一种基于虚拟子载波和导频子载波的多天线OFDM系统波束成形算法

在无线通信系统中,正交频分复用(OFDM)和多天线技术结合可以获得频率分集和空间分集,波束成形是其中的关键技术之一.针对多天线系统的波束成形这一主题,一些学者已经提出了很多波束成形算法,用以提高系统的接收性能.本文提出了一种新的波束成形算法,该算法有效地利用了OFDM系统中的虚拟子载波资源.新算法在加性高斯白噪声单径和多径信道中的仿真结果均表明该算法使系统性能得到了显著提高.     

互质阵列信号处理研究进展:波达方向估计与自适应波束成形

阵列信号处理是雷达领域各类应用的核心技术之一。近年来,互质阵列的提出打破了传统方法受限于奈奎斯特采样速率这一瓶颈,其稀疏布设的阵列结构和互质欠采样的信号处理方式大幅降低了系统所需的软硬件开销,为当前不断提升的实际应用需求提供了理论基础和技术前提。鉴于其在自由度、分辨率及计算复杂度等方面的性能优势,互质阵列信号处理的理论和技术研究受到了国内外学者的广泛关注。该文分别从波达方向估计和自适应波束成形这两个阵列信号处理领域的基本问题出发,介绍了互质阵列信号处理方向的研究进展。在互质阵列波达方向估计方面,该文总结了互质子阵分解方法和虚拟阵列信号处理方法等两类典型技术路线,并以此为基础介绍了压缩感知和无网格化技术在低复杂度和超分辨估计等方面的最新研究工作。在互质阵列波束成形方面,该文剖析了其与互质阵列波达方向估计问题的区别与联系,并介绍了面向互质阵列的高效鲁棒自适应波束成形设计方法。该文旨在通过对互质阵列信号处理研究前沿的分类归纳和总结,探讨各类方法的优势和未来的研究方向,为其在雷达等领域的产业需求和实际应用提供理论和技术参考。      

一种微晶SOI的制作及电荷存储性能研究

运用高温熔凝工艺制作了一种Si-(SiO₂-Ta₂O₅-B₂O₃-RO)-Si微晶SOI。实验结果显示,该SOI样品的顶层、底层的单晶硅片结合紧密,中间层为微晶结构,具有良好的绝缘、介电性能;恒压正负电晕充电可以在中间绝缘层建立无源空间电场,获得与栅压相近的表面电位;热刺激放电曲线显示,电流峰位于T=513 K附近且呈正负对称,捕获电荷的能阱深度约为1.22 eV。这表明该微晶SOI是一种具有电荷存储能力的新型SOI复合材料。     

易于硬件实现的OFDM系统采样频率同步算法

分析了正交频分复用（OFDM）系统中采样频率偏移对系统性能的影响,提出了一种在频域进行估计和校正的采样频率同步算法.该算法易于硬件实现,与采用最小二乘法（LS）的估计算法相比可以减少20%的硬件资源,提高1倍的工作速度.根据IEEE 802.11a无线局域网（WLAN）标准进行了算法仿真和现场可编程门阵列（FPGA）上的硬件实现研究.仿真结果表明,无论是在高斯白噪声（AWGN）信道还是多径信道下,该算法均可以有效地对采样频率偏移进行校正,使系统性能符合标准要求.通过在FPGA上的硬件实现以及使用Xilinx的Chip scope Pro进行的在线实时验证表明,该算法可以在占用较少硬件资源的条件下,实时、连续地对信号进行处理,可以作为一个完整OFDM基带处理器的子模块.     

基于FB-CFAR的多径信道阶检测算法

多径信道阶的检测是无线通信参数化信道估计的首要步骤,对系统性能有着重要的影响.然而,目前使用的检测方法大多是基于Akaike信息理论准则(AIC)或最小描述长度准则(MDL)提出的.这些准则在高信噪比条件下性能较好,但在低信噪比时检测性能不好.本文提出了一种基于前后平滑恒虚警率准则(FB-CFAR)的算法来提高信道阶的检测性能.OFDM系统中的仿真结果表明该算法能有效提高低信噪比时多径信道阶的正确检测概率.     

一种新型SOI绝缘硅复合材料的制备与性能表征

提出了一种新型SOI绝缘硅材料及其制备方法。通过高温工艺制备SiO_2-Ta_2O_5-B_2O_3-RO复合粉体,以其为中间层,将上下两层单晶硅片在700～800℃熔凝从而获得Si-insulator-Si 3层结构体。结果表明该样品层间结合紧密、分布均匀,具有良好的高压绝缘性能和介电性能。其绝缘层厚度、深度和性能参数可调,是一种新型的厚膜SOI绝缘硅复合材料。     

基于二次采样的贝叶斯波束成形

当期望信号的波达方向存在不确定时,自适应波束成形器会遭受严重的性能衰减.提出了一种基于二次采样的贝叶斯波束成形算法,根据阵列接收数据计算出一组候选波达方向的后验概率,并根据此后验概率的分布来判断是否需要进行二次采样.对各候选波达方向上的波束成形权值矢量线性加权,得到基于二次采样的贝叶斯波束成形器,权系数是它们各自的后验概率值.仿真结果表明,当实际的波达方向在候选波达方向集合所覆盖的范围之外时,与典型的贝叶斯波束成形算法相比,该算法在性能上有着明显的优势.     

基于逆系统方法的非线性系统内模控制

本文的目标是采用逆系统方法来达到对一类特殊的非线性连续动态系统的跟踪控制。基于高斯基函数的径向基数神经网络以其在函数逼近方面的优势而被用来逼近已知对象的α-阶积分逆系统。为了提高控制精度，我们利用内模控制来减少由于建模及扰动引起的误差作用。仿真结果表明此方法具有理想的效果和高的精度，且内模控制器设计简单。     

STC-OFDM系统中基于扩展贝叶斯滤波的鲁棒共信道干扰抑制算法研究

空时编码正交频分复用(STC-OFDM)系统易受共信道干扰(CCI)影响,利用波束成形可以抑制共信道干扰的影响。然而,目前存在的一些方法都是基于期望信号波达方向(DOA)的精确估计的。实际上,当期望信号的波达方向存在误差时,这些波束成形器的性能将明显下降。为此,该文提出了基于扩展贝叶斯滤波的鲁棒波束成形算法来提高当期望信号的波达方向存在误差时的系统性能。在这一算法中,每一个期望信号的波达方向被看成一个由若干离散样点组成的随机变量。利用贝叶斯公式对这些样点的后验概率进行估计,当有样点的后验概率低于一定的门限值时,对这些样点进行重采样,使有效样点的数目保持恒定。最后,波束成形器的最优权值由这些样点的后验概率加权获取。仿真结果表明,该文算法对抑制多径信道中STC-OFDM系统的共信道干扰具有很强的鲁棒性。