秦
王子豪,國潤潔,賴GREENVILLE,度假寧,黃銳軒,潘鑫陽瑞清楊,李力
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成長的故事
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有趣的繞口令
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發送卡嗎?
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辭職59
美妙的童話世界
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旅
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明信片
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我的小指南
陳昔衛春江,鄧艷傑,林菱,衷愛毅,杜風Ranguang海壇海洋,陳淑庄譚小娟
齊華羽,周育英,林集集,周睿,譚子山燕硨嗯
㈣ 趙乃勤的代表著作
1)合金固態相變,中南大學出版社,主編,2008年9月出版
2)工程材料學, 天津大學出版社, 副主編, 2001年出版
3)材料科學與工程理工科英語教程,上海外語教育出版社,副主編,2006年6月出版 李建明 趙乃勤 李群英 杜希文 師春生 魏芳榮,65Mn彈簧鋼在彎曲應力下的鬆弛行為,金屬熱處理,2007,32(5):90-94
魏芳榮 李家俊 李群英 李建明 杜希文 師春生 趙乃勤,螺旋壓縮彈簧應力鬆弛性能的動態試驗研究,金屬熱處理,2007,32(4):47-54
丁儉 趙乃勤 師春生 李家俊,納米ZrO2晶型對銅基復合材料界面的影響,北京科技大學學報
劉秀軍,趙乃勤,王成揚,李同起,Effect of Green and Carbonized Mesocarbon Microbeads on Development of Carbonaceous Mesophase,天津大學學報:英文版
鄒田春 趙乃勤 師春生,活性碳纖維/樹脂復合吸波材料的設計,功能材料與器件學報,2007,13(1):54-58 23)
趙乃勤,鄒田春,師春生,李家俊,郭偉凱,活性碳氈電路屏(直立碳纖維)/樹脂復合吸波材料,復合材料學報,2006.23(2),47-52 21) 鄒田春 師春生 趙乃勤,活性碳氈對稱振子陣列/樹脂復合吸波材料的研究,航空材料學報,2006,26(5):46-50
崔靜,李家俊,趙乃勤,師春生,杜希文,韓森,以除塵灰分離碳粉制備活性炭的新方法研究,離子交換與吸附,2006,22(1),25-32
崔靜, 李家俊, 趙乃勤,師春生, 杜希文,韓森,KOH預處理除塵灰制備顆粒活性炭的實驗,炭素技術, 2006,25(2),19-22
姜輝,李洪祥, 楊賢金, 趙乃勤, 劉永長, 胡文平,朱道本,DNA電能測定方法以及DNA分子器件的研究進展性,自然科學進展,2005,15(7),769-775
趙乃勤,趙萬祥,姜斌,富東慧,周福剛,冷壓溶解-真空燒結法制備泡沫鋁的阻尼性能研究,粉末冶金技術,2006,24(2):127-130,
姜斌,趙乃勤, 師春生, 富東慧,粉末燒結法制備開孔泡沫鋁壓縮性能的研究,粉末冶金技術,
劉秀軍,趙乃勤,摻雜炭纖維對乙苯脫氫催化劑性能的影響,化學反應工程與工藝,2006,22(3),275-279,
劉秀軍,趙乃勤,王成揚,非均相體系中二茂鐵對中間相碳微球形成的影響及機理分析,天津大學學報,2006,39(B06):176-180
劉秀軍,趙乃勤,納米氧化鎂對活性炭纖維表面的修飾,紡織學報,2006,27(8):1-3,15
丁儉, 趙乃勤, 師春生, 李家俊,韓雅靜,燒結工藝對ZrO2/Cu納米復合材料性能及組織的影響,材料熱處理學報, 2006.27(3):6-9
丁儉, 趙乃勤, 師春生, 原位化學法制備納米ZrO2/Cu復合材料的研究, 功能材料,2006,37(6),922-924
趙乃勤,趙萬祥,姜斌,富東慧,周福剛,冷壓-溶解-真空燒結法制備泡沫鋁的阻尼性能的研究,粉末冶金技術,2005.4
