一种虚拟阵列扩展解相干的DOA算法

在移动通信阵列信号处理中,由于多径传播等因素的影响,存在大量相干信号源,现有解相干DOA算法大多会损失阵列的有效孔径,而阵列孔径大小直接限制了空间分辨率及所能估计的信号源个数。针对上述情况,提出一种虚拟阵列扩展的改进双向空间平滑算法(Virtual-array SS,VSS),利用入射信号的非圆对称性,阵列扩展后得到新的虚拟阵列,并做相应的预处理后再利用双向空间平滑算法对该虚拟阵列进行处理。大量仿真结果表明,VSS算法是一种具有高分辨率、高统计稳定性、计算量相对增加较小的解相干DOA算法。     

一种利用非圆信号特点的实值DOA估计算法

针对非圆信号波迭方向(DOA)估计问题,提出了一种ESPRIT类的实值DoA估计算法.根据信号源为实数的特点,分别求取接收数据的实部和虚部,形成实值数据,并对其加以重新组合,提高了数据利用率,减少了运算量,在此基础上利用新构造数据的结构特点形成一个实值对角矩阵,进而得到一种ESPRIT类的DOA估计算法.该算法通过使用两个选择矩阵获得旋转因子,避免了信道附加相位对DOA估计的影响.仿真实验表明,该算法具有分辨力高、估计精度高以及稳健性强等优点.     

改进Geese算法对信号的DOA估计

针对传统的空间谱估计算法对相干源的波达方向（DOA）估计会失效的问题,该文在利用信号子空间特征向量生成广义特征值（Generalized Eigenvalues utilizing Signal subspace Eigenveetors,Geese）算法基础上,结合空间平滑技术对接受数据进行预处理,提出一种改进的Geese算法。该算法由于不需方向搜索且只利用信号子空间,大大降低了计算复杂性。计算机仿真结果表明,与Geese算法相比,该改进算法既能够有效地估计出独立信号源的DOA,也能有效地估计出相干信号源和相隔比较近的低信噪比信号源的DOA。对于独立源的估计,在相同条件下,估计性能也要优于经典的空间谱估计算法（ESPRIT算法和MUSIC算法）,从而证明该算法的合理性。     

一种改进的信号子空间聚焦宽带DOA估计算法

信号子空间聚焦（FSS）算法可实现宽带相干信号的波达方向（DOA）估计,但其在短快拍条件下存在估计精度差、分辨率低的问题。提出一种改进的信号子空间聚焦（MFSS）算法。根据波长间隔与阵元间距的匹配度选取最佳参考频点及子频带,通过Hankel矩阵奇异值分解重构子频带的协方差矩阵,并利用信号子空间聚焦法构造聚焦协方差矩阵,使用Root-正交传播算子实现DOA估计。实验结果表明,相比FSS、MTOPS、LR-MUSIC算法,MFSS算法复杂度较低,能够有效提高估计精度和速度。     

一种相干信号DOA估计的新方法研究

针对自适应阵列信号处理中的关键问题之一波达方向(DOA)估计,首先介绍了阵列信号处理中DOA估计的一般处理方法,如先对信号进行解相干处理后用经典MUSIC算法进行估计,然后给出了一种用于相干信号DOA估计的基于扩展卡尔曼滤波理论的新方法,并通过详细理论分析与一般的相干信号DOA估计的处理方法比较表明,不依赖于输入信号的协方差矩阵的特征值属性,能够利用较少的阵元对相干信号DOA和功率同时进行准确估计,仿真效果良好,证明有实用性,对自适应阵列信号处理中对相干信号干扰的研究有一定意义.     

