RLS、VSSLMS算法应用于天线组阵的分析及仿真

针对天线组阵常用相关算法Simple、Sumple、Eigen(基于本征值)和LS(最小二乘法)的不足,提出递推式最小二乘法(RLS)和变步长最小均方法 (VSSLMS)这2种新型算法,对其应用于深空网天线组阵进行了研究。对这2种算法进行了仿真,结果表明,RLS算法存在信噪比合成性能随组阵天线数目增加而下降的缺陷,VSSLMS算法具有强信号时信噪比合成性能迅速提高的优点;在接收信号弱并且组阵天线数目较少情况下,RLS算法的信噪比合成性能略好于VSSLMS算法;当接收信号较强尤其是组阵天线数目较多时,VSSLMS算法的信噪比合成性能反而比RLS算法更好一些。     

异地天线组阵相关处理技术研究

深空探测的发展对信噪比的要求越来越高,异地天线组阵利用现有天线设施合成信号,显著提高信号SNR。针对异地天线组阵基线长、钟差大和信号到达时间不一致等特点对异地天线组阵信号合成效率的影响,结合现有集群结构的性能,给出天线组阵信号合成并行算法与Sumple算法相结合的处理方案,并在计算仿真中心上实现4路组阵信号全频谱合成,理论上有6 dB的增益。     

天线组阵中基于SUMPLE的联合信号检测

针对低信噪比下天线组阵信号的检测问题,本文提出了一种基于SUMPLE合成的联合检测算法。传统信号检测算法在低信噪比下的检测效率很低,并且难以直接应用于多天线组阵系统。本算法综合利用SUMPLE合成时权值收敛特性以及各路信号之间强相关性,对信号存在性进行检测。理论分析和仿真结果表明,该算法具有适用于多天线组阵系统以及检测概率高的优势。并且在接收信号信噪比低至-12dB时,算法仍然有80%以上的检测概率,提高了传统多天线组阵信号检测的性能。      

天线组阵中基于循环相关的BPSK信号合成方法研究

深空网天线组阵中的干扰信号会严重影响信号的合成性能.针对全频谱合成方式下的SIMPLE合成算法,推导了干扰相关时合成信号的信噪比计算公式.分析了基于循环互相关的载波相位差估计方法,提出了BPSK信号循环自相关的相位差估计方法,并首次将两种方法应用到了天线组阵信号合成技术中.理论分析和仿真实验表明,在不增加额外计算量的基...     

群时延失真对天线组阵合成信噪比的影响分析

为量化分析天线信道间群时延失真分布的差异性对天线组阵合成信噪比的影响,首先建立了天线组阵信道群时延失真分布特性的数学模型,并基于该数学模型,利用分数时延全通滤波器对群时延全通滤波器进行补偿,从而建立了能够准确模拟数学模型群时延分布特性的仿真模型,而后通过理论分析得到了点频和宽带两种信号形式的合成信噪比损失计算公式,最后仿真验证了理论分析的正确性。研究结果表明,天线数越多、带宽越宽、群时延分布差异性越大,合成信噪比损失越大,对于天线数为100,带宽为1GHz的大规模宽带天线组阵,当频带边缘群时延的标准差大于4 ns时,合成信噪比损失大于0.5 dB。      

基于子空间的宽带信号时延差与相位差估计方法

针对现有的Simple、Sumple等互相关类算法无法分辨多个信源的问题，结合子空间算法中的超分辨估计——Music算法，提出了基于子空间的子带相位差估计算法——Music-Simple。对Music-Simple算法的合成性能进行了仿真分析并与传统的Music算法进行对比，验证了Music-Simple算法的正确性。结果表明，Music-Simple具有分辨多个信源的能力，可以同时估计出多个信源在多个接收天线处的相位差，显著提升了对包含多个信源信号的合成性能。     

基于MVDR算法的频控阵雷达干扰抑制方法北大核心CSCD

为提高频控阵雷达的抗干扰能力,针对基于最小方差无失真响应(MVDR)波束形成算法的频控阵雷达干扰抑制方法进行了研究。首先,构建了频控阵阵列系统的信号模型,基于信号模型推导了基于频控阵的MVDR波束形成算法;然后,将传统相控阵中的MVDR波束形成算法应用到频控阵当中;最后,通过仿真分析了MVDR波束形成算法的抗干扰能力。仿真结果表明:采用MVDR波束形成算法能够实现目标位置增益最大;此外,信号输出信噪比随输入信噪比的增大而逐渐增大。文中研究能有效提高频控阵雷达在距离与角度维度的抗干扰能力,对于提升雷达检测系统的性能具有重要意义。     

基于压缩感知的圆阵自适应数字波束形成算法

根据目标在空间的稀疏性,在圆形面阵的接收端,提出了一种基于压缩感知的自适应数字波束形成算法.该算法在不改变波束性能与天线口径的前提下,可以大大减少实际的阵元数目,是一种新的稀布阵方法.在阵元稀布的情况下,根据压缩感知的压缩采样理论,先用重构算法恢复缺失通道的回波信息,然后利用恢复得到的信号计算自适应权系数,得到理想的自适应数字波束方向图.不同信噪比和干噪比情况下的仿真结果验证了所提算法的正确性和有效性.     

