基于Hilbert信号空间的未知干扰自适应识别方法

针对大样本下未知干扰类型的分类识别问题,该文提出一种基于信号特征空间的未知干扰自适应识别方法。首先,基于Hilbert信号空间理论对干扰信号进行处理,建立干扰信号特征空间,进而利用投影定理对未知干扰进行最佳逼近,提出基于信号特征空间的概率神经网络(PNN)分类算法,并设计了未知干扰分类识别器的处理流程。仿真结果表明,与两种传统方法相比,该方法在已知干扰的分类精度方面分别提高了12.2%和2.8%;满足条件的未知干扰最佳逼近效果随功率强度呈线性变化,设计的分类识别器在满足最佳逼近的各类干扰中总体识别率达到91.27%,处理干扰识别的速度明显改善;在信噪比达到4 dB时,对未知干扰识别准确率达到92%以上。

阵列天线分析中渐近波形估计技术的应用研究

利用矩量法(methodofmoments,MoM)结合渐近波形估计(asymptoticwaveformevaluaton,AWE)技术研究了阵列天线的辐射特性,由MoM求得天线上每个单元的电流分布,将任意频率下的电流分布在给定频率下展开成Taylor级数,根据Pade逼近法,采用AWE技术快速实现天线宽带响应,得出了天线上的电流分布、输入导纳以及辐射方向图。最后对某一阵列天线进行了分析计算,结果证明,采用AWE/MoM结合的方法完全能逼近MoM方法的计算结果,且计算时间较短。

一种航空自组网中带差分服务的跳频MAC协议建模

针对军事航空通信中部分信息传输对时效性和可靠性的严格要求以及传播时延不可忽略的问题,提出一种基于Turbo编码、猝发技术、异步跳频和优先级区分的媒体接入控制协议(PFH_MAC).通过为高、低两种优先级分组提供不同的排队策略和接入网络权限,以提供差分服务能力.运用Markov建模、排队理论、组合理论和离散Laplase变换得到系统各项性能的数学表达式.仿真结果验证了理论推导的准确性及差分服务机制的有效性.

航空自组网的现状与发展

近年来,随着移动Ad Hoc网络研究与应用的不断深入,许多研究机构和学者正在将其应用于航空通信中,产生了崭新的研究领域——航空自组网。本文概述了航空自组网的基本概念、主要特点及应用场合,介绍了在这一领域比较活跃的研究机构以及其主要工作,分析了航空自组网的关键技术,并展望了未来的发展方向。

甚高频航空自组网的组网概率及连通性研究

针对目前航空电信网存在的如飞行器之间不能直接通信、难以接入Internet等问题，提出了一种甚高频航空自组织网络的组网方案．在计算飞行器通信半径的基础上，基于泊松分布模型，推导出航空自组网组网概率的数学表达式，并利用中国各航空公司的航班信息仿真分析了中国大陆空域内航空自组网的组网概率及网络连通性．仿真结果表明：每天8：00~24：00，中国东、西部空域都可建立航空自组网；设置北京、上海和广州3个地面站点，飞行器的通信半径为500km，可使8：00~24：00间全网连通性基本达到100％，全天时间内所有航班可接入地面站点的平均时长超过总飞行时长的99％．

基于认知驱动的变换域通信智能抗干扰方法

为满足未来无人系统通信智能抗干扰的实际需要,针对传统变换域通信系统(transform domain communication system,TDCS)自身开放性有限、干扰应对能力不足等问题,设计了基于认知引擎驱动的智能系统架构,并针对各认知引擎驱动子模块提出了3种改进方法,包括基于稀疏逼近的未知干扰处理、基于稀疏表示的变换学习干扰识别以及针对性的干扰变换稀疏分析方法。实验结果表明,识别子模块与传统的分类器相比,整体的干扰识别率提高了5.2%,并且可实现无监督的学习;同时,针对典型干扰的重构精度在90%以上,实现了不同干扰类型的最优变换处理,显著提高了系统的抗干扰性能,传输误码率逼近理想水平。

一种支持实时性业务的多信道MAC协议

为满足军事航空通信中实时性业务对时延的要求,提出一种基于Turbo编码的多信道MAC协议——Turbo_MAC。Turbo编码技术和多信道机制的使用,使得协议在不采用反馈确认机制的情况下仍能确保分组的高可靠性和系统的高吞吐量,同时达到降低分组端到端时延的目的。运用排队模型、组合理论和离散Laplace变换得到分组成功传输概率、系统吞吐量和分组端到端时延均值性能指标。仿真结果表明,理论分析与仿真结果一致,且Turbo_MAC协议的时延性能优于TDMA和IEEE 802.11b多信道MAC协议。