一种改进的卫星空时DOA矩阵算法

提出一种改进的基于信号空时特征结构的高分辨二维波达方向(DOA)估计方法——时空DOA矩阵方法。该方法在保持原时空DOA矩阵方法无需二维谱峰搜索和参数配对等优点的基础上,通过构造X轴上的平移不变子阵列,产生2个DOA矩阵,利用这2个DOA矩阵的角度兼并曲线的差异,解决了原时空DOA矩阵方法的角度兼并问题。由于2个子阵可以重复利用阵元,该方法基本无冗余阵元和孔径损失。仿真结果证明了该方法的有效性。     

非圆传播算子DOA估计算法

传播算子方法(Propagator method,PM)是一种常用的波达方向估计算法,但传统PM算法在阵元数较小时估计精度较低.本文针对非圆信号,提出了一种非圆传播算子DOA估计算法.该算法首先对接收信号进行扩展,而后对扩展信号进行子阵划分,最后利用PM方法获得非圆传播算子.算法将信号的非圆特性与传统PM算法相结合,既具有传统PM算法无需计算协方差函数的特点,又去除了峰值搜索过程,减小了算法运算量.同时非圆特性的引入,使算法估计精度有了大幅度提高.通过计算量分析说明了算法的计算复杂度较小,并通过仿真验证了算法的有效性.     

电磁矢量阵中基于PARALIND分解的相干DOA估计算法

将电磁矢量传感器阵列参数估计问题与平行线性相关剖面模型(Parallel profiles with linear dependencies, PARALIND)相结合,利用PARALIND分解,提出了一种线性电磁矢量阵中相干信号波达方向(Direction of arrival, DOA)估计算法。该算法能够实现对电磁矢量阵中相干信源的角度估计,同时能得到相应的相干系数矩阵,其估计过程无需谱峰搜索,对均匀线阵以及非均匀线阵都适用。该算法角度估计性能优于传统的前后向平滑借助旋转不变性进行信号参数估计(Forward backward spatial smoothing-estimation of signal parameters via rotational invariance techniques, FBSS-ESPRIT)算法和前后向平滑传播算子(Forward backward spatial smoothing-propagator method, FBSS-PM)算法,且对于角度相隔较近的相干信源,该算法也能进行有效的辨识与估计。     

一种新的DOA估计的高分辨率算法

波达方向估计（DOA）在阵列信号处理中非常重要,而传统算法如多重信号分类算法（MUSIC）需要对阵列接收数据的协方差矩阵进行特征分解,并在全空域进行谱峰搜索,运算量巨大,尤其是二维DOA估计算法还存在稳健性较差的问题。提出了一种基于最小互熵谱分析的DOA算法,该算法只需要一次较少阵元的阵列采样（快拍）数据即可得到具有高分辨率的谱分析结果。进一步采用倒谱法,通过逆FFT变换提高了最小交叉熵谱分析算法的收敛速度。数值仿真结果表明,该算法较常规空间谱估计方法有更高的分辨力和更小的运算量,能够对阵列信号进行实时处理。算法不依赖于预先估计的信源数目,具有较好的宽容性,较高的分辨力以及极低的旁瓣电平。     

一种新的宽带DOA估计自聚焦算法

具有较高精度的宽带信号波达方向（DOA）快速估计算法是其实用化所要解决的重要问题。提出了一种新的相干子空间（CSM）类宽带DOA估计自聚焦算法。算法利用子空间投影变换将信号分离后分别处理,通过不断更新聚焦方向实现自聚焦。与已有算法相比,不受DOA初始值的影响,有更小的聚焦误差;不同目标在聚焦矩阵更新过程中无需再做奇异值分解,有较低的实时计算量。仿真实验表明,算法以较小的计算代价实现了近乎最优的聚焦性能,有较高的DOA估计精度。     

相干信号源DOA估计ESPRIT改进算法研究

ESPRIT算法是空间谱估计中的经典算法,算法仅适用于非相干信号。提出了一种基于SVD思想的ESPRIT改进算法,算法对接收数据阵列的协方差矩阵进行特征值分解,取能代表信号全部信息的最大特征值所对应的特征向量,并将它按照一定的方式进行矩阵重构,对重构后的矩阵进行SVD分解,从中取出信号子空间,然后按照LS—ESPRIT算法求解。通过大量仿真结果表明：该算法适用于解相干信号,并且效果优于基于空间平滑思想的改进ESPRIT算法;在解非相干信号的时候,改进算法效果优于常规的LS—ESPRIT算法。     

