基于EM算法的联合数据关联与空间配准

针对雷达量测存在漏探测情况下的数据关联与空间配准问题,提出了一种基于期望最大化（EM）算法的联合数据关联与空间配准算法。该算法使用EM算法对空间配准问题中的系统偏差进行估计,采用多维分配算法进行数据关联,通过迭代进行数据关联和空间配准,最终得到收敛的系统偏差估计和关联正确率。仿真实验结果表明：在雷达探测为非全探测时,文中提出的联合数据关联与空间配准算法能够有效地估计系统偏差,有较强的抗噪性和鲁棒性。     

基于极大似然的联合数据关联与空间配准

针对雷达量测存在漏探测情况下的雷达之间数据关联与雷达系统误差估计问题,提出了基于极大似然(ML)的联合数据关联与空间配准算法。该算法采用多维分配算法进行数据关联,使用ML 对空间配准问题中的系统偏差进行估计,通过迭代进行数据关联和空间配准,最终得到收敛的系统偏差估计和关联正确率。仿真实验表明:在雷达探测存在漏探测时,文中提出的算法能够有效地进行数据关联和估计系统偏差,有较强的抗噪性和鲁棒性。     

基于有限记忆最小二乘的雷达误差配准算法

针对非合作目标多雷达组网中的系统误差配准问题,介绍了基于地心地固坐标系的三维空间配准模型,以及常用的雷达误差配准方法——最小二乘法。为了能够实时估计出系统偏差,并解决最小二乘等批处理算法在求解系统误差过程中数据量、计算量和存储量随时间递增的问题,提出了基于广义最小二乘法的有限记忆最小二乘法。通过一个实例,对新算法进行Matlab仿真,结果证明了算法的正确性和有效性。     

基于合作目标的动态舰载平台综合系统误差估计

动平台传感器配准中综合系统误差估计是误差估计领域中的一个难题。针对舰艇动平台环境下的综合系统误差估计问题,利用合作目标提供的高精度GPS导航信息,提出了两种误差估计方法。方法 1基于等效偏差模型,通过建立综合系统误差观测模型,将等效偏差中互相耦合的误差分量解耦,利用近似的等效偏差值估计综合系统误差各误差分量,克服了等效偏差模型的不足;方法 2通过分析经误差传递后综合系统误差分量对舰艇地理坐标系下目标定位精度的影响,对影响函数进行线性化处理,从而建立综合系统误差观测方程,完成综合系统误差估计。仿真验证在两种情形下进行,仿真结果表明两种方法估计性能互有优劣,但方法 2总体表现好于方法 1。利用两种方法估计出来的结果进行误差修正,修正后的航迹精度与修正前相比均有了大幅提高,能够满足舰艇平台实际作战需要。     

一种机载组网雷达协同目标检测算法

多机协同的机载雷达组网联合目标探测可有效提高复杂电磁干扰环境下对隐身弱目标的探测能力。文中针对机载雷达组网探测时空间配准误差大、协同探测难以实现的难题,提出了一种基于轨迹空间配准的协同目标检测算法,通过雷达间少量距离-多普勒域数据及低检测门限下目标轨迹域数据的交互,采用极大似然估计广义似然比检测器对目标进行联合恒虚警检测(CFAR),并通过轨迹域空间配准与CFAR的迭代计算,实现配准精度和目标联合检测性能的双提升。数值仿真实验的结果表明,在四部雷达组网工作时,在相参积累后信噪比9 dB、虚警概率10^-4的典型场景下,经过迭代处理,空间配准精度可达到一个距离-多普勒分辨单元;对目标的检测概率由单部雷达的28.5%提高到四部雷达协同下的83.67%。     

多目标雷达组网实时系统偏差稳健估计研究

针对多目标情况下雷达组网的误差配准问题,提出了一种基于Kalman滤波和数据融合的系统偏差实时稳健估计方法。首先,利用Kalman滤波的实时配准算法得到各个目标对雷达系统偏差的估计结果;然后,通过估计结果的实时融合进一步减小估计误差;最终得到较高精度的实时系统偏差估计。仿真结果表明,该算法可以有效地实现多目标情况下的实时误差配准。     

基于非合作目标的误差配准算法

误差配准是消除传感器系统误差必不可少的过程。针对非合作目标情况下如何估计传感器系统误差的问题,提出了一种基于线性卡尔曼和最小二乘的三维误差配准算法。该算法考虑了地球曲率的影响, 解决了传统的二维算法无法估计俯仰角系统误差的问题。通过构造系统模型, 将传感器系统误差和目标运动情况统一到同一量测方程中, 并结合线性卡尔曼和最小二乘得到系统误差的估计。仿真结果表明, 该方法能有效地估计包括俯仰角误差在内的多种系统误差。     

