稳健的全阵波束形成方法

由于相干干扰和角度估计误差影响波束形成性能,对此提出一种稳健的波束形成方法。采用加权空间平滑算法去除相干性;对期望信号施加约束,保证一定角度估计误差范围内算法的稳健性;进行全阵波束形成变换,避免阵列孔径损失。仿真结果表明,在相干干扰环境中,该算法的方向图在期望信号方向有明显主瓣,有利于接收期望信号;在一定的角度估计误差范围内,该算法可保持比较高的且比较平坦的输出信干噪比;随着输入信噪比的增加,输出信干噪比几乎线性增大。     

基于蚁群优化算法的非均匀子阵划分技术

对于大型阵列天线应用于空域抗干扰系统中,为了降低硬件成本和减少计算复杂度,一般通过子阵划分技术将整个阵列划分为若干子阵,子阵内部采用模拟波束形成,子阵间采用数字自适应波束形成;由于均匀划分方法的波束形成方向图中存在栅零点,提出一种基于蚁群算法的非均匀子阵划分技术,将阵列最大输出信干噪比作为适应度函数,应用了概率计算与轮盘赌相结合的路径规划方法;结合信息素初始浓度和启发式信息范围,设计了新的适应度函数值与信息素更新的转换关系;最后对所提算法进行仿真,结果表明在不同规模、不同输入干噪比、不同期望信号扫描角度下,所提算法在输出信干噪比上优于均匀划分方法,且没有栅零点产生,与全阵元的自适应波束形成方向图、输出信干噪比相近,验证了该方法的有效性。     

基于子带SDL的LCMV宽带波束形成性能分析

对子带阵元延迟线 （SDL）波束形成器的线性约束最小方差（LCMV）宽带自适应波束形成算法进行了性能分析 。推导了子带LCMV算法的输出信干噪比（SINR）的解析表达式,对比了子带LCMV算法和全带 LCMV算法的阵列响应性能,以及阵元数量、输入信噪比（SNR）和阵元间距对输出SINR的影 响,并分析了子带滤波器组的参数对子带LCMV输出SINR性能的影响。仿真结果表明子带LCMV 算法可有效提高性能,并可在不降低性能的条件下降低阵元需求。     

基于蜂群算法和新阈值函数的信号去噪算法

针对阈值和阈值函数的调节参数取值问题,提出一种基于人工蜂群优化算法的带参新阈值函数的信号去噪算法。首先,验证带参新阈值函数的连续性、高阶可微性、参数可调性;其次,根据最小均方误差（MSE）策略,利用人工蜂群优化算法优化各分解层的阈值和调整参数,得到最优去噪信号;最后,利用信噪比（SNR）、MSE指标验证信号的去噪效果。实验结果表明,人工蜂群优化算法选取的阈值参数和新小波阈值函数可以有效地对带噪信号去噪。     

一种用于DQPSK卫星通信系统中窄带干扰检测的新方法

以频分多路(FDMA)差分四相移键控(DQPSK)调制方式的数字卫星通信中抗窄带干扰项目为背景，在建立干扰的数学模型基础上，提出了一种变换域方法——快速傅立叶(FFT)变换方法进行干扰检测。这种方法不是采用一个统一的门限值，而是用类似于信号功率谱形状的门限来检测信道中干扰的载波频率、功率、带宽，并根据这些检测值更加精确地设计陷波器的参数。仿真表明当输入信号的信干比为-42dB时，用类似于信号功率谱形状的门限设计的陷波器输出端的信干比为-18dB，而用传统门限设计的陷波器输出端的信干比为-24dB。新方法比传统方法输出信干比提高了6dB。     

全双工MIMO中继系统中一种高性能波束成形算法

全双工中继系统相比于半双工中继系统可以极大地提高频谱利用率,但是中继收发端之间的信号泄漏严重影响全双工系统的性能。为了抑制基于译码转发的全双工多输入多输出中继系统的自干扰,提高信息传输速率,提出了一种波束成形算法。该算法在中继站采用基于最小均方误差的接收与发射波束成形,并联合两个波束成形矩阵建立迭代结构以得到最优解。仿真表明,同传统的零空间投影与最大化信干比算法相比,提出的算法能够有效提高系统性能。在中高信噪比时,该算法较最大化信干比算法获得0.8 bit/(s·Hz)左右的速率增益;当误码率达到10-3以及更低时,该算法相比于最大化信干比算法能获得1.5 dB左右的信噪比增益。     

心电信号的小波阈值去噪算法研究

本文采用基于小波变换的阈值去噪方法对心电信号进行了去噪处理.给出了基小波、分解尺度、阈值的具体选择方法,在比较采用不同的基小波进行阈值处理方法的基础上.给出了采用coif4小波进行局部自适应软阈值处理的改进算法.实验结果表明,采用该算法降噪后信号的信噪比为34.019dB,将原含噪信号的信噪比提高21.879dB,去噪效果较好.     