一种适合卫星通信的宽带频谱感知算法

在卫星通信系统中实现认知无线电技术需要对多频带的宽带信号进行频谱感知.针对使用传统OMP （Orthogonal Matching Pursuit）算法在宽带调制转换器（Modulated Wideband Converter,MWC）系统下,出现的由于相邻两个支撑频带间距太近而出现遗漏支撑频率的现象,提出一种基于邻近搜索的OMP改进算法,仿真表明,该算法能够更优化地实现信号的重构,保证频谱检测维持较高的检测概率.     

一种解决卫星网络通信冲突的调度算法

在卫星网络中多颗卫星同时对一颗卫星进行通信申请会产生任务冲突问题。为此,提出一种基于动态优先级的调度算法。建立卫星通信任务模型,利用任务执行紧迫性表达任务截止期与空余时间这2个时间约束,并根据卫星网络的特点,通过调整参数p控制紧迫性对任务优先级的影响程度。利用STK场景建立冲突模型进行仿真实验,结果证明该算法的任务完成率相比FCFS算法提高了3.9%。     

LEO卫星通信网的鲁棒路由算法

针对使用星际链路ISL的LEO卫星系统,许多学者提出基于面向连接结构的路由算法,但这些算法的性能很大程度上依赖于初始路径的建立,健壮性差。该文提出一种基于面向连接结构的增强路由算法,只要源卫星与目的卫星之间存在一条通路,源卫星便可以与目的卫星通信。若源卫星与目的卫星之间存在多条路径,通过该算法一定能在线找到其中的最佳路径。通过仿真实验评价了算法的性能,证明算法比已有的基于面向连接结构的路由算法具有更高的鲁棒性。     

卫星移动通信网络切换算法的研究

低轨卫星移动通信网络在实现全球移动通信方面具有很大优势.切换方案对于控制低轨卫星网络通信时延,提高卫星网络服务质量和链路带宽资源利用率具有重要意义.深入分析了星地链路切换和重计算路由问题,提出了一种低轨移动通信卫星链路切换算法.仿真实验表明,提出的卫星链路切换算法有较小的端到端时延、较好的稳定性和可定制性.     

卫星网络骨干节点通信冲突算法研究

针对卫星网络中骨干节点多对通信中通信所引发的资源冲突问题,为了提高卫星的工作效率与合理分配通信时间,提出了一种新的解决方法--遗传模拟退火算法(GASA).算法克服了遗传算法(GA)容易陷入局部最优解的缺陷,同时也解决了模拟退火算法(SA)收敛速度慢的问题.首先利用STK创建了卫星网络模型,模拟了四颗低轨卫星(LEO)向-颗高轨卫星(GEO)通信的场景,然后采用OPNET建立通信冲突模型,并对GASA,GA和SA三种算法进行了仿真.仿真结果表明算法在保证-定吞吐量的前提下,冲突率和延时优于GA和SA算法.     

一种适用于无线视频传输Ⅰ帧的稳健容错算法

在没有服务质量保证的无线传输环境中,按照传统视频编码标准压缩的码流很容易遭到破坏,这在Ⅰ帧中尤为突出.因此需要对传统视频压缩标准加以改进以提高在无线传输环境中的自身容错性能.针对这一问题提出了一种用于提高视频流Ⅰ帧容错能力的算法.该算法首先对视频流中不同部分对发生在自身的码位错误所引起误差传播的敏感度进行分析,然后以此分析结果和Ⅰ帧重建中码流信息的不同重要性作为决定Ⅰ帧码流中重要信息的原则,最终通过对这些Ⅰ帧中的重要信息加以保护、提取和集中,以减少发生帧内误差传播范围.通过H.263+baseline测试码流在加性高斯白噪声无线信道仿真实验的结果可以证明,该算法在增加少量冗余信息和计算复杂度的情况下,相比参考算法在主观和客观质量上都有较大幅度的提高.