非合作式双基地雷达系统设计与验证

非合作双基地雷达在目标探测的安全稳健等方面展现了优越的性能。本文首先从双基地雷达同步这一关键问题出发,分析合作和非合作双基地雷达的差异,推导非合作双基地雷达目标定位原理。进一步设计非合作双基地雷达系统,解决时空同步问题,提取直达波和目标散射波的特征参数,解析两者路径差、接收方位、俯仰等信息,最终求解目标接收距离,实现目标定位。雷达协同探测试验采用实测数据验证了非合作双基地技术体制的可行性,为目标探测定位提供了有效的方法。     

LFM雷达对临近空间高超声速目标的跟踪研究

针对临近空间高超声速目标跟踪的问题,提出了一种ECEF坐标系下基于径向速度补偿和相邻时刻目标量测对消处理的高超声速目标跟踪算法.首先,充分分析了目标高超声速运动对雷达探测跟踪的影响,并在此基础上合理构建了目标高超声速运动下的量测模型,以避免模型失配所引起的滤波发散问题;其次,利用解模糊处理后的径向速度估计对目标高超声速运动引起的高动态偏差做近似补偿,以将问题转换为低系统偏差下的状态估计问题,最后,通过基于相邻时刻目标量测对消处理的单雷达量测方程构建,可有效回避低系统偏差存在下的航迹关联问题,进而实现临近空间高超声速目标的可靠跟踪.仿真结果表明,与现有的临近空间目标跟踪算法相比,该算法具有较高的定位跟踪精度.     

基于激光成像雷达的空间非合作目标相对导航技术

激光成像雷达具有工作距离长、工作频率高、波束窄,距离和角度测量精度高,受光照条件影响小等诸多优势,在空间应用上的需求越来越迫切。主要介绍了国内外激光成像雷达在轨应用现状,并介绍了基于激光成像雷达的空间非合作目标相对导航的主要关键技术,包括应用激光成像雷达的相对位姿测量技术和相对导航滤波技术,最后给出了应用激光成像雷达的相对位姿测量仿真结果。仿真实验结果表明:基于激光成像雷达的非合作目标相对导航技术具有受空间环境影响小、测量精度高的优势,方案合理可行,满足空间非合作目标相对导航任务需求,可应用于近距离空间目标的在轨维护与服务和空间操控,为我国后续开展相关工程应用提供技术参考。     

PSO-optimized Pareto and Nash equilibrium gaming-based power allocation technique for multistatic radar network

At present, multiple input multiple output radars offer accurate target detection and better target parameter estimation with higher resolution in high-speed wireless communication systems. This study focuses primarily on power allocation to improve the performance of radars owing to the sparsity of targets in the spatial velocity domain. First, the radars are clustered using the kernel fuzzy C-means algorithm. Next, cooperative and noncooperative clusters are extracted based on the distance measured using the kernel fuzzy C-means algorithm. The power is allocated to cooperative clusters using the Pareto optimality particle swarm optimization algorithm. In addition, the Nash equilibrium particle swarm optimization algorithm is used for allocating power in the noncooperative clusters. The process of allocating power to cooperative and noncooperative clusters reduces the overall transmission power of the radars. In the experimental section, the proposed method obtained the power consumption of 0.014 to 0.0119 at K = 2, M = 3 and K = 2, M = 3, which is better compared to the existing methodologies—generalized Nash game and cooperative and noncooperative game theory.     

基于窄带测距信息的空间目标微动特征检测与估计

微动目标被线性调频信号照射时,由于距离-多普勒耦合效应,微多普勒的存在会使得目标测量距离发生偏差。该文以匀速转动目标为例,从理论上证明了这种测距偏差随时间呈正弦规律变化,并且可以被跟踪雷达所观测。在此基础上,针对窄带跟踪雷达系统,提出了一种目标微动特征检测与参数估计的新方法,以空间目标精密跟踪雷达的典型参数为依据,设计了仿真实验和暗室动态测量实验,分析结果证明了该文的观点以及检测与估计方法的有效性。     

基于遗传算法的OTHR机动弱目标检测

天波超视距(OTH)雷达系统中,为了获得较高的多普勒分辨率,通常会采用长的相干积累时间,但对于机动目标,长相干积累时间会导致回波的多普勒展宽,不利于检测。对于弱目标,由于其能量低,容易被强目标掩盖,加大了检测难度,针对这一问题,提出一种基于目标运动参数估计的OTHR机动弱目标检测方法。利用遗传算法优越的参数估计性能这一特点,采用遗传算法估计各目标的运动参数,并引入"clean"算法的思想,在时域上逐个减去强目标,以消除强目标的掩盖效应。又考虑到遗传算法的运算量较大,进一步提出采用时频分析算法估计各参数范围,减小遗传算法的运算量。仿真结果表明,与已有算法相比,文中算法具有更高的参数估计精度和弱目标检测性能。     

Competitive Resource Sharing Based on Game Theory in Cooperative Relay Networks

This letter considers the problem of resource sharing among a relay and multiple user nodes in cooperative transmission networks. We formulate this problem as a sellers’ market competition and use a noncooperative game to jointly consider the benefits of the relay and the users. We also develop a distributed algorithm to search the Nash equilibrium, the solution of the game. The convergence of the proposed algorithm is analyzed. Simulation results demonstrate that the proposed game can stimulate cooperative diversity among the selfish user nodes and coordinate resource allocation among the user nodes effectively.     

