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用于宽带非平稳信源分离的一种盲波束算法 被引量:2
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作者 林静然 彭启琮 +1 位作者 邵怀宗 居太亮 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期343-346,共4页
提出了一种用于分离宽带非平稳信源的盲波束算法。该算法以阵列旋转不变性为基础,利用宽带信源的非平稳特性,将传统的窄带盲波束算法扩展到频域执行;针对在扩展过程中可能出现的通道互换,利用相邻频点序列的互相关系数,对各频点的分离... 提出了一种用于分离宽带非平稳信源的盲波束算法。该算法以阵列旋转不变性为基础,利用宽带信源的非平稳特性,将传统的窄带盲波束算法扩展到频域执行;针对在扩展过程中可能出现的通道互换,利用相邻频点序列的互相关系数,对各频点的分离序列进行通道重排,以确保分离出的宽带信源在频域的一致性。该算法还消除了传统盲分离算法中普遍存在的幅度模糊问题,使得分离出的信号没有幅度失真。计算机仿真验证了算法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 宽带非平稳信源 相关系数 波束算法 旋转不变性 幅度模糊
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基于FPGA的数字多波束算法实现
2
作者 廉丹 《课程教育研究(学法教法研究)》 2018年第15期17-18,共2页
本文介绍了数字多波束算法的基本理论及某雷达信号处理系统数字波束算法的FPGA设计实现,主要完成了接收通道的幅相校准功能、波束合成功能、副瓣相消功能和干扰分析功能。
关键词 信号处理 数字多波束算法 FPGA
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一种基于FFT的快速多波束形成算法设计
3
作者 黄尔平 陈光远 +1 位作者 凌元 孙健 《信息记录材料》 2024年第4期76-78,共3页
多波束形成算法在相控阵雷达、无线通信、测量等多领域均有重要应用,而波束形成数量直接决定了阵面空域覆盖能力,为了提高多波束形成算法的计算效率,节约硬件设计成本,在空间域中对阵元接收数据进行有效重排,利用快速傅里叶变化将阵元... 多波束形成算法在相控阵雷达、无线通信、测量等多领域均有重要应用,而波束形成数量直接决定了阵面空域覆盖能力,为了提高多波束形成算法的计算效率,节约硬件设计成本,在空间域中对阵元接收数据进行有效重排,利用快速傅里叶变化将阵元接收数据从空间域变化到波束域,实现多指向的接收多波束快速形成。通过仿实验分析,256线阵元数目下形成256波束,采用快速傅里叶变换(fast Fourier transformation,FFT)方式的快速多波束形成算法运算量大约是传统算法的125%。快速多波束形成算法能够有效提升计算速度,降低工程实现的硬件成本。 展开更多
关键词 数字多波束形成 FFT 波束形成算法
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前视声纳中多波束形成算法的FPGA实现
4
作者 韩瑞涛 郭拓 +1 位作者 李斌 刘建国 《现代电子技术》 2023年第16期15-21,共7页
在阵元数量和波束数量较多的情况下,多波束形成算法对FPGA的计算资源以及数据传输能力要求极高。文中使用Xilinx公司的Kintex-7系列FPGA对96通道、256波束的二维前视声纳中正交多波束形成算法进行研究。针对正交多波束形成算法资源消耗... 在阵元数量和波束数量较多的情况下,多波束形成算法对FPGA的计算资源以及数据传输能力要求极高。文中使用Xilinx公司的Kintex-7系列FPGA对96通道、256波束的二维前视声纳中正交多波束形成算法进行研究。针对正交多波束形成算法资源消耗过大的问题,整体算法采用12个子模块并行逐级求和的方法实现,该方法可对算法结构进行显著优化,每个子模块结构包括数字正交混频、低通滤波抽取和多波束形成三个部分。子模块工作的最高频率为128 MHz,故提出通过8通道复用的方法实现数字正交混频和滤波抽取,通过乒乓存储操作以及2048倍复用复数乘法器实现多波束形成;再将三个算法子单元串行处理,实现数据不间断输出,从而解决传统全并行多波束形成算法导致FPGA资源消耗严重以及不足的问题。最后,通过Matlab仿真和标准信号源测试验证所提方案的可行性。 展开更多
