阵列天线最大输出信干噪比下最优权重降维算法

本文研究阵列天线系统最大输出信干噪比准则下最优权重的降维算法。在求最优权重的过程中，计算复杂度是我们要关心的重要的问题，而计算复杂度与权重矢量的维数成正比。权重矢量的维数和天线阵的阵元个数相同。在期望方向和干扰方向小于天线阵元个数的情况下，完全可以通过某种变换，降低计算最优权重的实际维数，从而降低计算复杂度。

LMS算法输出信干噪比数学模型及仿真

通过对LMS算法的分析及运用矩阵理论,得出了LMS算法波束形成干扰数学模型,并假设信号与干扰互不相关时,得出了输出信干噪比数学模型。在此基础上,进一步分析了算法在无干扰信号时(只有噪声)的抗噪性能,在有干扰时得出了干扰较小和较大时,算法对干扰起的作用是完全不同的这一结论。通过数学仿真验证了仿真结果与理论分析的一致性。

基于信干噪比的多输入多输出滤波器组多载波系统信道均衡算法

交错正交幅度调制的滤波器组多载波技术(filter banks multicarrier/offset quadrature amplitude modulation,FBMC/OQAM)与多输入多输出技术(multiple input multiple output,MIMO)相结合的MIMO-FBMC系统,虽然可提升整个通信系统的频谱效率,但因载波间的非严格正交,内部的载波间干扰和码间干扰影响着系统性能。针对上述问题,建立了MIMO-FBMC系统数学模型,将信号与干扰噪声比(signal to interference plus noise ratio,SINR)作为目标函数并对其做最大化处理来进行MIMO-FBMC系统信道均衡算法研究。仿真结果表明,在不同的信道模型下,该算法相比于传统的ZF和MMSE均衡算法能更好地应对频率选择性衰落,具有更强的误码率性能和更强的鲁棒性,能达到更好的均衡效果。

LTE-Advanced上行SC-FDMA MIMO系统的信干噪比性能分析

LTE上行系统中,使用单载波频分多址技术(SC-FDMA),并采用离散傅里叶变换扩频的正交频分复用多址(DFT-S-OFDMA)技术作为SC-FDMA的实现方案.在LTE-Advanced标准化过程中,考虑采用DFT-S-OFDMA技术作为上行多址方案,同时,为了获得更高的峰值速率和系统性能,决定采用单用户多输入多输出(SU-MIMO)及预编码技术.针对LTE-Advanced系统上行DFT-S-OFDMA方案在MIMO系统中的应用,提出一种信干噪比(SINR)的性能分析方法.该方法基于DFT-S-OFDMA收发机实现结构,利用信道频域响应和噪声方差,接收端采用最小均方误差(MMSE)均衡,分析得到SINR的闭合表达式,获得的SINR能很好地应用于自适应调制编码(AMC)方式的选择.仿真结果表明,多径信道下基于该等效SINR的误块率(BLER)性能曲线能很好地匹配系统在高斯白噪声信道下的性能曲线.

基于最大化信干噪比的多用户MIMO下行预编码

研究多用户MIMO系统下行链路的容量,以及如何达到该容量是最近几年研究的热点.基于各用户之间干扰为零的BD(Block Diagonalization)算法,由于各用户信道空间的交叠,会造成多用户MIMO系统容量较大的损失,同时BD算法要求接入点的发射天线数不能小于空间复用用户的接收天线数之和.本文提出了基于最大化信干噪比准则下的线性预编码,和减少容量损失的次优线性预编码两种方案,避免了上述两个缺点,推导出基于最大化SJNR准则的线性预编码就是各用户采用单数据流传输的方案,同时通过容量分析和误码率仿真证明,这两种算法都优于传统的BD算法.

