基于交替投影的MIMO雷达信号盲分离算法研究

多输入多输出（multiple-input-multiple-output,MIMO）雷达利用灵活的发射波形设计以及阵列配置,在微弱目标探测及高分辨参数估计方面有着巨大优势.为侦察识别MIMO雷达信号,建立了MIMO雷达信号侦察模型.基于最大似然估计以及交替投影算法,并利用MIMO雷达信号的恒模特性对MIMO雷达信号进行了盲分离.通过理论推导和数值仿真分析了所提算法分离MIMO雷达信号的性能.结果表明该算法在信噪比高于0dB时,其分离后的信号与原信号具有很高的相关系数,且分离指数较低,性能明显优于现有的非圆复信号Fast ICA（non-circular complex Fast ICA,NC-Fast ICA）算法.     

基于MUSIC和ML方法的MIMO系统参数估计

该文提出了一种基于MUSIC和ML方法联合估计MIMO系统频偏和信道增益的算法,该算法首先使用MUSIC方法估计出多个发射天线到某一接收天线的频偏子集,然后利用最大似然方法在这个有限子集中分离出不同天线对之间的频偏,最后在频率同步的基础上利用最大似然估计器对信道增益进行估计。该算法解决了在估计多个频偏时直接使用最大似然估计进行多维搜索的问题,将多维搜索转化为一维搜索,降低了算法的复杂度。     

基于对角加载的机载MIMO雷达GLRT检测器

本文研究了基于GLRT的机载MIMO雷达自适应目标检测问题.针对参考单元数据不足对GLRT性能的影响,提出了基于对角加载的MIMO雷达GLRT(MIMO-LGLRT)检测器,并对其检测性能进行了分析,给出了虚警概率和检测概率的闭合表达式.该检测器充分利用机载MIMO雷达杂波子空间低秩的特点和对角加载技术,解决了因参考数据不足所引起的矩阵病态问题.为了减少MIMO-LGLRT检测器的运算量,在分析杂波协方差矩阵块对角化特性的基础上,给出一种简化MIMO-LGLRT检测器.理论分析和仿真结果表明,上述两种检测器相对于杂波协方差矩阵都具有恒虚警特性,检测性能优于普通GLRT检测器.     

机载MIMO雷达广义最大似然检测器

该文针对机载MIMO雷达在未知统计特性的杂波中目标检测问题,首先给出广义最大似然(GLRT)检测器(MIMO-GLRT),利用MIMO雷达的空间分集特性提高检测性能,并推导出检测概率和虚警概率表达式。然后,基于MIMO雷达杂波协方差矩阵的块对角特性,给出一种简化MIMO-GLRT检测器,大大减小算法的复杂度,同时降低对参考单元数目的要求,并在只有两个接收雷达单元的情形下,推导出简化GLRT检测性能的表达式。结果表明,上述两种检测器相对于杂波协方差矩阵都具有恒虚警特性,能够在未知杂波背景下有效地检测目标。     

典型MIMO检测算法性能仿真

多输入多输出(MIMO,Multiple Input Multiple Output)技术经过近年来的发展,在理论和技术上取得了重要的研究成果,开始在无线通信中发挥着越来越重要的作用.本文介绍了ML、ZF、MMSE、V-BLAST和QR等典型算法,并且在准静态平坦瑞利衰落环境下对这些算法进行了性能仿真比较.     

卫星雷达高度计中准最大似然算法的高度误差估计

利用准最大准然估计算法，可以估计海洋卫星高度计中海平面到卫星平台之间的高度，本文首先讨论了最大似然算法的基本原理，然后根据高度计的测高原理，讨论了采用准最大似然估计带来的高度偏差，并提出了进行计算机仿真的有效方法，分析了均方根高度误差与信噪比，脉冲累积量和均方根波高之间的关系。     

基于ADSP的米波雷达测高算法实现

分析了一种新的时空级联最大似然算法，该算法重在利用目标直达波和多径回波之间的仰角关系，利用这一点使原来似然函数的二维搜索简化为一维搜索．这样使得整个处理过程中的运算量大大减少，结合AD公司的高性能浮点DSP和ALTERA公司的FPGA，实现了算法在具体工程上的应用。实际电路达到了理想的要求，整个系统运行稳定可靠。     

