交替极化阵列对消盲区分析与验证

当干扰信号的空域和极化域特征与目标信号相似时,采用空极化域联合抗干扰技术在消除干扰的同时也会抑制目标信号,导致干扰对消后信干噪比(signal to interference plus noise ratio,SINR)低于雷达系统需求,从而形成干扰对消盲区。针对这一现象,通过在空域、极化域与空极化域分别建立交替极化阵列对消盲区模型,推导了对消盲区位置和大小的数学表达式,从而给出了交替极化阵列对消盲区的数学表征方法。进而分析了交替极化阵列对消盲区的分布规律与影响因素,研究发现阵元间距能够显著影响交替极化阵列对消盲区的分布,在相同条件下交替极化阵列对消盲区大于共点极化阵列对消盲区,结果表明交替极化阵列虽然通过减少天线数目降低了设备成本,但增大了阵列的对消盲区。然后,对消盲区模型进行了数值仿真,仿真结果验证了理论分析。最后,利用信道模拟器搭建了实验平台,信道模拟实验测得的对消盲区与理论值基本一致,再次证明了分析结论的有效性。

基于部分解耦合的非线性数字干扰对消算法

针对数字对消器中基于并行Hammerstein(parallel Hammerstein,PH)模型的非线性最小均方(least mean square,LMS)算法基函数之间的强相关性而存在收敛速度变慢、收敛稳定性变差、稳态误差增大的问题,提出了一种采用部分解耦合策略的改进算法。通过引入带约束的正则方程,实现各个非线性阶次独立的迭代步长设定。并且对基于部分解耦合干扰对消算法进行解析分析,给出了平均和均方意义下的收敛条件。仿真结果表明,所提方法在几乎不损失稳态误差性能的前提下,提升了非线性LMS算法收敛速度,改善了收敛性能,并且针对滤波器非线性阶数和记忆长度变化具有良好的鲁棒性。在1 MHz带宽二进制相移键控(binary phase shift keying,BPSK)干扰和加性高斯白噪声情况下干噪比设置为20 dB,相较于传统非线性LMS算法,所提算法可以实现最大0.5倍迭代步长上界、最高非线性阶次9以及最大记忆长度12的设定。

基于对消盲区的极化敏感阵列分析与优化

为了提高极化敏感阵列应对任意来向、任意极化状态干扰的抑制能力,提出了一种基于对消盲区最小化的极化敏感阵列分析和优化方法。首先,基于干扰信号的空域信息和极化域信息,提出了对消盲区概念,建立了共点双极化线阵的对消盲区模型。然后,基于对消盲区模型,推导了对消盲区的数学表达式,量化了阵列的有效对消范围,并给出了一种基于微元法的求解方法。之后,提出了基于对消盲区的极化敏感阵列优化方法,该方法能够通过优化阵元间距使对消盲区最小化。最后,通过数值仿真表明,在探测阈值为12.6 dB、干扰频率为3 GHz、干噪比(interference to noise ratio,INR)为50 dB、信噪比(signal to noise ratio,SNR)为20 dB条件下,该方法可以将四元共点双极化线阵的联合域对消盲区占比降至0.217%,证明了优化方法的有效性。

基于权重双核模型的宽带功放行为建模方法

针对宽带功放行为建模和畸变补偿问题,提出了一种新的权重双盒模型.该模型采用无记忆子模型和记忆子模型权重级联的方法分别对宽带功放的静态非线性和动态非线性进行级联建模.首先,利用无记忆子模型对输入信号幅值进行压缩,降低静态畸变部分模型的拟合误差,并在子模型输出端进行解权值,保证功放的饱和驱动特性;接着,构建权重记忆子模型,利用信号幅值相关的权值函数动态的调整高低功率动态畸变子模型的权重比例.实验结果表明,在不同信号驱动情况下,本文方法在降低计算复杂度的同时,保持了更好的建模精度和畸变补偿能力.