降噪多天线卫星导航欺骗干扰抑制方法

由于欺骗干扰比真实卫星导航信号功率稍大,意味着其功率远小于压制干扰,致使多天线卫星导航接收机的阵列接收环境发生改变,无法抑制欺骗干扰。该文提出了一种能有效改善阵列接收环境,恢复多天线卫星导航欺骗干扰抑制能力的方法。该方法通过降噪预处理提高阵列接收信号的信噪比和干噪比,再使用输出功率最小准则最优化权矢量,从而实现欺骗干扰抑制。理论分析和实验结果表明,该方法能够有效抑制欺骗干扰,而且阵列输出信干噪比较高,干扰抑制后接收机捕获性能不受干扰影响。

基于连续载波聚合的冲激噪声信道估计方法研究

信道估计能够有效抑制多载波聚合系统中的多径衰落,降低误码率。实际的无线信道往往存在冲激噪声。传统的信道估计算法或者是基于高斯信道噪声,或者需要对冲激噪声进行定位。这些方法往往在实际信道环境中失去了最优性,或者无法准确对冲激噪声进行定位。本文提出了一种新的面向连续载波聚合的信道估计方法,该方法利用稳健代价函数,能够有效抑制冲激噪声。所提出的算法能够给出闭式解,且无需对冲激噪声定位。仿真结果验证了算法的有效性。

基于最优滤波器的强混沌背景中谐波信号检测方法研究

强混沌背景中的微弱谐波信号检测有重要的工程研究意义.目前的检测方法主要是基于Takens理论的混沌相空间重构方法,然而这些方法往往对信干噪比要求高,且对高斯白噪声敏感等.本文注意到混沌信号的二阶统计特性是不变的,根据这个特点提出了一种基于最优滤波器的强混沌背景中的微弱谐波信号检测方法.该方法首先构建一个数据矩阵,在频域上对每个频率通道分别检测谐波信号,从而将信号检测问题转化为最优化问题,然后利用最优化理论设计滤波器,使待检测频率通道的信号增益保持不变,而尽量抑制其他频率通道的信号,最后通过判断每一频率通道的输出信干噪比来检测谐波信号.与传统方法相比,本文方法有如下优点:1)可以检测更低信干噪比下的微弱谐波信号;2)可检测的信号幅度范围更大;3)抗白噪声性能更强.仿真结果证明了本文方法的有效性.

卫星导航接收机中多波束抗干扰技术

抗干扰是卫星导航接收机中一项重要的技术。提出了一种卫星导航接收机中的新型多波束抗干扰方法,该方法能够较好地兼顾零陷深度与卫星信号增益的矛盾,达到抑制干扰的同时增强卫星信号强度的目的。通过大量仿真实验分析了波束数目、波束分配方式以及波束指向偏差对抗干扰性能的影响。仿真结果和性能分析验证了该方法的有效性和可行性。

期望信号功率对MVDR算法性能的影响分析

当接收数据中存在期望信号时,即使是入射信号互相独立,最小方差无失真响应(minimum variance distortionless response,MVDR)算法性能都受期望信号功率的影响。在各入射信号相互独立的前提下,本文先是分析了期望信号功率对期望信号输出功率和干扰加噪声输出功率的影响,接着分析了该影响下的输出信干噪比(signal-to-interference-plus-noise ratio,SINR)以及它的收敛速率的变化情况。分析表明,输出SINR在一定范围内是随着期望信号功率的变大而增加,但是当期望信号功率变大到一定程度后,干扰被抑制的强度会随着期望信号功率的变大而减弱,从而导致输出SINR不再随期望信号功率的增大发生变化。SINR的收敛速率也随期望信号功率的增大而变慢。仿真实验验证了分析结果的有效性。

基于FVE法的FDA-MIMO雷达主瓣密集假目标干扰抑制

针对频率分集多输入多输出(FDA-MIMO)雷达在目标导向矢量失配、训练数据包含期望信号的情况下,主瓣密集假目标干扰抑制性能急剧下降的问题,根据FDA-MIMO信号模型,给出了FDA-MIMO雷达密集假目标干扰抑制机理,提出了一种基于特征向量剔除法(FVE)的干扰抑制方法.仿真结果表明,与特征空间投影(ESB)方法相比,该方法在低信噪比和低快拍的条件下仍能输出较高的信干噪比,提升了主瓣干扰的抑制性能.

