gprMax干扰消除方法优化隧道壁后空洞成像特征研究

为解决传统探地雷达图像处理方法在检测隧道衬砌钢筋影响下的壁后空洞时,二维模型不能有效描述空洞三维特征,存在计算效率低、计算精度不足的问题,综合运用平均消除法、指数增益法和时间零点校正法,结合雷达信号随双程窗口时间变化的特点,引入分段函数计算步骤,提出gprMax干扰消除方法,并验证该方法在正演模拟结果处理中的可行性。结合工程实际注浆情况和隧道壁后空洞的检测过程,采用基于时域有限差分法的gprMax软件设计隧道壁后注浆空洞的三维模型,采用gprMax干扰消除方法优化图像结果,对不同工况下的正演模拟图像成像特征进行分析。结果表明:1)gprMax干扰消除方法的正演模拟处理结果与室内混凝土板中圆形空洞结构模型试验的实测结果总体一致;2)水平测线中矩形空洞信号特征呈现出“凹”字形,垂直测线中矩形空洞信号特征呈现出类似直达波的特征,由空洞的三维特征图获取数据可计算得到空洞尺寸和埋深信息;3)gprMax干扰消除方法可以有效增强埋深较大处空洞的电磁信号强度。由研究结果可知,gprMax干扰消除方法在提高了隧道壁后空洞检测数据处理效率的同时保证了计算准确性和精度。

基于微波光子的带内全双工自干扰消除系统

为了突破传统射频自干扰消除技术受频率、带宽、抗电磁干扰等电子瓶颈的限制,满足未来无线通信及雷达系统的发展需求,设计一种基于偏振复用马曾调制器(PDM-MZM)的微波光子自干扰消除方案,通过引入一个与自干扰信号同频、等幅、反相的参考信号在光域与自干扰信号直接抵消.除了具有自干扰消除和下变频功能外,该方案还可用于矢量信号的IQ解调,在IQ解调时灵活调整两路中的偏振控制器,可使IQ两路信号幅度严格相等,相位严格正交,进而消除IQ幅度不均衡对全双工系统接收端的影响.理论分析和仿真测试结果表明,自干扰信号的消除深度可达到72 dB以上,系统的三阶无杂散动态范围可达到95.2 dB·Hz^(2/3),增益为-16.2 dB.该方案具有大带宽、可调谐、抗电磁干扰能力强、体积小、损耗低等优势,在无线通信、雷达系统中具有较大的应用潜力.

非理想干扰消除全双工协作NOMA系统性能分析及功率分配

随着非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术的不断发展,协作NOMA(Cooperative Non-Orthogonal Multiple Access,CNOMA)也受到广泛关注.该文研究了由一个基站(Base Station,BS)、一个远端用户和一个近端用户组成的全双工(Full-Duplex,FD)协作NOMA(FD-CNOMA)系统,其中近端用户作为一个FD解码转发中继以传输远端用户的信号.考虑实际情况中存在基站与远端用户有无直接链路两种情况,以及非理想连续干扰消除(Successive Interference Cancellation,SIC)对系统带来的残留干扰问题,该文提出并解决了在该模型下用户的功率分配问题.最后,该文基于此模型给出了中继用户和远端用户的中断概率闭式表达式和遍历速率的近似闭式表达式.理论分析与仿真结果表明,即便存在非理想SIC和自干扰,相对于半双工(Half-Duplex,HD)协作NOMA(HDCNOMA)和NOMA系统而言,FD-CNOMA系统表现出更好的系统性能.同时,非理想SIC和中继用户自干扰都会对用户性能产生负面影响,且非理想SIC在遍历速率上对HD机制的影响较FD机制更为严重.最后,文中提出的功率分配方法较随机功率分配和固定功率分配分别获得了13%和10%的速率提升.