关键词 前视声纳 波束形成算法 FPGA 数字正交混频 低通滤波抽取 波束形成模块 信号源测试
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基于最大平均协方差的雷达波束调度算法研究
5
作者 杨谨铭 王刚 武梦洁 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2023年第1期42-47,77,共7页
针对相控阵雷达在多目标跟踪过程中的波束调度管理问题,以及传统的波束调度问题中仅优化所有目标中误差最小的目标,面对高机动目标会导致一些误差较大的目标不收敛甚至丢失的问题,提出一种基于最大平均协方差的雷达波束调度算法,并结合... 针对相控阵雷达在多目标跟踪过程中的波束调度管理问题,以及传统的波束调度问题中仅优化所有目标中误差最小的目标,面对高机动目标会导致一些误差较大的目标不收敛甚至丢失的问题,提出一种基于最大平均协方差的雷达波束调度算法,并结合交互式多模型滤波(IMM)算法和相控阵雷达无惯性采样的优势,实现对多目标的稳定跟踪的波束调度,并探究期望协方差与过程误差协方差(噪声误差)对跟踪过程的影响。仿真实验表明:该算法可以有效实现多个高机动目标的协方差保持在期望范围内以及实现动态收敛,并可以通过调节期望协方差与过程误差协方差来影响跟踪过程的置信度与收敛速度,实现多目标稳定跟踪。 展开更多
关键词 相控阵雷达 协方差 交互式多模型滤波 波束调度算法
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一种改进的稳健自适应波束形成算法
6
作者 刘磊 陈模江 《网络新媒体技术》 2023年第5期51-56,共6页
精确知道导向向量与噪声(包括干扰)协方差矩阵的情况下,MVDR波束形成算法可保证期望信号无失真的同时最大限度地抑制干扰。对于实际的声呐系统,导向向量误差和采样协方差矩阵误差导致MVDR波束形成算法性能严重下降。充分利用导向向量误... 精确知道导向向量与噪声(包括干扰)协方差矩阵的情况下,MVDR波束形成算法可保证期望信号无失真的同时最大限度地抑制干扰。对于实际的声呐系统,导向向量误差和采样协方差矩阵误差导致MVDR波束形成算法性能严重下降。充分利用导向向量误差椭圆的稳健波束形成算法能够解决或改善此种性能劣化问题,但是该稳健算法需要运用牛顿迭代法或者二阶锥规划求解,计算效率较低。针对这一问题,本文在分析理想方向向量与实际方向向量关系的基础上,通过将理想方向向量投影到数据协方差矩阵的某一个特征向量上,提出了一种形式简单、计算量低的改进的稳健自适应波束形成算法。仿真分析表明,所提出的改进稳健算法明显提高了计算效率,且对信号方向向量的适配具有良好的稳健性。湖上实验数据处理结果,进一步证实了该算法的有效性。 展开更多
关键词 MVDR 波束形成算法 导向向量误差 采样协方差矩阵
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基于虚源的延时乘累加波束形成算法
7
作者 王宝宇 刘瑞麟 +1 位作者 张淼 张石 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期469-475,共7页