基于最小二乘的天线组阵合成权值及信噪比盲估计

针对天线组阵中的合成权值估计问题,提出了一种基于最小二乘的权值盲估计及多路信号盲信噪比估计算法.该算法利用多路信号间的协方差矩阵,分别构建关于信道幅度增益与相位旋转因子的超定方程组,最终通过最小二乘方法完成权值及信噪比的估计.仿真结果表明,该算法的权值估计性能在低信噪比条件下比EIGEN算法有明显改善;同时较现有基于矩...     

智能天线中导频符号辅助的载波频偏估计

首先定量分析了智能天线的阵元和导频符号数目增减对频偏估计性能的影响;然后借助于自适应阵加权结构,提出了一种存在共信道干扰(CCI)时,导频辅助估计频偏的新算法,该方法的自适应权只是中间变量,所以并不需要系统真正采用自适应结构,也不需要已知天线阵列流形.计算机仿真表明,该算法可以充分地利用多阵元和导频符号,有效抑制了CCI,使频偏估计性能接近于克莱美-罗界.     

应用于卫星多波束天线的自适应波束形成算法比较

射频干扰会严重影响卫星通信链路性能,而自适应调零天线是一种有效的卫星抗干扰措施.本文对应用于多波束天线的各种自适应波束形成算法进行对比分析,理论分析与仿真结果皆表明,DMI和RLS算法相对经典的LMS算法而言,在收敛速率和输出信噪干扰比上皆有相当的优越性.这些快速算法适合卫星通信的干扰抑制应用.     

非均匀天线组阵中引入对角加载的合成算法

针对非均匀天线组阵中常用的SUMPLE与PMFM(Proposed Matrix-Free Method)算法合成性能较差的问题,分别在SUMPLE与PMFM算法模型中引入对角加载技术,提出了一种新的信号合成算法.该算法利用权值幅度估计各路噪声功率,并对角加载到权值迭代算法中以得到准最优复权值向量.理论分析与数值仿真均表明,在不明显增加计算量的基础上,新算法在非均匀组阵中的合成损失明显低于SUMPLE与PMFM算法,同时新算法的收敛速度也与各自模型算法相当,因此更加适用于实际组阵系统,具有重要的工程应用价值.     

OFDM系统中时域和频域波束形成的比较

正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplex)和智能天线的结合能够有效的提高频谱利用率和增大系统容量。在OFDM系统中,智能天线的算法有两种:时域(Pre-FFT)波束形成和频域(Post-FFT)波束形成算法。Post-FFT被普遍认为性能上优于Pre-FFT。研究了这两种算法,并基于Matlab仿真工具,给出了两种方法在不同天线阵元数、导频数、信道多径数下的误码率比较。仿真结果表明,时域波束形成和频域波束形成在不同情况下各能展现出优于对方的表现。     

Spatial Modulation

Spatial modulation (SM) is a recently developed transmission technique that uses multiple antennas. The basic idea is to map a block of information bits to two information carrying units: 1) a symbol that was chosen from a constellation diagram and 2) a unique transmit antenna number that was chosen from a set of transmit antennas. The use of the transmit antenna number as an information-bearing unit increases the overall spectral efficiency by the base-two logarithm of the number of transmit antennas. At the receiver, a maximum receive ratio combining algorithm is used to retrieve the transmitted block of information bits. Here, we apply SM to orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) transmission. We develop an analytical approach for symbol error ratio (SER) analysis of the SM algorithm in independent identically distributed (i.i.d.) Rayleigh channels. The analytical and simulation results closely match. The performance and the receiver complexity of the SM-OFDM technique are compared to those of the vertical Bell Labs layered space-time (V-BLAST-OFDM) and Alamouti-OFDM algorithms. V-BLAST uses minimum mean square error (MMSE) detection with ordered successive interference cancellation. The combined effect of spatial correlation, mutual antenna coupling, and Rician fading on both coded and uncoded systems are presented. It is shown that, for the same spectral efficiency, SM results in a reduction of around 90% in receiver complexity as compared to V-BLAST and nearly the same receiver complexity as Alamouti. In addition, we show that SM achieves better performance in all studied channel conditions, as compared with other techniques. It is also shown to efficiently work for any configuration of transmit and receive antennas, even for the case of fewer receive antennas than transmit antennas.     

空间光通信中分布式天线的信号检测研究

针对空间光通信中随机信道传播时延导致接收信号符号间干扰的特殊性使分布式发射天线多入多出(MIMO)信号的线性检测算法更加复杂这一问题,提出了一种基于Neyman-Pearson(NP)融合准则的分布式天线信号检测算法。仿真结果表明,当接收信号同步时,NP算法具有较好的健壮性,其性能优于等增益合并(EGC)算法,与最佳合并(OC)算法相当;当接收信号异步时,NP算法要明显优于EGC和OC算法,抑制接收符号间干扰,能体现出分布式天线系统的空间分集性能。     

A phase-lock receiver for the arraying of independently directed antennas

This paper describes a phase-lock receiver designed to accomplish the arraying of four independently steerable antennas and provides some measured performance data. The results indicate that the performance of such an array will be comparable to that of a single antenna with the same aperture and a conventional phase-lock receiver.