非均匀噪声下的多阵列频域数据直接定位算法

实际多阵列无源定位系统中,多个阵列分散分布以及单个阵列各阵元之间的差异会造成接收噪声功率分布不均匀,进而导致直接定位算法精度下降。针对上述问题,本文提出了一种非均匀高斯白噪声场中的多阵列频域数据直接定位算法。该算法首先利用阵列输出协方差矩阵对噪声协方差矩阵进行估计,再用估计结果预白化阵列输出协方差矩阵,从而减弱了非均匀噪声对直接定位算法的影响。仿真表明在非均匀噪声下该算法的定位精度较传统的直接定位算法更高,且能较为准确的估计各阵列噪声协方差矩阵。      

基于分组的ML-SIC的MIMO联合检测算法

在MIMO检测算法中,串行干扰抵消算法(SIC)会引起误差传递.针对这一问题提出分组检测,结合最优检测算法最大似然检测(ML)保证前面层检测出信号的准确性,减小误差传递.仿真结果表明,ML-SIC的联合检测算法能有效减少误差传递,增加系统整体性能.     

MIMO系统检测算法综合分析与比较

MIMO技术是无线通信领域广泛关注的新技术。文章首先归纳总结MIMO检测的最大似然检测、迫零检测、最小均方误差检测、迫零排序逐个干扰抵消检测和QR检测等典型检查算法;然后分析基于深度优先策略的VB、CL、加权KCL球形解码算法和基于宽度优先策略的K-best球形解码算法;最后在准静态平坦瑞利衰落环境下对这些算法进行了性能仿真比较,讨论了算法实现的复杂性。     

DBF-SAR系统1 bit量化的可行性分析

该文针对DBF-SAR系统数据率巨大的问题,研究了在低信噪比条件下1 bit量化的可行性。提出了两种信号处理方法：(1)回波1 bit量化;(2)回波和距离向匹配滤波器都1 bit量化。通过理论分析和仿真验证,1 bit量化的两种处理方法均能正确反映出目标位置及散射特性,不影响图像空间分辨率,但会产生虚假目标并抬升旁瓣,且虚假目标幅度随着回波信噪比的升高而增大。因此仅在单通道回波信噪比低于5 dB左右时使用1 bit量化才有意义。     

基于阵列域大尺度衰落模型的1-bit大规模MIMO系统性能的分析

该文研究在阵列域大尺度衰落模型下,基站端天线仅仅配备了1-bit精度的模数转换器时大规模MIMO系统的性能。首先给出了系统采用最大比合并接收机时,用户上行可达速率的闭式表达式。然后分析了1-bit系统的功率效率性能,并将该1-bit系统与传统的具有无穷精度模数转换器的系统性能相比较。通过计算机仿真验证了该文的分析结果。该文指出基站端可以安装更多的天线来弥补1-bit精度的模数转换器所造成的性能损失。     

分布式MIMO雷达中仅使用多普勒频移的直接定位技术

本文研究了MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）雷达系统中,仅使用多普勒频移（Doppler Frequency Shifts, DFS）信息对目标进行直接定位（Direct Position Determination, DPD）的方法。通常的两步定位的方法需要先将定位参数从接收信号中提取出来再通过求解参数与目标位置的关系方程对目标位置进行估计。这一过程由于忽略了所有测量参数的提取必须相对于同一个目标位置的约束条件,因而是次优的定位方法。针对这一问题,本文提出了一种基于极大似然（Maximum Likelihood, ML）准则的直接定位算法,可以不需要进行参数提取而集中地处理所有接收到的数据,实现对目标位置的一步估计。仿真结果表明,所提算法性能在较低信噪比（signal to noise ratio, SNR）的条件下优于两步定位法,且在较高信噪比下与两步法定位精度相当。      

Cluster-Based Massive Access for Massive MIMO Systems

Massive machine type communication aims to support the connection of massive devices,which is still an important scenario in 6G. In this paper, a novel cluster-based massive access method is proposed for massive multiple input multiple output systems. By exploiting the angular domain characteristics, devices are separated into multiple clusters with a learned cluster-specific dictionary, which enhances the identification of active devices. For detected active devices whose data recovery fails, p...     