为了提高超声虚源次序波束形成的成像分辨率,提出一种基于虚源的延时乘累加波束形成算法,即VS-DMAS(delay multiply and sum beamforming based on virtual source)算法.该算法将DMAS的思想引入虚源次序波束形成的第二阶段,利用DMAS算... 为了提高超声虚源次序波束形成的成像分辨率,提出一种基于虚源的延时乘累加波束形成算法,即VS-DMAS(delay multiply and sum beamforming based on virtual source)算法.该算法将DMAS的思想引入虚源次序波束形成的第二阶段,利用DMAS算法中相乘耦合运算的特点,充分考虑信号之间的相干性,以抑制低回声区域伪影的产生,提高超声成像的分辨率和对比度.对该算法进行了点目标仿体仿真以及实体数据成像实验.结果表明,相较于常规的聚焦方式,VS-DMAS算法具有更低的旁瓣和更窄的主瓣,能够更好地将点目标从背景噪声中分离出来,随着深度的增加,依然有着较高的成像分辨率.且随着算法中p值适当增大,成像分辨率和对比度均有一定的提升. 展开更多
关键词 波束形成算法 虚源 延时乘累加 超声成像 图像重建
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基于函数波束形成的传声器阵列声成像性能分析
8
作者 刘姿琪 李吉祥 +1 位作者 李伟 赵慎 《信息技术与信息化》 2024年第1期135-140,共6页
在传声器阵列声成像系统中,常规波束形成算法(CBF)的主瓣宽度和旁瓣级性能受限,成像效果不能满足高精度声源定位需要,为此研究函数波束形成算法(FB)。首先对阵列接收信号的互功率谱矩阵进行特征值分解,并计算对特征值对角矩阵的v-1次幂... 在传声器阵列声成像系统中,常规波束形成算法(CBF)的主瓣宽度和旁瓣级性能受限,成像效果不能满足高精度声源定位需要,为此研究函数波束形成算法(FB)。首先对阵列接收信号的互功率谱矩阵进行特征值分解,并计算对特征值对角矩阵的v-1次幂,以此替换CBF中的互谱矩阵,进一步对波束输出进行v次幂运算,由此得到FB输出。然后,通过增加互谱矩阵的幂次运算,FB能够有效克服CBF的主瓣宽、旁瓣高等缺陷。最后,仿真对比了不同声源频率时CBF和FB的性能,分析不同指数v对FB性能的影响。结果表明,与CBF相比,FB具有更高的分辨率性能,且随着指数v的增大,FB旁瓣减小,动态范围增加。为满足工程中声成像动态性要求,建议指数v一般选取16。 展开更多
关键词 传声器阵列 常规波束形成算法 函数波束形成算法 互谱矩阵 特征值分解 声源定位成像
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一种新的智能天线波束形成算法 被引量:12
9
作者 王丽娜 王兵 周贤伟 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期351-354,共4页
在DS/CDMA系统中采用智能天线技术可以增加系统的容量,提高抗干扰性能。智能天线技术的核心是波束形成算法,基于遗传算法提出了一种新的智能天线波束形成算法,算法采用了内插和外推两种交叉算子,克服了遗传算法的早熟收敛问题,提高了全... 在DS/CDMA系统中采用智能天线技术可以增加系统的容量,提高抗干扰性能。智能天线技术的核心是波束形成算法,基于遗传算法提出了一种新的智能天线波束形成算法,算法采用了内插和外推两种交叉算子,克服了遗传算法的早熟收敛问题,提高了全局收敛能力。研究结果表明,提出的智能天线波束形成算法具有良好的收敛性和稳定性,可用于DS/CDMA系统抵抗干扰的影响。 展开更多
关键词 智能天线 波束形成算法 CDMA
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一种鲁棒性的最小方差无失真响应波束形成算法及其应用 被引量:11
10
作者 闫超 郭良浩 +1 位作者 汪福全 葛凤翔 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期605-610,共6页
