基于隐马尔可夫模型的MIMO雷达目标检测

MIMO雷达是一种新体制雷达,相对于传统雷达在目标检测及参数估计性能都有很大提高。本文针对MIMO雷达的发射信号特点及天线阵元布置特点,分析了雷达目标和杂波的散射特点。目标回波的各向异性比杂波更强。因此可以用隐马尔可夫模型（HMM）对目标和杂波分别建模,实现目标和杂波的分离。在检测过程中,首先用样本模型对HMM进行训练,得出它的参数。然后用训练好的HMMs分别对待检测信号进行归类,分别计算它属于杂波和目标的概率,计算概率比值,大于门限判断有目标。仿真实验表明,本文方法的检测性能优于传统的检测方法。本方法在检测时候的计算量很小,有利于信号的实时处理。     

基于压缩感知的稀疏阵列近景微波三维成像

近景微波成像技术在隐藏武器检测、生物医学成像、无损检测等领域具有广阔的应用前景.将压缩感知理论应用于近景微波成像系统,提出了基于稀疏阵列天线的三维成像几何及相应的回波模型,该几何通过高度向的稀疏阵列电子扫描、方位向的机械扫描及距离向发射宽带信号来实现三维分辨;文中将压缩感知理论应用于稀疏阵列三维成像,提出了基于压缩感知...     

MIMO波束赋形测试技术研究

多路输入多路输出(MIMO)技术是无线移动通信有效提升传输速率关键途径,可实现更大的吞吐量,并扩大容量和距离。如何真实的判别基站多天线性能对支撑MIMO在设备中的应用变得尤为重要,依据3GPP相关标准,进行MIMO矢量信号特征分析、信号分析测试仿真研究,着重针对MIMO发送模式波束赋形多天线建模和测试仿真,实现多天线模式下MIMO信号检测,分析MIMO矢量信号的性能指标。最后基于MIMO矢量分析仪硬件平台,通过对多天线传输模式下MIMO信号的并行接收处理和解析,进行多参数解析。测试和验证结果表明,在符合协议标准要求下能够准确测试基站设备多天线传输性能,为多天线通信设备提供重要的测试手段,对通信网络建设和优化具有重要意义。     

基于压缩感知的SAR宽带干扰抑制方法

压缩感知合成孔径雷达成像能够利用较少的观测数据清晰的恢复目标图像,但当回波中存在宽带压制干扰时,会严重破坏场景稀疏性,造成成像质量恶化。研究了一种基于选择性测量的自适应压缩感知宽带压制干扰抑制方法,通过构造一种压缩域投影滤波器并结合噪声联合检测算法,自适应感知干扰的位置信息,对合成孔径雷达（SAR）回波信号进行选择性测量,从“源头”上避免了干扰对SAR目标回波信号稀疏性的影响。仿真结果表明,该方法在减少SAR系统处理数据量的同时,使SAR成像质量明显提高,证明了该方法的有效性。     

基于混沌滤波器的压缩感知雷达互质压缩采样

提出一种基于混沌数字滤波器的压缩感知雷达回波信号互质压缩采样方法.首先,设计基于混沌数字滤波器的压缩采样矩阵,避免了传统高斯随机观测矩阵的硬件设计困难,在保证压缩感知雷达感知矩阵非相关特性的同时,提高了压缩采样矩阵的可实现性与可控性.其次,在混沌数字滤波器压缩观测矩阵的基础上,提出迸一步压缩数据量的互质压缩采样方法,显著降低了压缩感知雷达的数据处理量.仿真实验结果表明,基于混沌滤波器的互质压缩采样方法可以实现压缩感知雷达的在压缩处理数据量的同时获得目标参数的高精度估计,为压缩感知雷达硬件系统设计提供了新方法.     

具有天线扫描特性的雷达信号算法设计与实现

在暗室中,搭建雷达导引头抗干扰性能测试所需的复杂电磁环境具有一定难度,其中目标雷达发射信号的产生尤其困难;对此提出了一种具有天线扫描特性的雷达发射信号产生算法。首先,分析了雷达天线方向图类型和天线扫描方式,并建立了对应数学模型;其次,将建立的数学模型与雷达方程结合,提出了雷达发射信号功率计算法;最后,以该算法为基础开发雷达信号模拟软件,并借助于矢量信号发生器生成具有天线扫描特性的雷达发射信号。测试结果表明,该算法产生的雷达信号具有天线扫描的特性,为暗室环境下导引头抗干扰性能的测试提供了信号保障。     

正交波形MIMO雷达信噪比分析

正交波形MIMO雷达各阵元发射相互正交的信号波形,采用低增益的宽波束照射探测空域。从信号模型和信号处理结构入手,分析讨论了MIMO雷达和传统相控阵雷达的信噪比问题,从理论上证明了MIMO雷达要维持与相控阵雷达相当的检测性能,需要采用更长的积累时间。文中还简要分析了不同正交信号形式下的信噪比差异。构建了MIMO雷达系统仿真平台,通过仿真实验测试了MIMO雷达在不同积累时间下的信噪比,并与传统相控阵进行了比较,从而验证了理论分析的正确性。     

杂波先验知识未确知场景下 MIMO雷达收发联合优化

针对杂波初始估计误差导致多输入多输出(MIMO)雷达检测稳健性较差的问题,提出了发射波形与接收权联合优化方法以改善MIMO雷达检测稳健性。杂波误差凸集、波形恒模特性和相似约束下,基于最大化输出信干噪比准则,首先构建了改善最差情况下MIMO雷达检测性能的极大极小联合优化问题;而后,为求解所得NP-hard问题,将其分解为内外层子问题,并交替迭代求解。与不相关信号、非稳健及现有稳健方法相比,数值仿真验证了所提方法的有效性。     

基于同频RF直放站的回波测量方法

直放站的同频转发模式存在收发天线间互耦的问题,接收天线在接收主基站的信号时,同时接收到直放站发射天线发射的信号,以同频RF直放站调试隔离度为技术背景,提出了同频RF直放站的回波测量方法.该方法利用CAZAC码实现的初估计快速地估计出回波信道的特性,自适应LMS算法的使用可以进一步跟踪信道的变化.通过MATLAB仿真后,...     