分组部分并行软干扰消除的多用户检测

在串行干扰消除结构的基础上,提出一种分组部分并行软干扰消除多用户检测算法。根据用户功率大小进行分组,组内采用并行软干扰消除检测,组间采用串行干扰消除算法,依次检测各组用户,从而降低并行结构的计算复杂度。理论分析和仿真结果表明,该算法能比传统的PIC算法、PPIC算法及MPIC算法等并行干扰消除算法取得更好的误码率性能,并提高系统的容量。

基于A3C的认知物联网通信干扰消除算法

针对频谱资源干扰管理的智能化需求,提出一种基于异步优势行动者-评论家(A3C)的干扰消除算法,旨在应对认知物联网(CIoT)通信系统中由频谱资源共享引起的干扰问题。通过智能体的学习和优化,帮助次级用户(SU)在受到干扰影响时做出最优的决策,从而改善通信质量和系统性能。在该算法中,当SU遭受干扰影响通信质量时,智能体通过学习和优化,使SU能够根据当前的位置信息、发射功率、接收功率以及干扰程度选择最低干扰程度的行动,并执行该行动后获得的奖励。智能体通过尝试不同减少干扰的行动,并根据奖励的反馈调整策略,达到最大化定义干扰程度指标和信号质量指标的奖励函数的目的,从而最大程度地减少干扰对通信质量的影响。实验结果表明,与传统k-means算法以及深度递归Q网络(DRQN)和深度Q网络(DQN)优化算法相比,基于A3C的干扰消除算法具有更短的收敛时间、更高的执行效率以及更高的系统吞吐量,较3种基准方法在吞吐量性能上至少提高7%,能够有效地减少干扰对通信质量的不利影响。

面向无人机的通信感知一体化系统自干扰消除技术

在无人机通信场景中,机载通信感知一体化系统受到本地信号发射带来的强烈自干扰影响,导致系统对目标的感知性能降低.针对这一挑战,提出基于正交频分复用(OFDM)的通信感知一体化自干扰消除方法.首先,建立基于OFDM的通信感知一体化系统回波模型,并引入自干扰信号;然后,利用最小二乘算法估计自干扰信号的信道增益,并利用该增益对自干扰信号进行重建和抑制;最后,通过无人机通信场景下的仿真实验验证所提方法的有效性.结果表明,该方法能够将自干扰信号抑制到噪声功率水平,将目标回波信号的信干噪比提升近10.00 dB,从而有效提高系统的感知性能.

基于增强型微带耦合器组的全双工自干扰消除方法

自干扰消除技术是实现同时同频全双工通信的基础。在现有全双工天线系统的基础上,文中提出了一种新型的基于增强耦合器组的自干扰消除结构,该增强型耦合器组采用多支微带耦合器作为结构单元,具有良好的阻抗匹配和相位平衡性能,可以在大带宽范围内(500 MHz)实现超过40 dB的收发隔离度(中心频点为2.4 GHz)。进一步结合抽头式自干扰消除电路和宽带式贴片天线,文中提出的天线域模拟域联合自干扰消除方案最终可在120 MHz带宽上实现超过50 dB的自干扰消除。

串行干扰消除接收机下模式分割随机接入设计与分析

利用模式域导频进行信道估计的PDRA框架可有效减轻机器类通信MTC背景下RA的导频碰撞问题。为进一步探索PDRA框架的潜能,将串行干扰消除SIC接收机与PDRA结合,利用SIC算法消除解码成功用户的模式域导频信号来降低干扰,从而缓解导频碰撞问题。仿真结果表明,与MF接收机下的PDRA方案相比,SIC接收机能进一步利用PDRA框架带来的潜在增益,呈现出更高的接入成功概率。

不完美串行干扰消除下多RIS辅助的NOMA系统中断性能

考虑到实际通信应用中不能实现完美的串行干扰消除(SIC,serialinterferencecancellation),研究了不完美SIC情况下多个智能反射面(RIS,reconfigurableintelligentsurface)辅助的非正交多址接入(NOMA,non-orthogonal multiple access)系统的中断性能和吞吐量。联合考虑直射链路和反射链路,利用Gamma分布近似表征多RIS辅助NOMA系统的信道系数,推导出用户中断概率的近似闭合表达式,并通过Monte-Carlo仿真进行验证,分析系统中断性能与不完美SIC、RIS个数及反射单元数等因素的关系。仿真结果表明,与单RIS辅助的NOMA系统和传统NOMA系统相比,在给定中断概率要求下,多RIS辅助系统所需的信噪比(SNR,signal-to-noise ratio)降低了14.2 dBm,说明了采用多个RIS可以有效地提升用户的中断性能和系统吞吐量,从而补偿不完美SIC带来的性能损失。