理论上,自适应波束形成方法要比不依赖于输入数据的常规波束形成方法有更好的目标参数估计能力和干扰抑制能力。但在实际水声环境中,声传播模型、接收阵阵列流形以及信号统计特征等因素往往与实际情况存在一定的差异,导致传统的自适应... 理论上,自适应波束形成方法要比不依赖于输入数据的常规波束形成方法有更好的目标参数估计能力和干扰抑制能力。但在实际水声环境中,声传播模型、接收阵阵列流形以及信号统计特征等因素往往与实际情况存在一定的差异,导致传统的自适应波束形成方法性能下降。因此,提高自适应波束形成方法对上述因素的鲁棒性变得越来越重要。本文基于最差条件最优化的思想,改进MVDR(最小方差无失真响应)方法的约束条件提出了一种鲁棒性最小方差无失真响应自适应波束形成算法(R-MVDR),并对输入数据协方差矩阵和方向向量存在不确定性的情况进行了性能分析,推导给出了波束形成的加权向量和空间谱估计表达式,最后通过海上实验数据进行了验证。结果证明本文提出的算法在实际环境中有更好的方位分辨能力和干扰抑制能力。 展开更多
关键词 自适应波束形成算法 最小方差无失真响应 鲁棒性 形成方法 应用 抑制能力 输入数据 水声环境
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智能天线的原理、自适应波束形成算法的研究进展与应用 被引量:34
11
作者 桑怀胜 李峥嵘 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期83-89,共7页
智能天线是当前通信领域的研究热点之一。阐述了智能天线的基本原理 ,介绍了上行链路窄带自适应波束形成算法 ,对自适应波束形成算法进行了分类 ,较为详细地讨论了各种算法的特点 。
关键词 智能天线 自适应天线阵 自适应波束形成算法 移动通信系统
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最坏情况下的鲁棒自适应波束形成算法性能分析 被引量:11
12
作者 林静然 彭启琮 +1 位作者 邵怀宗 居太亮 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2161-2166,共6页
研究了最坏情况下的鲁棒自适应波束形成算法,它通过对角加载提高波束对方向矢量误差的鲁棒性.给出了其最优对角加载因子的近似解析达式,揭示了各种因素如何影响最优加载因子.在此基础上,对该算法进行了性能分析,推导出了关于目标功率估... 研究了最坏情况下的鲁棒自适应波束形成算法,它通过对角加载提高波束对方向矢量误差的鲁棒性.给出了其最优对角加载因子的近似解析达式,揭示了各种因素如何影响最优加载因子.在此基础上,对该算法进行了性能分析,推导出了关于目标功率估计和信号干扰噪声比的近似表达式.计算机仿真验证了本文的分析. 展开更多
关键词 鲁棒自适应波束形成算法 方向矢量误差 最坏情况 最优加载因子 性能分析 目标功率估计 信号干扰噪声比
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鲁棒约束恒模自适应波束形成算法 被引量:5
13
作者 宋昕 汪晋宽 +1 位作者 薛延波 韩英华 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1833-1837,共5页
线性约束恒模算法能够有效克服恒模算法中存在的干扰捕获问题,但在信号方向向量存在偏差的情况下,其性能将会受到影响.针对上述问题,本文提出了鲁棒约束恒模自适应算法并对其性能进行了分析.该算法收敛速度快,抗扰动性强,对信号方向向... 线性约束恒模算法能够有效克服恒模算法中存在的干扰捕获问题,但在信号方向向量存在偏差的情况下,其性能将会受到影响.针对上述问题,本文提出了鲁棒约束恒模自适应算法并对其性能进行了分析.该算法收敛速度快,抗扰动性强,对信号方向向量的偏差具有较强的鲁棒性,改善了系统的输出信干噪比.仿真实验表明,与线性约束恒模算法相比,鲁棒约束恒模算法具有很好的性能. 展开更多
关键词 恒模算法 线性约束 鲁棒自适应波束形成算法 信干噪比
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智能天线中的波束形成算法 被引量:3
14
作者 李宁 郭艳 郭莉 《解放军理工大学学报(自然科学版)》 EI 2002年第1期36-39,共4页