利用遗传粒子滤波的单通道扰信盲分离算法

针对低信噪比条件下单通道通信信号与干扰盲分离问题,本文提出了一种基于遗传粒子滤波的单通道盲扰信分离新算法.该算法首先建立了受扰信号的状态空间模型,并利用粒子滤波得到通信码元和未知参数的最大后验估计.针对标准粒子滤波中存在的粒子退化现象,本文引入了遗传进化操作来迭代估计优质粒子,在减少了所需粒子数量的同时,又保持了序贯估计过程中粒子集合的多样性和优质性,使新算法在低信噪比条件下具有更好的分离效果.仿真结果表明,新算法在干信比小于15 dB,信噪比大于10 dB的条件下,可以有效地从单路接收的受扰信号中分离出通信信号与干扰.     

基于改进型CGAN的水声信号降噪模型

为降低噪声对水下通信的影响,提出一种基于生成式对抗网络(generative adversarial networks, GAN)和深度卷积神经网络(deep convolutional neural networks, DCNN)的组合降噪处理模型。在数据预处理阶段优化数据分帧策略,最小化接收信号的正交性破坏,通过将含有噪接收信号与不含噪的发射信号的实部、虚部特征分别训练,建立一个同步估计的学习模型进行降噪处理,达到抑制噪声影响的目的。仿真结果表明,在-25 dB～10 dB范围内信噪比变化,所提算法具有更低的通信误码率,湖上实验进一步验证了算法的有效性。     

认知MIMO网络中增强型干扰对齐算法

针对认知多输入多输出（MIMO）网络中传统基于最大信干噪比的干扰对齐算法,在发送多数据流时随着信噪比的增加不易收敛以及数据流之间的干扰突出的问题,提出一种充分考虑数据流间干扰并进行迭代限制的干扰对齐算法。首先,次用户通过编码设计消除主次间的干扰;然后,在消除主用户之间和次用户之间干扰时,根据信道互易性,运用广义瑞利熵计算基于最大信干噪比算法的预编码与干扰抑制矩阵,并在迭代过程中,每次迭代始终使预编码与干扰抑制矩阵先满足干扰功率在期望信号空间最小;最后,结合次用户间MIMO干扰信道、主次用户间构成的MIMO干扰信道以及次用户网络干扰对齐的必要性,推导出次用户可达自由度上限。实验结果表明,相比传统最大信干噪比算法,所提算法在信噪比较低时次用户总容量无明显提高,但随着信干噪比的增加其优势越来越明显;当达到收敛时,所提算法迭代次数比传统最大信干噪比算法约减少40%。因此,所提算法能够提高系统容量且加快收敛。     

一种新的子空间投影抗干扰改进算法

子空间投影算法是一类重要的天线阵抗干扰算法。在强干扰环境下,子空间投影抗干扰算法能够有效抑制强干扰,但同时也会造成有用信号损耗。本文从天线阵列增益的角度出发,提出一种基于子空间投影的抗干扰新算法,以有效降低有用信号损耗。仿真实验结果证明,本文提出的新算法可使阵列输出载噪比至少提高1.2dB。     

共形阵空域极化域联合滤波研究

给出了完全极化情形下由N个正交偶极子构成的极化敏感阵列(共形阵)滤波性能.期望信号和干扰信号来自任意方向,并且任意极化,利用最小均方误差(LMS)自适应算法,推导了输出信号干扰噪声比(SINR)的计算公式.与普通阵列相比较,极化敏感阵列不仅可以在空域滤波,而且可以在极化域滤波,当干扰和期望信号到达角差别较大时,阵列通过调整方向特性抑制干扰、增强信号;当干扰信号和期望信号到达角接近时,仍然可以利用它们极化状态的差异提高SINR.具体算例和仿真结果验证了理论分析的正确性.     