用于短波高速数据传输的迭代合并均衡算法

在短波高速数据传输系统中,为了消除电离层反射信道所产生的符号间干扰和快速时变深衰落,依据最小均方误差准则提出一种迭代合并均衡器及其算法。所提算法对空间分集合并和均衡进行联合优化,并与译码器交换软信息进行迭代,从而充分利用时域和空域信息。为降低迭代引入的运算量,进一步提出一种基于自适应选择机制的低复杂度算法。仿真结果表明,所提算法能够明显改善短波数据传输系统的接收性能,而低复杂度算法则在保证算法性能的前提下使运算量得到有效控制。

航空自组网单、双向航路连通性研究

针对目前海洋空域中的航空自组网存在节点密度较小、连通概率较低的状况,提出了一种容延容断网络(DTN)的存储-运载-转发策略.从理论上分别推导出航空自组网中单、双向航路连通概率的数学表达式,并通过仿真实验验证了理论计算结果的正确性.进一步根据东亚和北美地区之间的实际航班数据仿真计算了北太平洋航路上航空自组网的连通概率.通过具体实例,分析了存储-运载-转发策略的有效性.结果表明,在航空自组网中,针对航班密度小的情况,采用该策略可以显著提高网络连通性.

一种跳频MAC协议的自适应机制

根据跳频媒体接入控制协议(FHMAC)中"业务负载—系统吞吐量"呈抛物线的关系,提出一种自适应协议AFHMAC.该协议通过设置分组接入网络的权限来控制网络中业务负载的数量,使得系统吞吐量最大,适合于航空自组网中高时效性业务的传输.运用排队理论、组合理论和离散拉普拉斯变换,得到AFHMAC的系统吞吐量、分组成功传输概率和分组端到端时延均值数学表达式.仿真结果表明:FHMAC时延性能优于TDMA和IEEE 802.11DCF协议的时延性能,在轻负载情况下FHMAC系统吞吐量和分组成功传输概率均优于ALOHA协议的.AFHMAC的理论计算结果与仿真结果一致,且自适应机制能正常工作.

三维平滑移动模型的设计与实现

针对三维移动Ad hoc网络应用环境和节点移动建模的要求,提出了一种能够逼真反映现实物体运动规律、参数可控性强的三维平滑高斯半马尔科夫移动模型.该模型能够描述节点运动过程中的加速、平稳、转弯、解散、集合、减速和静止等各个运动状态,并可通过模型参数的调整实现实体移动模型和群组移动模型,具有一定的通用性和灵活性.该模型可应用于三维移动Ad hoc网络的模拟仿真研究.

非均匀广义对角加载稳健波束形成算法

为解决阵列天线在信号接收过程中利用一般对角加载算法在抑制噪声影响的同时降低干噪比、使零陷变浅的问题,提出了一种非均匀广义对角加载稳健波束形成算法。该算法首先根据接收数据协方差矩阵的特征值,对不同的信号自适应地选择不同加载因子,并利用选择的加载因子通过矩阵重构构造广义对角加载矩阵对接收数据进行加载处理,最后通过Capon算法得到波束形成向量。仿真结果表明:该算法在消除噪声影响的同时,可以有效展宽零陷并使零陷深度达到-50dB,而且通过非均匀加载降低输入信号的信噪比,在期望信号波达方向误差为2°时,比一般对角加载算法输出信号的干噪比高10dB,具有较好的稳健性。

一种时效性约束的二进制指数退避算法

针对IEEE 802.11标准中二进制指数退避算法(Binary Exponential Backoff,BEB)以最大重传次数作为分组丢弃依据其时效性性能差的问题,提出一种基于时效性约束的二进制指数退避算法(Delay-constrained Binary Expo-nential Backoff,DC_BEB)。以分组自身的超时门限替代最大重传次数作为分组丢弃的依据,能在不显著降低系统归一化吞吐量的同时,提高系统归一化有效吞吐量,适合于对分组时效性要求高的无线自组织网络。构建了Markov模型来分析采用DC_BEB算法时的系统性能。通过仿真实验,验证了模型的近似准确性以及DC_BEB算法相对于BEB算法的优势。

日凌对卫星通信系统的影响预测

解释了日凌产生的原因,通过链路计算及对日凌发生时天线噪声的计算进而计算出日凌影响最强时接收信号的Eb/N0;给出了日凌发生时间的计算方法及预测日凌中断程序的流程图。