首先介绍了智能天线的发展和研究现状 ,智能天线能够自适应地跟踪用户信号 ,抑制干扰 ,增加通信容量 ,提高频谱复用率 ,在第三代移动通信系统中占有重要地位。作为智能天线的核心技术之一 ,波束形成算法引起了众多学者的广泛关注。着重... 首先介绍了智能天线的发展和研究现状 ,智能天线能够自适应地跟踪用户信号 ,抑制干扰 ,增加通信容量 ,提高频谱复用率 ,在第三代移动通信系统中占有重要地位。作为智能天线的核心技术之一 ,波束形成算法引起了众多学者的广泛关注。着重讨论了智能天线中波束形成的各种算法 ,根据算法对信号处理方式的不同 ,把它分为三大类 ,并对其中比较典型的算法进行了讨论。最后 。 展开更多
关键词 波束形成算法 智能天线 波束形成算法
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球谐域类正则化宽带超指向性波束形成算法 被引量:6
15
作者 厉剑 柯雨璇 +2 位作者 彭任华 郑成诗 李晓东 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期145-160,共16页
提出一种球谐域类正则化宽带超指向性波束形成算法,通过结合超指向性波束形成器与延迟求和波束形成器控制阵列白噪声增益和指向性因数,推导类正则化宽带超指向性波束形器的球谐域表达式。在此基础上设计新的可控指向性因数波束形成器,... 提出一种球谐域类正则化宽带超指向性波束形成算法,通过结合超指向性波束形成器与延迟求和波束形成器控制阵列白噪声增益和指向性因数,推导类正则化宽带超指向性波束形器的球谐域表达式。在此基础上设计新的可控指向性因数波束形成器,可在不显著放大低频白噪声的前提下实现设定的波束宽度。采用32元球阵的仿真结果表明,对于语音测试场景,类正则化波束形成器的最高PESQ得分相比于传统的超指向性波束形成器与延迟求和波束形成器分别提高了约0.5和0.4,平均词错率分别减少了约9.5%和8.1%。主观测试实验也表明类正则化波束形成器在方向性噪声和扩散场噪声环境下都可以获得更好的主观听觉感受。利用实验数据对算法性能进行测试,实验结果同样验证了该方法在实际声学环境中的有效性。 展开更多
关键词 波束形成器 指向性指数 白噪声增益 波束宽度 波束形成算法 正则化
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阵列指向性二次型约束稳健波束形成算法 被引量:7
16
作者 蒋飚 朱埜 孙长瑜 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期91-95,共5页
提出了一种基于阵列指向性二次型约束的优化算法,以提高最小方差无畸变响应(MVDR)波束形成对方向矢量的稳健性。通过控制阵列波束指向附近的小区域的自适应波束图与期望波束图的加权平方误差,使波束主瓣区域内的信号畸变最小,同时保持... 提出了一种基于阵列指向性二次型约束的优化算法,以提高最小方差无畸变响应(MVDR)波束形成对方向矢量的稳健性。通过控制阵列波束指向附近的小区域的自适应波束图与期望波束图的加权平方误差,使波束主瓣区域内的信号畸变最小,同时保持了对约束区间外的干扰信号的抑制能力。数值结果表明:在理想阵形和阵形畸变情况下,无方位失配时,利用本文算法的阵列输出信号与干扰噪声比(SINR)与新近出现的球面约束稳健Capon方法相当,而存在方位失配时,本文算法均优于后者。 展开更多
关键词 波束形成算法 稳健性 二次型 指向性 阵列 信号畸变 最小方差 干扰信号 优化算法 方向矢量
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RLS波束形成算法在相干干扰环境中的应用 被引量:3
17
作者 安毅 吕昕 高本庆 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2001年第8期33-35,共3页
讨论了如何将RLS自适应波束形成算法与空间平滑法相结合 ,应用到相干干扰环境中。首先给出了RLS去相干算法的结构和具体迭代步骤 ,并进行了理论推导 ,得到了采样信号协方差矩阵的逆矩阵循环传递等效于采样协方差矩阵求平均值的结论。对... 讨论了如何将RLS自适应波束形成算法与空间平滑法相结合 ,应用到相干干扰环境中。首先给出了RLS去相干算法的结构和具体迭代步骤 ,并进行了理论推导 ,得到了采样信号协方差矩阵的逆矩阵循环传递等效于采样协方差矩阵求平均值的结论。对两种情况进行了计算机模拟 ,证明了算法结构的正确性和可靠性。 展开更多
