散射通信中OFDM/OQAM的ICI和ISI分析

散射通信以其特有性能在无线通信领域发挥着重要作用,但存在传播损耗大、多径传输和衰落问题,基于交错正交幅度调制的正交频分复用系统(OFDM/OQAM)无需循环前缀,既具有传统正交频分复用系统(OFDM)抗多径干扰的优势,又利用滤波器组消除多径信道之间的符号间干扰(ISI)和载波间干扰(ICI),而无需保护间隔,提高了频谱利用率。建立了对流层散射信道抽头延迟线信道模型,分析了ICI和ISI的数学统计特性,将OFDM/OQAM系统与CP-OFDM/QAM系统进行对比。仿真分析表明:散射信道下OFDM/OQAM系统较传统的OFDM系统抑制ICI和ISI具有明显优势,误码率(BER)明显降低,为实现散射信道的高速率、大容量可靠通信提供了的方向指导。     

OQAM/OFDM系统中基于压缩感知的离散导频信道估计方法

针对多径信道条件下,偏移正交幅度调制的正交频分复用(OQAM/OFDM)系统中采用导频序列方式进行信道估计时导频开销较大的问题,提出一种基于压缩感知的离散导频信道估计方法。该方法利用无线信道的稀疏特性,建立基于压缩感知的OQAM/OFDM系统信道估计模型,对离散导频结构进行了优化设计,使较少的导频符号随机分布在子载波上,在接收端利用信号恢复算法实现信道估计。该方法能够显著减少导频数量,并实现高精度信道估计性能,通过实验仿真对比验证了所提方法在慢时变和快时变的无线信道条件下的有效性。     

一种空中目标航迹聚类方法研究

针对目前传统航迹聚类方法的不足,提出一种空中目标航迹聚类方法。首先提出一种航迹自适应拟合算法,对空中目标航迹进行拟合提取航迹特征;然后,在所提取的航迹特征基础上提出基于k-means算法的航迹聚类方法,通过对航迹特征点及拟合曲线的聚类,将同一类航迹聚类形成相似航迹簇;最后通过实验仿真,验证了该聚类方法的有效性。     

短波信道模型仿真实现及改进算法研究

针对短波信道多径、衰落、多普勒频移和频扩的特点,设计了一种以Watterson模型为基础的纯软件短波信道仿真算法,并应用Matlab进行仿真实现,仿真结果验证了算法的有效性.同时,就Watterson模型中各子路径的时间延迟和多普勒频移不是时变参数这一不足,提出了模型的改进方案,将多径时延和多普勒频移建模为满足高斯分布的随机变量,从而更好地反映短波信道的时变特性,扩展了Watterson模型的适用条件和有效带宽,并进行了仿真验证.该算法既适应于全数字化短波通信系统的仿真,又可以方便地应用到短波信道半实物模拟器中,具有重要的实际意义.     

基于判别分析阈值滤波协作通信系统信道估计

在基于正交频分复用技术的放大转发协作通信系统中,针对传统信道估计算法估计精度差的问题,提出一种基于判别分析阈值滤波离散傅立叶变换信道估计算法。该算法首先通过设置改进的阈值门限初步获得信道有效抽头,然后利用马氏距离判别分析对已检测出的信道抽头修正。仿真结果表明:和传统方法相比,提出方法有效地滤除了信道估计中的噪声,改善了信道估计精度和误码率性能。     

海面空-空无线信道特征

针对海上远距通信场景,基于无人机之间的无线通信链路,对接收功率进行实际测量。在大尺度路径损耗方面,采用对数距离线性模型进行拟合,分析海上远距空-空无线信道特征,获取路径损耗指数,并采用射线跟踪方法进行仿真验证,通过仿真所得信道冲激响应在多径时延和功率方面分析产生接收功率快速变化的原因。分析结果表明,近岸的多径反射会造成接收功率的波动,并且会造成路径损耗的升高。利用三种分布函数对测量数据进行分布拟合,分析海面和近岸两种通信条件下空-空无线信道的小尺度分布特征。测量分析结果表明,小尺度特征受陆地反射影响明显,在距离陆地较远的海面呈现高斯分布特征,而在近陆地处未呈现典型分布特征。     

基于回归算法的OFDM系统帧同步和信道估计研究

提出了一种基于回归方法的联合帧同步和信道估计方案.该方案通过添加在OFDM帧格式中的伪噪声码可以得到帧定时和信道冲击响应,由估计到的信道信息,使频域单抽头均衡器完成信号补偿.仿真结果表明:在瑞利信道下,该方案的帧头丢失率要比滑动平均方案和Beek方案低,并且信噪比大于-10 dB时,帧定时的精确度更高.采用该信道估计方案的均方误差要比LS方案和MMSE方案小.最后比较了采用该方案和传统方案的误码性能.     