基于分布式MIMO雷达的检测前跟踪算法研究

近些年来MIMO雷达技术正在逐步兴起并得到了快速发展.因其能够充分利用空间分集和波形分集,所以对弱小目标和雷达截面积闪烁目标都有很好的检测性能.为达到提升对弱小目标的检测概率,运用动态规划将检测前跟踪思想引入MIMO雷达系统,提出了基于MIMO雷达的检测前跟踪方法.MIMO雷达的空间分集特性能够降低检测前跟踪回波积累的时间,从而提高雷达系统对机动目标的检测概率.仿真实验结果表明,基于MIMO雷达的检测前跟踪方法检测性能良好,有效提升了检测概率,是一种有效检测机动弱目标的方法.     

基于遗传算法的正交多相码设计

MIMO雷达能有效地促进现代雷达的性能,由于MIMO雷达发射相互正交的信号,所以设计具有低自相关和互相关的正交信号是MIMO雷达实现的关键问题.本文基于自相关及互相关峰和能量为代价函数,提出了一种混合的优化算法来数字搜索正交多相码集,该算法包括遗传算法及叠代码选择算法.用该算法进行了仿真优化设计,仿真结果显示,提出的算法是有效性和可行的.     

基于压缩传感理论的绝缘子泄漏电流数据压缩

绝缘子泄漏电流数据量大,给监测系统数据存储和传输带来巨大的负担.针对这个问题,提出基于压缩传感理论(Compressed Sensing,CS)的数据压缩方法,CS将采样与压缩合并进行,少量采样就能很好地恢复信号,不仅降低对硬件要求,而且提高压缩效率.将泄漏电流信号进行小波变换的稀疏分解,然后对稀疏的泄漏电流信号进行高斯测量编码,最后应用正交匹配追踪算法(OMP)重构信号.实验结果表明,对绝缘子泄漏电流进行CS数据压缩具很高的压缩比,恢复的信号也比较理想.     

基于MIMO辨识的复杂系统多控制器最优设计

由于互联电网低频振荡的全局性质,各种阻尼控制器必须协调设计,但对于实际大规模电网,作为设计基础的系统模型难以获取,提出了一种基于辨识的最优协调设计方案.通过注入的带宽信号(0.1～3 Hz,已包含整个机电振荡模式频率范围)激发动态稳定控制相关的系统特性,采用预测误差方法(PEM)辨识得到复杂系统的多输入多输出(MIMO)降阶模型.通过引入额外的状态量和输出量改进传统的线性最优控制设计方法,使其控制器结构中可包含领先一滞后环节,而不仅仅是比例环节,并给出了扩展后的系统方程及控制器参数计算方法.上述方案通过2条直流线路的调制控制器设计进行了验证,其中MIMO降阶模型辨识时曲线拟合度可达80%以上.     

非视距环境下Massive MIMO信道的构建与分析

随着下一代移动通信研究的深入,Massive MIMO 技术已成为业界研究的热点。针对 Massive MIMO 系统特有的天线体积大、信道近场非平稳的特性,构建出较真实的信道模型,该模型适用于 Massive MIMO非视距、瑞利平坦衰落环境。在系统仿真中,基站侧采用128根线形排列的天线,基站天线到信道散射体的导向矩阵由精确的波程差来确定,得到发射端相关矩阵,并结合Kronecker模型构建信道。结合不同的预编码方法和散射体分布情况,对比分析了其对 Massive MIMO信道容量的影响。该信道的构建与分析能更准确地反映信道特性,具有较强的理论价值和实践意义。     

Multiple-antenna communication systems: an emerging technology

A recent development in wireless communications is the application of multiple-input multiple-output (MIMO) systems to radio communications via use of multiple antennas. In order to investigate the technologys potential, an experimental MIMO system containing two four-element antenna arrays (4x4) has been developed at the University of Alberta. The system is used to obtain MIMO channel measurements in a typical indoor office environment in the ISM band (902-928 MHz). Measurement campaigns have been performed using different antenna spacings and two different types of antenna: half-wavelength (lambda/2) centre-fed dipoles and dual-polarized patches. The measurements are used to calculate channel capacities for an indoor 4x4 MIMO system. The measurements confirm the high capacity potential of a MIMO channel, with ergodic capacity of approximately 21 bits per channel use available with either antenna type at a signal-to-noise ratio of 20 dB if the antenna element separation is lambda/2 or larger. An introduction to basic MIMO theory, a discussion of the University of Alberta wireless MIMO testbed, and observations regarding the measured indoor MIMO channel are presented in the paper.     

相关无线光MIMO系统的信道容量

空间相关性是制约无线光多输入多输出(MIMO)系统性能的主要因素之一。结合OOK调制技术,建立了相关无线光MIMO系统的信道模型,推导了不同相关机制下无线光MIMO系统的平均信道容量的解析式,分析了其中断性能。采用仿真实验分析了对数正态衰落信道中,空间相关性对均匀圆阵光MIMO系统的平均信道容量和中断信道容量的影响。结果表明,空间相关性的存在使得无线光MIMO系统的平均信道容量减小,中断概率增大;同时完全相关对于系统性能的影响较部分相关而言更为严重。