关键词 相干干扰 自适应阵 信号处理 RLS波束形成算法
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一种新的均匀圆阵宽带波束域高分辨测向算法 被引量:3
18
作者 周林 赵拥军 《信号处理》 CSCD 北大核心 2009年第3期394-397,共4页
波束域算法是通过对阵列信号进行波束形成预处理,再进行高分辨测向。本文提出了一种新的均匀圆阵宽带波束域高分辨测向算法,推导出波束域聚焦矩阵的表达式。新方法大大提高了圆阵宽带波束域测向算法的分辨率,估计精度等性能。最后通过... 波束域算法是通过对阵列信号进行波束形成预处理,再进行高分辨测向。本文提出了一种新的均匀圆阵宽带波束域高分辨测向算法,推导出波束域聚焦矩阵的表达式。新方法大大提高了圆阵宽带波束域测向算法的分辨率,估计精度等性能。最后通过计算机仿真,与基于模式空间变换的宽带圆阵波束域算法和宽带圆阵相干信号子空间算法进行了比较,验证了新算法的优良性能。 展开更多
关键词 DOA 波束算法 RSS算法 聚焦矩阵
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一种高性能GPS抗干扰自适应波束形成算法 被引量:1
19
作者 李蕊 史小卫 +2 位作者 徐乐 李平 吕志清 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2152-2155,共4页
GPS因其优越的性能而得到广泛应用,但由于到达接收机的卫星信号相当微弱,所以很容易被外界电磁信号干扰。将智能天线技术应用到GPS系统中以达到抗干扰的目的。针对卫星信号的特点,提出了一种新的波束形成算法-Noise RLS算法。本算法用... GPS因其优越的性能而得到广泛应用,但由于到达接收机的卫星信号相当微弱,所以很容易被外界电磁信号干扰。将智能天线技术应用到GPS系统中以达到抗干扰的目的。针对卫星信号的特点,提出了一种新的波束形成算法-Noise RLS算法。本算法用白噪声代替RLS算法中的参考信号,克服了RLS算法需要参考信号的缺点,仿真结果表明,提出的算法在不牺牲阵列自由度的同时又能获得更高的信干比。 展开更多
关键词 抗干扰 波束形成算法 智能天线 GPS
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一种新的频域波束切换算法 被引量:2
20
作者 苏蒍 黄建国 +1 位作者 韦周芳 雷济声 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期830-833,共4页
传统的时域波束切换算法(TDSB)在接收基阵阵元数少、单元接收信噪比低的情况下无法正确检测指向信号入射方向的波束,获得阵增益。不适用于水下无人航行器(UUV)远程水声通信系统。针对这一问题,提出了一种频域波束切换算法(FDSB).该算法... 传统的时域波束切换算法(TDSB)在接收基阵阵元数少、单元接收信噪比低的情况下无法正确检测指向信号入射方向的波束,获得阵增益。不适用于水下无人航行器(UUV)远程水声通信系统。针对这一问题,提出了一种频域波束切换算法(FDSB).该算法通过在频域中比较各波束输出信号频谱峰值的大小对波束进行选择、切换。利用设计的UUV声接收基阵对算法进行了性能仿真和湖试实验。仿真结果表明:FDSB算法在单元接收信噪比为-10 dB的情况下仍可以稳定、正确的切换波束;湖试25 km距离上通信实验结果表明:在UUV与信号发射端有相对运动的情况下,应用本文提出FDSB算法对波束进行选择、切换,通信误码率小于10-4. 展开更多
关键词 通信技术 频域波束切换算法 远程水声通信 M元频移键控 水下无人航行器
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