电磁干扰环境下的航空通信距离计算

航空通信系统面临的电磁环境越来越复杂。在电磁干扰环境下对视距频段的航空通信距离计算还缺乏系统的定量分析。基于通信质量限定条件下的通信距离与地球曲面特性限定条件下的无线信号传输视距，定义无扰视距、有扰视距、信干噪比距离和信噪比距离等参数的概念，推导了这些参数的计算模型；构建了接收端位于发射端和干扰端之间时最大接收距离的选择流程；仿真分析了最大接收距离与干扰功率、终端高度、干扰端与发射端之间的距离等参数之间的变化关系；得出了相关参数变化时通信距离的变化关系及对应的限定条件，为电磁干扰环境下航空通信距离的计算分析提供手段，为航空通信系统的有效使用提供支持。     

Multicell power allocation method based on game theory for inter-cell interference coordination

As a new technology, coordinated multipoint (CoMP) transmission is included in LTE-Advanced study item. Moreover, the network architecture in LTE-Advanced system is modified to take into account coordinated transmission. Under this background, a novel power allocation game model is established to mitigate inter-cell interference with cellular coordination. In the light of cellular cooperation relationship and centralized control in eNodeB, the power allocation in each served antenna unit aims to make signal to interference plus noise ratio (SINR) balanced among inter-cells. Through the proposed power allocation game algorithm, the users’ SINR can reach the Nash equilibrium, making it feasible to reduce the co-frequency interference by decreasing the transmitted power. Numerical results show that the proposed power allocation algorithm improves the throughput both in cell-center and cell-edge. Moreover, the blocking rate in cell-edge is reduced too.     

基于拉格朗日的雷达方位超分辨方法研究

民用导航雷达的方位分辨率与天线孔径尺寸相关,大孔径天线在工程实践中受等多种条件制约,难以广泛应用。本文提出一种基于拉格朗日的方位超分辨方法。对方位信号向量进行数据补充,将卷积扫描模型转换为矩阵-向量乘积形式。对天线方向图奇异值分解,结合BFGS算法构造二次规划观测模型。利用拉格朗日法计算模型最优解,进而重建目标原始方位信号,实现目标方位超分辨。实验结果表明,在信噪比(Signal to noise ratio, SNR)为10~20 dB时,本文方法具有良好的分辨效果,与对偶-对数障碍法相比,该方法可获得较高的信号重构误差比(Signal reconstruction to error ratio, SRER)。     

基于干扰消除的MIMO-OTFS系统信号检测研究

高迁移率条件下正交时频空间(OTFS)调制技术的性能优于正交频分复用(OFDM),而在常规的多输入多输出系统(MIMO)信号检测中,基于干扰消除信号检测技术的复杂度较大.针对此缺点,提出了一种改进的基于信干噪比(SINR)排序的信号检测算法.该算法先算出每一层信号的信干噪比,然后利用信息传递(MP)检测技术检测出每一层信号并通过干扰消除检测出全部信号.最后通过仿真对算法进行了验证,结果表明改进后的算法具有更好的性能.     

自适应阵列智能天线抗干扰性能研究

分析了自适应阵列智能天线的基本原理,给出了基于复数LMS算法的自适应阵列智能天线波束形成方法,同时对该智能天线抗干扰性能进行了Matlab仿真,理论分析和仿真结果表明:自适应阵列智能天线阵能够实时地调整天线方向,使天线的主波束对准期望信号方向,零陷对准干扰方向从而抑制干扰信号,在干扰和低信噪比环境下,接收端使用智能天线可以大大降低误码率,该智能天线具有较强的抗干扰性能。     

半球面共形阵列波束综合技术研究

针对天线的抗干扰提高信噪比问题,球面阵列天线的增益在不同方向灵活可变的优点,但球面阵列天线是非线性的,没有解析解,传统的线性波束综合方法很难解决球面阵列天线复杂多约束的增益问题。为解决上述问题,使用了零陷技术。现有的方法着重干扰方向已知情况下的零陷形成技术,而对干扰方向未知多变的情况研究很少,采用改进的遗传算法用于复杂的宽角零陷形成,可以解决干扰方向未知情况下的零陷形成难题。