VHF/UHF通信电台接收链路中的干扰抑制合并方法

考虑一发两收甚高频/特高频(very high frequency/ultrahigh frequency, VHF/UHF)通信电台接收链路存在的同频强干扰,针对传统抗干扰方法需精确估计信道参数的难题,提出一种基于决策的干扰抑制合并(decision-based interference rejection combining, D-IRC)方法。通过解析式定量分析了D-IRC输出信干噪比(signal to interference plus noise ratio, SINR)与输入SINR的关系,定义了干扰抑制功率失效区,并给出了D-IRC最优输出的选择策略。仿真结果表明,在信道参数未知场景下,D-IRC方法的决策输出性能优于传统干扰抑制合并(interference rejection combining, IRC)和最大比合并(maximal ratio combining, MRC)方法,同时失效区测度关系与理论分析一致。研究结果可为对抗环境下VHF/UHF电台抗干扰提供理论参考。

基于HARQ协议的多跳中继网络能量效率的跨层优化设计

该文针对瑞利衰落信道中采用Chase合并混合自动重传请求(CC-HARQ)协议的多跳中继网络提出一种基于跨层设计的能量效率优化策略。为实现能量效率的最大化,基于对数域线性阈值的平均误帧率模型,推导出多跳CC-HARQ系统能量效率的闭合表达式,进而设计了最优发送帧长策略和最优发送功率分配方案,其次,针对发送帧长和发送功率分析了两者的联合优化方案。仿真结果验证了理论分析的正确性和可行性,仿真对比实验表明所提跨层优化设计方案可以有效提升实际多跳网络的能量效率性能。

一种用于Ad Hoc网络的协同MAC协议

基于IEEE 802.11 DCF模型,利用协同分集技术,提出了一种适用于Ad Hoc网络的协同MAC协议。此协议在目的节点实时选择传输模式和协同节点,可有效减小节点移动和信道变化对网络性能产生的影响。同时,利用分集技术,对源节点和协同节点的数据信号进行最大比合并(MRC),可有效提高系统的可靠性。仿真结果表明,在文中的仿真条件下,和传统IEEE 802.11 DCF协议相比,该协议在系统分组递交率和延迟性能上分别提高了20%和50%。

基于二维正交化WLCLMS的自干扰对消方法

广义线性结构广泛用于解决共平台系统中同相/正交相位(in-phase/quadrature-phase,IQ)不平衡引起的自干扰镜像信号残留问题。由于在共轭项维度上的拓展,输入信号间的相关性使得用于实现权值向量自适应更新的广义线性复数最小均方(widely linear complex least mean square,WLCLMS)算法出现明显的收敛速度下降。针对这一问题,本文提出了一种二维正交化方法,通过特征值分解实现输入信号在样本延时以及共轭项两个维度上的去相关。同时建立了包括格形预测器、基于梯度的白化器,以及数字对消器三级结构的自适应二维正交化WLCLMS模型,实现了时变环境中自干扰信号的实时跟踪。仿真结果表明,该方法在有效提升收敛速度的同时,有着稳定的稳态误差性能,并且针对系统采样率、滤波器阶数、IQ不平衡量的变化具有良好的鲁棒性。

近场环境下漏泄同轴电缆辐射特性研究

论文对近场环境下漏泄同轴电缆的多径、耦合度动态范围等辐射特性进行了研究。自由空间中仿真结果表明,近场环境下漏泄同轴电缆引起的多径效应并不明显,耦合度最大动态范围不超过7dB。模拟环境中仿真结果表明,收发天线沿漏缆轴向、法相运动时多径效应明显,耦合度动态范围可达34dB。搭建了准近场环境,测试结果表明,漏泄同轴电缆与收发天线间耦合度动态范围约40dB,即基于该无线信号覆盖方案的通信系统链路预算衰落余量设计指标应为20dB。信道时延功率谱的分析进一步验证了准近场环境下多径效应明显,同时存在一条功率较强的直射分量,验证了近场环境下采用漏泄同轴电缆进行无线信号覆盖的可行性。

基于射频耦合与数字重建的同址干扰对消

提出了一种改进的联合射频耦合与数字重建的射频域对消方法.射频耦合对消阶段根据最小化加权信道响应原则优化抽头系数,将干扰强度更高的线性成分赋予较大权重,等效减小了多抽头对消带宽,从而增大该阶段干扰对消比.数字重建射频对消阶段对发射机功放、干扰信道和多抽头射频对消结构联合建立非线性模型,采用最小二乘法提取模型参数,在数字域重构干扰信号并利用射频链路发送到射频域以对消剩余干扰.仿真结果表明:该方法在降低硬件复杂度的同时仍能获得高对消比.