基于Simulink的匹配滤波器设计与实验

针对匹配滤波器教学内容中缺乏相关课程实验与实现的教学环节,基于Simulink仿真平台搭建了二进制确知数字信号的匹配滤波型最佳接收机架构,并采用了四种传输函数进行对比验证。这一实验教学活动的引入有助于增强教学内容的趣味性,激发学生的学习热情,使原本抽象且枯燥的知识点变得具体、生动形象,提升了学生对匹配滤波器原理的理解与应用能力。

发射波束域MIMO-STAP雷达发射接收联合设计方法

研究了信号相关杂波背景下机载多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达发射波束形成和接收滤波器的联合设计问题,建立了机载MIMO雷达发射波束域空时自适应处理(space-time adaptive processing,STAP)信号模型。为了提升杂波环境下目标的检测性能,通过最大化输出信干噪比构建了发射波束形成和接收滤波器的联合设计问题;然后,设计了一种新的基于优化最小化(majorization-minimization,MM)框架的迭代优化算法来解决联合设计问题。该算法通过合理寻找目标函数的下界可以有效提升算法的收敛速度并降低算法的运行时间。此外,与传统的相控阵雷达和MIMO雷达相比,优化后的发射波束形成和接收滤波器可以显著提升输出信干噪比,仿真实验验证了所提方法的有效性。

基于循环相关函数的北斗卫星导航抗干扰算法

当前国内外卫星导航信号空域抗干扰技术,或者需要信号到达角(DOA)信息,或者需要参考信号先验信息,或者会对导航信号和干扰同时抑制,无法形成最优的输出信干噪比(SINR),或者仅对白噪声干扰有效,无法抑制人造干扰。针对上述问题,本文提出了基于循环平稳特性的北斗抗干扰盲波束形成新算法。本文首先分析了人造干扰和北斗信号的循环平稳特性,基于此分析构造了新的盲波束形成算法的代价函数,并采用了拉格朗日方法推导了算法的解。该方法无需DOA和参考信号先验信息,可以形成阵列增益,得到最优输出SINR,可以同时抑制宽带白噪声干扰和人造调制干扰。理论分析和仿真结果证明了该方法的有效性。

一种新的选择式合并方式在Rician信道中的性能分析

对选择式合并 ,工程中常采用最大输出电平准则 (S+N) ,但在理论分析中却都用最大信噪比准则 (SNR)下的结果来代替 .实际上 ,这两种准则下系统的性能通常是不等效的 .推导并给出了在 Rician信道中 ,以最大输出电平为准则时系统的误码率公式 ,并与 SNR时的结果进行了比较 .结果表明 ,S+N系统的性能优于

基于EMP的主瓣干扰抑制算法分析

针对去除主瓣干扰的同时会产生一定程度的主波束偏移的问题,文中通过理论推导阐述了协方差矩阵失配是造成产生主波束偏移的根本原因,分析揭示了协方差重构和对角加载方法减小协方差矩阵失配的机理解决主波束偏移的机理。通过仿真实验,分别在单个主瓣干扰和多个主瓣干扰条件下,对三种基于特征投影矩阵预处理的主瓣干扰抑制算法进行对比分析仿真验证。实验结果表明,基于特征投影矩阵预处理的主瓣干扰抑制算法能够有效去除多个主瓣干扰,提高输出信干噪比显著提高。最后,结合主瓣干扰存在的特殊性对输出信干噪比的计算公式进行适当修正。

VHF通信中的MIMO抗强干扰技术分析

阐述VHF频段无线通信的特点,提出一种在强干扰环境下实现VHF通信的技术,该技术利用天线间距大于1倍波长时各天线相关性较弱的特点,借鉴MIMO的空间复用思路,对强干扰环境下的VHF信号进行了有效分离,提高接收机的信干噪比SINR。

卫星导航系统天线阵接收机波束指向误差分析

研究表明:卫星导航系统阵元几何位置误差是影响波束指向误差的主要因素,而卫星和接收机位置误差则影响甚微,其中千米级的卫星位置误差以及接收机位置误差导致的波束指向误差不超过0.1°,而毫米级的阵元几何位置随机误差可导致典型7阵元天线阵波束指向误差达到几度。该研究成果可为卫星导航系统天线阵接收机的设计提供依据。

频率响应软约束的宽带自适应波束形成

针对常规线性约束最小方差(LCMV)波束形成中输出信干噪比(SINR)较低问题,提出了基于频率响应软约束的宽带自适应波束形成方法,该方法在LCMV波束器的约束条件基础上,增加对期望方向阵列频率响应软约束,可以得到近似无失真信号输出,同时增加波束抑制干扰噪声能力,提高输出SINR性能。仿真结果验证了该方法的有效性。

具有固定零陷指向的波束形成算法

在考虑存在相关干扰的情况下 ,研究了基于最大输出信噪比准则且具有固定零陷指向的波束形成算法 ,并给出了系统权的解析表达式。