基于低分辨率模数转换的全双工大规模MIMO中继系统频谱效率分析

为了降低由于大规模基站天线阵列模数转换(analog-to-digital converters, ADCs)所造成的巨大硬件损耗,同时有效地提高系统的能量和频谱效率,基于迫零传输/迫零接收(zero-forcing transmitting/ zero-forcing receiving, ZFT/ZFR)预处理方案,文章提出了低分辨率模数转换的多用户全双工大规模多入多出(massive multiple-input multiple-output, massive MIMO)中继系统,基站采用放大转发(amplify-and-forward, AF)协议,并对系统频谱效率进行了分析。文章首先获得了任一用户对频谱效率的闭式表达式,然后分别对三种不同功率缩放方案下系统的频谱效率进行了渐近分析。研究结果表明,当基站天线数量足够大时,三种不同的功率缩放方案对系统的环路干扰和量化误差有不同的影响,且当信源功率固定、基站的传输功率与发送天线数量成反比时,系统能够有效地抑制系统的环路干扰和量化误差,这对低分辨率全双工massive MIMO 中继系统的部署具有一定的指导意义。      

毫米波大规模MIMO系统中抑制IQ不平衡的广义线性混合预编码方案

毫米波大规模MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）系统的混合预编码在基于理想硬件假设的前提下获得了广泛的研究。然而,在毫米波频段难以避免的硬件非理想特性会导致射频失真的产生,并严重制约系统的性能。本文考虑了毫米波大规模MIMO系统发射机同相和正交（In-phase and Quadrature-phase, IQ）支路不平衡问题,设计了一种基于广义线性实值信号模型的混合预编码方案以抑制IQ不平衡对系统性能的不利影响。该方案利用复-实变换将含有IQ不平衡引起的共轭干扰的接收信号模型转化为广义线性实值信号模型,基于正交匹配追踪（Orthogonal Matching Pursuit, OMP）算法,分别在复数域和实数域迭代设计模拟预编码器和数字预编码器。仿真结果表明,该方案能有效地提高频谱效率和误码性能。      

大规模MIMO系统中动态导频分配

针对大规模多输入多输出(MIMO)系统中存在的导频污染问题,该文提出一种动态导频分配方案。所提方案利用目标小区与干扰小区用户之间的信号干扰强度差将干扰小区分为Uin和Uout两类,并对Uin中的用户进行最优导频分配,Uout中的用户进行随机导频分配来提升系统的平均下行可达和速率。同时,在存在额外正交导频组的情况下对所提方案做了进一步优化。仿真结果表明,所提的动态导频分配方案能够有效地提升大规模MIMO系统的性能。     

利用数据和导频的多小区Massive MIMO系统信道估计

本文提出一种通过同时利用上行数据和导频进行信道估计来对抗时分双工大规模多输入多输出（Massive multi-input multi-output,Massive MIMO）系统中导频污染的方法。考虑到Massive MIMO系统下空间相关信道在角度域具有近似稀疏性,期望用户信道和干扰信道的多径分量因而可分辨。同时上行数据子帧中的数据符号数远大于导频序列的长度。基于以上两点观察,首先利用上行导频对信道进行粗估计,然后将解码得到的上行数据符号视为导频序列,用于得到角度域信道估计中能量较大分量所处的位置。通过抽取信道粗估计中相应位置上的信道系数,可以得到信道的精估计。仿真表明,无论相邻小区采用同一组正交导频序列、还是不同组但具有相关性的导频序列,所提出的信道估计方法都能有效地消除导频污染。      

一种用于5G的大规模MIMO天线阵设计

设计了一种用于第五代移动通信系统的大规模MIMO天线阵。该天线阵采用8×8矩形排布,天线单元采用缝隙耦合馈电的贴片形式,通过蚀刻在上层地板上的两个正交H型缝隙对辐射贴片分别耦合馈电来实现±45°双线极化特性。所设计的天线阵工作在3. 4 GHz~3. 6 GHz,具有剖面低、结构紧凑、便于与射频前端集成化设计的特点,能够很好地满足下一代移动通信系统对天线阵的设计要求。     

智能反射面辅助多用户大规模MIMO系统的联合波束成形

智能反射面（Intelligent Reflecting Surface,IRS）作为面向第6代通信的关键技术之一具有创新、高效、节能和成本效益高等特点,但其联合波束成形设计为非凸优化问题,仍然是具有挑战的难题。为此,提出了一种用于IRS辅助多用户大规模多输入多输出系统的联合波束成形设计方案,以实现系统数据速率最大化。该方案在基站端采用迫零波束成形以消除用户间干扰,同时在IRS端设计了近最优反射波束成形以实现系统和数据速率最大化。仿真结果表明,该方案可获得较高的系统和数据速率,也为IRS位置布局的选择提供了数据支持与参考准则。