基于多普勒谱优化的HRWS SAR系统通道相位偏差估计算法

方位多通道SAR系统通过抑制多普勒模糊,能够实现高分辨率和宽测绘带(HRWS)对地观测。针对通道间幅相偏差会导致成像结果中出现目标模糊分量的问题,该文提出一种通道相位偏差估计算法。该算法利用通道间相位偏差会造成多通道重构方位谱在主瓣内展宽的特性,通过优化多谱勒谱能够实现通道相位偏差的有效估计。该算法在通道相位偏差估计前不需要进行多普勒中心估计,减小了由多普勒中心估计不准引入的误差,并且在低信噪比的情况下仍然具有良好的估计性能。基于仿真数据和实测数据的实验验证了该文算法的有效性。     

Dynamic theoretic proactive caching placement game for energy saving in H‐CRAN

Edge caching is an effective feature of the next 5G network to guarantee the availability of the service content and a reduced time response for the user. However, the placement of the cache content remains an issue to fully take advantage of edge caching. In this paper, we address the proactive caching problem in Heterogeneous Cloud Radio Access Network (H‐CRAN) from a game theoretic point of view. The problem is formulated as a bargaining game where the remote radio heads (RRHs) dynamically negotiate and decide which content to cache in which RRH under energy saving and cache capacity constraints. The Pareto optimal equilibrium is proved for the cooperative game by the iterative Nash bargaining algorithm. We compare between cooperative and noncooperative proactive caching games and demonstrate how the selfishness of different players can affect the overall system performance. We also showed that our cooperative proactive caching game improves the energy consumption of 40% as compared with noncooperative game and of 68% to no‐game strategy. Moreover, the number of satisfied requests at the RRHs with the proposed cooperative proactive caching scheme is significantly increased.     

基于级联滤波的多AUV协同定位算法

针对交替领航下的多自主水下航行器(AUV)协同定位系统,利用级联滤波架构设计了一种多 AUV 协同定位自适应滤波算法,通过将协同定位系统中的跟随 AUV 状态估计分解为航向估计与位置估计两部分,克服了在仅有部分距离量测下航向角估计可观测性差的影响,减小了距离量测误差模型不确定所引起的定位误差波动。同时,引入算法复杂度评价标准对所设计的级联自适应滤波算法进行分析。仿真结果表明,该算法具有较高的定位精度,可有效降低计算复杂度。     

Radon-Wigner变换改进算法在多目标分辨及参数估计中的应用

提出了一种改进的Radon—Wigner变换方法应用于多目标分辨与参数估计。文中首先分析了基于Radon—Wigner变换的参数估计原理,针对WVD平面上的优化搜索问题,提出了变尺度两级搜索算法,以相对较小的计算量,提高了参数估计的精度。对于多分量信号的分辨,应用频域信号分离技术,有效抑制了强信号对弱信号的影响。仿真结果表明：上述方法减小了算法的计算量,提高了多目标分辨性能。     

无线网络中基于位置的能量高效协作路由算法

为了降低无线网络中路由的整体发射功率,该文提出了一种基于位置的能量高效协作路由(LBCR)算法。首先分析了协作链路在一定中断概率要求下的发射功率性能,理论分析表明,合适的协作节点可以降低协作链路的发射功率。在自适应转发分群路由(AFCR)算法的基础上,LBCR算法利用节点位置信息为每跳选择合适的中继节点,然后结合多跳协作策略,建立从源节点到目的节点的协作路由。仿真结果表明,与无协作的AFCR算法和基于一跳协作的MPCR算法相比,LBCR算法可以明显改善路由的整体发射功率。     

基于联合稀疏重构模型的双基MIMO雷达off-grid目标参数快速估计

针对多输入多输出(MIMO)雷达二维参数稀疏估计中的不在格点上(off-grid)目标问题,利用两次泰勒展开对信号模型进行修正,构建联合稀疏重构模型,将off-grid问题转化为联合稀疏重构问题;为降低计算复杂度,针对该联合稀疏重构模型提出Joint-2D-OMP算法。仿真结果表明:所提模型和算法在解决off-grid问题的同时,可有效提高参数估计的速度。