趙乃勤,鄒田春,師春生,鄭長進,李家俊,碳氈電路模擬吸波復合材料的研究,功能材料,2005,36(11),1685-1688
趙乃勤,趙萬祥,富東慧,徐家富,周福剛,冷壓-溶解-燒結法制備泡沫鋁的工藝研究,金屬熱處理,2005,30(12),20-23
江小雪,趙乃勤,多孔氧化鋁膜的制備與形成機理的研究概況,功能材料,2005,36(4),487-489,494
江小雪, 趙乃勤, 賈威, 李家俊,兩步陽極氧化法制備多孔陽極氧化鋁膜,功能材料,2005,36(5),720-722
姜斌, 趙乃勤,泡沫鋁的制備方法及應用進展,金屬熱處理, 2005,30(6),36-40
崔靜,趙乃勤,李家俊,活性炭制備及不同品種活性炭的研究進展,炭素技術,2005,24(1),26-31
韓雅靜,趙乃勤,劉永長,石墨炸彈破壞機理及相關防護對策,兵器材料科學與工程,2005,28(3):57-60
何春年,趙乃勤, 納米增強鋁基復合材料制備技術研究進展, 兵器材料科學與工程,2005:28(3) (53-56)
丁儉,趙乃勤,納米相增強銅基復合材料的制備技術研究進展,兵器材料科學與工程,2005,28(5):65~68
鄒田春,趙乃勤,李家俊,師春生,吸波材料優化設計與吸波性能計算,功能材料,36(7),2005,p 988-991+995,
鄒田春,趙乃勤,師春生,李家俊,郭偉凱,微量碳纖維/樹脂復合吸波材料的研究,功能材料,2005,36(11),1688-1692
吳宏照,師春生,趙乃勤,氧化物熱電材料的研究進展,兵器材料科學與工程,2005,28(5):69~73
李家俊,鄭長進,趙乃勤,郭新權,含碳化硅纖維正交電路屏的吸波復合材料的研究,材料工程,2005,NO.3,6-9
㈤ 早射的有效治療方法
在臨床上,治療早射通常選用以下幾種辦法:第一、心理治療和行為治療。1、一般心理治療包括心理教育,告知患者早射並非嚴重的疾病,是可以治療的,在性生活的過程中分散注意力、聽音樂、看電視、想問題等。2、行為療法,採用停-動-停技術,採用擠壓龜頭的技術。第二、葯物治療,選用以下幾類葯物,1、選擇性5-羥色胺再攝取抑制劑,代表葯物有達泊西汀、帕羅西汀、舍曲林等。2、局麻葯,選用復方利多卡因乳膏等。3、PDE5抑制劑。4、腎上腺能受體拮抗劑。5、曲馬多。第三、手術治療,可以通過阻斷背神經來緩解早射的症狀。第四、中醫中葯治療
㈥ 姜輝的人物生涯
1987年8月-1993年7月,就讀於第二軍醫大學醫療系,獲得學士學位;1993年8月-1996年7月,在解放軍第202醫院心胸外科,任住院醫師;1996年8月-1999年7月,在第四軍醫大學攻讀外科學(心血管外科專業)碩士,獲得碩士學位;1999年8月就職於沈陽軍區總醫院心血管外科至今;2003年8月-2006年7月,在第四軍醫大學攻讀外科學(心血管外科專業)博士,獲得博士學位。2005年晉升為副主任醫師。2010年獲得主任醫師資格。2010年受聘為遼寧醫學院碩士研究生導師。2011年美國賓夕法尼亞大學醫院訪問學者,被聘為客座副教授。現為中國人民解放軍胸心血管外科分會青年委員、常委兼副秘書長,《中國組織工程研究與臨床康復》雜志社編委會執行編委,沈陽軍區胸心血管外科專業委員會委員。2002年入選沈陽軍區科技人員『千人工程』,2007年入選遼寧省『百、千、萬』人才工程(千人層次)。
從事心血管外科工作19年,作為術者可完成冠狀動脈旁路移植術、瓣膜置換術、大血管手術及先天性心臟病法洛四聯症等心血管外科手術。目前主要以後天性心臟病外科治療為主,熟練掌握冠狀動脈旁路移植術、瓣膜置換及主動脈夾層外科治療的手術技術,現每年作為術者完成心血管外科手術近400例。
以第一完成人獲得軍隊科技進步及醫療成果三等獎各1項,以次要完成人獲得遼寧省科技進步二等獎2項、三等獎1項以及軍隊醫療成果三等獎2項,發表學術論文42篇,以第一作者發表29篇,目前承擔中華醫學會胸心血管外科分會二等科研課題獎學金1項及沈陽軍區總醫院重點科研基金1項。1996年較早在國內進行了吸入一氧化氮治療肺動脈高壓的基礎及臨床研究,研究成果獲得了軍隊科技進步三等獎,2003年開始進行人骨髓間充質幹細胞在體外誘導為心肌細胞的研究,並於2005年在臨床中應用骨髓幹細胞移植治療心肌梗死,取得了良好的效果。目前的主要研究方向為冠心病外科治療的基礎及臨床研究、骨髓幹細胞移植治療心肌梗死的基礎和臨床研究以及吸入一氧化氮療法在心血管外科的應用研究。