短波多音信号并行干扰消除解调算法

为了对抗严重的多径效应,短波通信系统经常采用多音并行方式进行信息传输,结合快速傅里叶(FFT)算法对信号进行调制和解调。部分通信系统的帧周期不满足载波间正交的条件,传统算法采用截断每帧信号的方式恢复载波正交条件后使用FFT算法进行解调,削弱了信号的空间分集增益。针对以上问题提出一种基于并行干扰消除策略的多音信号并行解调算法,通过构建干扰消除矩阵,在不牺牲信号帧长度的前提下实现解调,仿真实验证明了所提算法的有效性。

基于径向基函数的多船舶相互通信信号干扰消除研究

为解决多船舶之间的信号干扰,影响通信质量的问题,提出基于径向基函数的多船舶相互通信信号干扰消除方法。设置岸边基站以及海洋中的船舶,分别作为发射机以及接收机。考虑多船舶通信时的直射、海面反射以及大气管道折射路径,构建多船舶相互通信的信道模型,确定多船舶通信信号的特征参数。将所获取的特征参数作为径向基神经网络的输入,利用聚类算法确定隐含层节点中心及径向基函数宽度。引入遗忘因子,利用梯度学习方法训练径向基神经网络,调节隐含层神经元数量及权值。利用完成训练的径向基神经网络,抑制多船舶相互通信信号干扰。实验结果表明,该方法能够有效消除静态干扰以及动态干扰下多船舶通信信号中的干扰成分,降低信号传输误码率。

涂料甲醛检测方法及干扰消除研究

甲醛是一种常见的有害气体,存在于许多家居用品中,尤其是涂料中。甲醛对人体健康有潜在的危害,因此对涂料中甲醛含量的检测显得尤为重要。探讨了涂料甲醛检测的各种方法,并分析可能的干扰因素及其消除方法。通过深入研究,希望能够提出改进方向,以提高涂料甲醛检测的准确性和可靠性。

HRPD系统中基站协作式迭代并行小区间干扰消除技术

高速分组数据(HRPD)技术能够很好地支持移动通信网络中各种类型数据分组应用,采用干扰消除技术能够有效提高系统的容量和对各用户信号正确接收。基于基站协调器的协作式迭代并行小区间干扰消除算法利用基站协调器监视相邻小区的强干扰用户,并且通过信令传递强干扰用户的特征信息,利用基站协调器的协作来实现迭代式的并行小区间干扰消除。仿真结果表明,该算法可以有效的消除邻近小区对本小区的干扰,与不使用小区间干扰消除技术相比较,其性能有所提高。

饮用水中游离氯对亚硝酸盐加标回收率的影响及干扰消除方法

本文集中探讨饮用水中游离氯对亚硝酸盐加标回收率的影响及有效的干扰消除方法。通过实验分析,我们发现游离氯与亚硝酸盐之间存在复杂的相互作用,其中可能存在氧化还原反应,这些作用显著影响亚硝酸盐加标回收率的检测准确性,游离氯含量和亚硝酸盐加标回收率测定中存在负相关关系。为了解决这一问题,本实验探讨了游离氯干扰消除技术并比较其优劣势。我们发现,适当的干扰消除方法可以显著提高亚硝酸盐加标回收率检测准确性,从而为饮用水中亚硝酸盐的监测提供更可靠的方法。此外,本实验还探讨了这些干扰消除方法对饮用水质量保障的意义,强调了监测亚硝酸盐在维护公众健康和环境安全方面的重要性。

一种译码纠错反馈的并行干扰消除算法

多址干扰消除是提高直接序列扩频码分多址(DS-CDMA)卫星通信系统性能的关键技术之一,传统的多级部分并行干扰消除算法(PPIC)由于存在误差累积的问题,不能取得较低的误码率,不能满足误码率性能要求较高的DS-CDMA卫星通信系统。结合信道编码理论,提出了基于译码纠错反馈的部分并行多址干扰消除算法(DPIC),在干扰重构环节,提出一种改进的比特幅度估计方法,提高了干扰的重构精度。仿真结果表明,DPIC算法和改进的比特幅度估计方法能够较好地提高误码率性能。