基于传播算子的非圆信号实值测向方法

针对现代通信系统大量使用的二相相移键控、调幅等非圆信号,为了降低基于扩展传播算子的非圆信号测向算法——扩展传播算子方法(extended propagator method,EPM)的计算量,提出了EPM实值算法。该算法将阵列输出的实部和虚部拼接使用,即对EPM算法中的阵列输出矩阵进行复加权,用实运算实现了EPM算法,降低了计算量。仿真实验证明,新算法的阵列扩展能力及测向精度与EPM算法相当。

美军MUOS系统及关键技术分析

移动用户目标系统(MUOS)作为未来美军军事通信转型的重要组成部分,能够满足美军全球范围高性能战术卫星通信能力的需求。在深入描述了MUOS系统构架、信息流的基础上,分析比较了MUOS与地面蜂窝WCDMA移动通信系统,从信道传输特性、环路传输时延以及信道衰落形式等方面指出了两者之间的差别。从空中接口、RAKE接收、抗干扰、功率控制和无线电资源管理等方面着重分析了MUOS系统的关键技术,对比地面蜂窝WCDMA移动通信,指出了MUOS在相应技术上做的改进和区别。最后从空间段、地面段和用户段三个层面归纳了MUOS系统目前发展现状,总结其未来研究趋势,并指出我国卫星移动通信发展应借鉴的地方。

短波IP网络中速率自适应与SR-ARQ性能分析

短波信道的时变特性将严重影响短波通信的传输效率,同时在短波IP(Internet protocol)组网通信中影响更为显著。为此,在短波IP数据传输中给出基于选择重发ARQ(selective repeat automatic repeat-requst,SR-ARQ)的自适应调整速率的短波通信系统。系统选择有效吞吐率作为速率自适应阈值判决标准,得出了一般有效吞吐率表达式,以及不同速率判决的最佳阈值。理论分析和仿真验证了与单一速率系统相比较,系统吞吐率有明显提高。最后通过理论计算和仿真分析证明在数据分组和IP数据包在排队性能上,系统同样具有明显优越性。

基于POMDP的机载网络信道接入策略研究

针对机载网络随机竞争类媒介接入控制(medium access control,MAC)协议在网络负载较重时性能下降严重、接入门限值设置缺乏理论依据和多优先级业务服务质量无法有效支持等问题,提出一种基于部分可观测马尔可夫决策过程的信道接入策略。在以不同优先级分组占用信道代价作为目标函数的基础上建立动态规划方程,采用状态空间压缩方法对问题求解进行简化,得到各优先级分组间理论近似最优接入门限值的数学表达式,可为不同优先级分组的接入决策过程提供理论依据并实现接入冲突的有效控制。仿真结果表明,该算法能够有效提高数据传输的时延、成功概率等性能,满足军事航空通信中数据传输的实时性和可靠性需求。

杂波和有色噪声条件下MIMO雷达波形设计

现有多输入多输出雷达波形设计方法分别对杂波和有色噪声条件下的雷达波形进行了优化,而对实际应用中杂波和有色噪声同时存在的情况,现有方法并不能得到最优波形.针对该问题,提出一种杂波和有色噪声条件下基于互信息量的多输入多输出雷达波形设计方法,该方法综合考虑目标、杂波和有色噪声对波形优化的影响,通过理论推导给出了发射信号矩阵表达式,并给出了目标和杂波特征向量与噪声特征向量之间的匹配顺序,利用注水定理对该匹配顺序下的各天线发射信号功率进行了优化,确定了具体的发射信号矩阵表达式.实验仿真结果表明,当发射功率为10dB时,所提方法的互信息量比一般注水方法和仅考虑目标与噪声匹配顺序的方法分别高8bit和4bit.

无人系统认知联合抗干扰通信研究综述

随着电磁环境日益复杂、敌我对抗态势越发激烈,对无人系统信息传输的可靠性提出了更高的要求,传统节点的认知通信模式已难以适应未来自主化、分布式的宽带联合抗干扰发展趋势。针对无人系统面临的抗干扰低截获通信需求,围绕干扰的检测识别、变换分析和多域抑制等认知抗干扰关键技术展开具体分析,梳理常见的检测估计和分类识别研究现状;对典型干扰类型进行分类建模,总结变换处理过程的方法和问题;并对传统干扰抑制方法和新型干扰抑制方法进行了系统性概述,分析了未知干扰的分类识别、多样干扰的时域消除、分布干扰的联合分离以及协同干扰的优化控制等制约宽带联合抗干扰的关键问题,突出认知抗干扰技术对无人系统通信的重要作用。