改进的稀疏子空间聚类算法

在现有的稀疏子空间聚类算法理论基础上提出一个改进的稀疏子空间聚类算法:迭代加权的稀疏子空间聚类。稀疏子空间聚类通过解决l1最小化算法并应用谱聚类把高维数据点聚类到不同的子空间,从而聚类数据。迭代加权的l1算法比传统的l1算法有更公平的惩罚值,平衡了数据数量级的影响。此算法应用到稀疏子空间聚类中,改进了传统稀疏子空间聚类对数据聚类的性能。仿真实验对Yale B人脸数据图像进行识别分类,得到了很好的聚类效果,证明了改进算法的优越性。     

一种新的基于重复共轭对称构前导的OFDM同步算法

针对基于重复共轭对称结构前导的OFDM系统,提出了一种延迟相关与对称相关相结合的符号同步新算法,在搜索出定时度量峰值位置的基础上,使用固定门限搜索出第一条路径。理论分析表明该方法可以实现性能良好的符号同步。在静态多径信道和6径典型市区信道条件下对新提出的算法进行了仿真,仿真结果表明所提算法可有效抑制传统的基于对称定时度量同步算法中存在的定时位置偏移,获得准确的定时性能。     

基于LS信道估计的SC-FDE系统性能研究

无线高速传输系统中存在严重的多径干扰,因此需要采用均衡技术,而均衡技术需要接收端准确掌握信道参数。根据文中设计的帧结构,本文改进了最小二乘(LS)信道估计算法并提出一种新的信噪比估计方法,该改进算法可以在减少运算量的同时保持估计精度。利用估计出的信道参数,文中仿真比较了三种不同均衡技术对系统性能的影响,最终的结果表明,该信道参数估计方法联合判决反馈均衡,可以很好的实现SC-FDE系统的高速信号传输,满足实际系统设计的需要。     

级联结构的阵列天线导航接收机抗干扰及多径抑制方法

阵列信号处理技术因其能够提供空域分辨能力已被广泛应用于卫星导航接收机领域以实现抗干扰和多径抑制。根据干扰和多径信号对导航接收机基带处理影响的不同提出了一种以数字相关器为界线划分的抗干扰与多径抑制两级处理结构:第一级处理在解扩前估计阵列接收数据的空时协方差矩阵,根据干扰信号功率远大于导航信号及噪声的特点利用子空间投影技术实现抗干扰;第二级处理在解扩后进行空间平滑解相干处理,利用基于Householder变换的广义旁瓣相消技术进行波束形成以实现多径抑制。理论分析和仿真结果表明,该级联处理技术能够有效地压制强干扰,并显著减小多径信号对导航接收机伪码测量的影响。     

一种利用小波包函数调制的 MC-CDMA 及其性能

将小波包变换理论应用于多载波码分多址(MC-CDMA)系统,提出一种基于小波包函数的正交调制方法.系统中,发端数据串并转换成若干子信道,每个子信道的数据进行直序扩频,不同子信道上的数据以chip调制不同的小波包函数作为基带传输波形.小波包函数的一系列优良性质,使系统能有效地抗多径干扰,抑制子信道串扰、多址干扰等.本文对系统在多径Rayleigh慢衰落信道中的性能,进行了理论分析和计算机仿真.结果表明,本系统比基于DFT的MC-CDMA有较大的性能改善.     

GPS多天线多径抑制技术

针对小范围多天线系统中多径对各相关通道之间信噪比测量值影响的相关性,采用基于“当前统计”模型的扩展卡尔曼滤波技术得到多径信号各参数,从而消去多径信号影响。分析了多径对信噪比的影响,建立了扩展卡尔曼滤波的状态方程和观测方程。仿真表明,该方法能够有效地降低由多径引起的伪距测量误差和相位测量误差。     