干扰消除技术在CDMA网络中的应用

CDMA网络中存在前反向的多址干扰,降低了前反向容量。为了减少多址干扰对前反向容量的影响,对多址干扰产生的原因和机理进行深入分析,详细介绍了多用户检测技术和干扰消除技术。通过对造成干扰的所有用户信号信息进行检测,根据多址干扰信号的结构特征进行干扰消除和信号恢复,从而改善各个信号的信噪比,提高CDMA系统的前反向容量。重点介绍了准线性干扰消除技术QLIC(Quasi-Linear Interference Cancellation)和反向干扰消除技术RLIC(Reverse Link Interference Cancellation)的基本原理,分别对QLIC技术和RLIC技术的容量增益进行了理论推导,并计算了QLIC和RLIC对CDMA网络容量提升的程度。QLIC和RLIC是现有CDMA网络容量提升的重要技术手段,能够为运营商进行技术升级和网络部署提供重要参考。

适用于多载波共频谱传输的干扰消除方式

针对多载波共频谱传输应急卫星通信系统,各干扰载波互不相关,且干扰载波的功率远大于扩频信号的功率,干扰载波对扩频信号存在严重的干扰,因此对于扩频信号的恢复,载波重构与干扰消除处理是必须的。对于多载波干扰消除其实现方式可分为串行干扰消除和并行干扰消除2种,为此分析和比较了2种典型实现方式,提出了基于数字重采样的改进方案。分析结果表明,基于数字重采样的串行干扰方式更适合多载波共频谱传输应急系统卫星通信系统的应用。

MIMO系统中基于混合干扰消除的低复杂度迭代接收

针对MIMO(多输入多输出)通信系统中传统的基于软干扰消除和MMSE(最少均方误差)滤波器的迭代接收方案对信道相关性较敏感的问题。提出了一种基于混合干扰消除(软干扰消除和硬干扰消除)以及MMSE滤波器的检测算法,并引入一个确信机制来控制错误传播问题。仿真结果表明,新算法相比传统的算法在相关信道环境下有明显的性能增益。定性的计算复杂度分析表明新算法在恰当的系统配置下比传统算法具有更低的计算复杂度。

5G非正交多址接入中干扰消除技术研究

针对现有正交多址技术不能满足5G海量连接的场景对更高容量的需求,对非正交多址接入技术进行研究。首先对非正交多址接入技术进行介绍,非正交多址接入技术多用户数据不正交,且占用相同的时频资源进行发送,在该项技术中,接收机的设计算法尤为重要。之后对干扰消除接收机进行了研究,研究了MMSE-SIC算法,但该算法在用户负载大时,时延较大。结合并行干扰消除技术的优点提出了准并行干扰消除算法,该算法相较于MMSE-SIC时延减小近50%,但性能下降较大。针对高负载场景提出改进干扰消除算法,在保证性能下降不大时,缩短了高负载情况下系统时延。

卫星通信系统双向中继转发自干扰消除算法

针对卫星通信系统频谱资源日益紧张、邻带干扰难以消除的问题,提出了一种双向中继转发自干扰消除算法。该算法对地面通信站上、下行频带采用相同的匹配频带,并通过中继卫星进行放大转发实现频率复用;利用地面通信站对自身发射信号已知的特点,通过延时寄存器对自身发射信号进行多抽头采样,然后根据各抽头采样对接收信号的干扰影响,对抽头采样进行加权处理并赋予不同权重,以减小自身发射信号的干扰;最后采用网络栅格方案对剩余信号进行解码。该算法可依据不同的信号调制方式和码延时长度动态调整网络栅格的大小,在保证误码率的情况下,能有效降低解码复杂度,从而缩短卫星通信链路的建立时间。仿真结果表明,与基于全网络栅格方案的双向中继转发通信相比,在16APSK调制下误码率为10-3时,信噪比为27dB,但解码复杂度只相当于全网络栅格方案的10%。