基于Powell法的GNSS卫星轨道拟合算法

针对GNSS导航信号模拟源中卫星轨道计算的高精度实时性要求,提出了一种基于Powell最优化理论的卫星轨道拟合算法。该算法将有限点卫星位置拟合问题转化为无约束极小值问题,使用最优化理论求解卫星轨道模型参数,从而可以方便计算任意时刻的卫星速度、加速度等高阶量。算例结果表明计算卫星星历时,位置误差小于1×10-4m,速度误差小于1×10-6m/s,计算量为广播星历直接计算的1/3;计算精密星历时,位置精度在2cm左右,拟合精度较拉格朗日插值算法提高了大约1倍。通过实际应用,充分验证了算法的有效性。     

一种基于误差包络的多径抑制性能评估准则

多径误差是全球卫星导航系统性能提升的主要障碍之一,相应地多径抑制技术也成为导航领域的研究重点,但是一直缺乏定量解析的多径抑制技术性能评估准则.提出了三项基于误差包络的多径抑制技术性能评估指标;首次推导了ELS技术和Double delta技术的码跟踪多径误差公式,并结合已有的窄相关技术误差公式,给出了以上三种多径抑制技...     

两级滤波结构的导航卫星天线阵抗干扰算法

干扰和多径是影响接收机导航定位性能的两个主要因素。针对卫星导航接收机的抗干扰问题,提出了一种基于两级滤波结构的卫星导航天线阵抗干扰算法。第一级滤波采用功率倒置算法抑制干扰,通过相关解扩提高卫星信号的信噪比,并估计出其空间特征矢量。第二级滤波用估计得到的卫星信号空间特征矢量对第一级滤波输出信号进行加权处理,从而形成指向卫星信号方向的主波束来进一步提高信噪比。仿真结果表明,该算法的性能明显优于功率倒置算法,且非常接近传统的波束形成算法,不需要阵列校正以及姿态测量单元辅助,其实现代价远小于传统的波束形成算法。     

An INS/GNSS integrated navigation in GNSS denied environment using recurrent neural network

In view of the failure of GNSS signals, this paper proposes an INS/GNSS integrated navigation method based on the recurrent neural network (RNN). This proposed method utilizes the calculation principle of INS and the memory function of the RNN to estimate the errors of the INS, thereby obtaining a continuous, reliable and high-precision navigation solution. The performance of the proposed method is firstly demonstrated using an INS/GNSS simulation environment. Subsequently, an experimental test on boat is also conducted to validate the performance of the method. The results show a promising application prospect for RNN in the field of positioning for INS/GNSS integrated navigation in the absence of GNSS signal, as it outperforms extreme learning machine (ELM) and EKF by approximately 30% and 60%, respectively.     

基于监测数据的电磁频谱地图构建与验证

提出基于广义回归神经网络拟合和聚类克里金的构建方法,通过趋势面拟合,将电磁频谱地图构建分解为路径衰减和阴影衰落分量的估计问题,以提升构建精度;设计监测数据聚类和自适应最优邻域选取机制,在保证构建精度的条件下减小计算数据量,以提升构建速度,从而利用数量有限的电磁环境监测数据,在不需要先验信息的条件下实现电磁频谱地图的准确、快速构建。设计并实现电磁频谱地图验证系统,搭建车载数据采集设备,利用实测电磁环境监测数据,验证所提方法的可行性及构建性能。     

一种适用于长基线的改进CIR算法

长基线下,受伪距多径和电离层残差影响,传统的CIR法解算载波相位宽巷模糊度时某些历元无法得到正确的结果,基础载波模糊度的搜索范围也较大。分析了CIR法的模糊度误差,提出了基于载波相位平滑伪距并且消除电离层时延的改进的CIR算法,分析了其误差方差,最后利用Compass系统实测数据对短基线和长基线两种情况下CIR法和改进CIR法的解算结果进行比较。实测数据表明,本文提出的算法能够单历元解算超宽巷模糊度和宽巷模糊度,并且能够大大缩小基础载波模糊度的搜索空间。     

非理想信道下测量零值无偏干扰抑制滤波器设计

现有的抗干扰滤波器在通道非理想特性下会导致接收机测量零值发生偏移,且偏移量与干扰参数相关,其已成为高精度测距接收机实现其精度提升的主要障碍。针对上述问题,从对称通道特性出发,给出一种无偏的时域抗干扰滤波器设计技术。解决了传统的时域抗干扰滤波器在非理想信道下测量零值偏移的问题,且工程实现简单。理论分析和仿真实验进一步验证了方法的有效性,采用该方法可以使测量零值偏移小于0.2 ns。