基于空间投影的全双工MIMO中继站自反馈干扰抑制

建立由基站、全双工MIMO中继站和用户站组成的系统模型,获得MIMO自反馈干扰矩阵。当自反馈干扰信号最大多径时延大于符号周期时,根据自反馈干扰矩阵张成空间,设计并添加信号空间投影滤波器到中继站中实现自反馈干扰抑制。针对自反馈干扰矩阵是否满秩,滤波器设计分别采用子空间和零空间投影算法,并讨论了不同投影算法下对中继站接收信号误码率影响和自干扰信号的残留量。理论分析和仿真结果表明,所提出的空间投影算法对自反馈干扰的抑制有较理想的效果。

近远场统一定位模型:基于子空间的方法与局限性分析

修正极坐标表示(Modified Polar Representation,MPR)实现了近场定位与远场测向模型的统一表达,克服了定位或测向对目标距离先验信息的依赖,巧妙地规避了传统坐标系下因远场距离模糊及距离-角度相互耦合导致的定位精度下降.然而现有MPR定位方法存在性能和稳健性不足、边界条件不清晰等问题,无法满足工程应用的实际需求.本文从子空间的角度着手以求解MPR下的时差(Time Difference Of Arrival,TDOA)定位问题,将角度和逆距离的估计分离到两个正交的空间,从而提高算法性能和稳健性.首先利用零空间投影消除逆距离以求解角度的最优估计,然后再代回原方程求解逆距离.在求解逆距离估计时,考虑角度估计误差使得矩阵出现秩亏,可通过向矩阵非零特征值对应的子空间投影解决秩亏的问题,再由加权最小二乘直接求得逆距离的最优估计.与现有研究中最优闭式解广义信赖域子问题(Generalized Trust Region Sub-problem,GTRS)相比,分析和仿真实验都证实所提算法具有更好的性能和大噪声场景下的稳健性.本文还分析了包括所提算法在内的现有基于MPR的TDOA定位算法的局限性,明确了不同算法对最小传感器数量和适用场景的的要求,为工程中算法的选择提供参考.

基于状态相关黎卡提方程的集群航天器协同围捕非合作目标最优控制策略

随着航天技术的大力发展,空间安全日益成为航天领域的焦点问题。空间围捕在轨目标也将由单航天器的追捕向集群航天器协同围捕的趋势发展。本文针对多个航天器协同围捕空间非合作目标的典型场景,提出一种基于状态相关黎卡提方程的集群航天器协同围捕非合作目标的策略与方法。首先,基于航天器非线性相对运动模型,建立空间集群航天器协同围捕非合作目标运动学模型,并据此设计双方的二次型目标函数(相对距离与燃料消耗),将围捕问题转化成微分对策的纳什均衡问题。其次,通过求解状态黎卡提方程,获取集群航天器对单一非合作目标航天器的最优策略。在此基础上利用零空间投影方法,设计一种与距离相关的基于优先级的任务规划方案,以获得非合作目标航天器面对集群航天器时的逃逸策略,避免其对于集群多个航天器的逃逸策略冲突。最终通过数值仿真结果验证了所提协同围捕策略与方法的有效性。

连续迭代投影多任务优先级方法

针对任务优先级层次中进行任务插入和移除过程中引起的关节速度不连续现象,基于连续迭代投影原理,提出连续迭代投影多任务优先级方法。并基于李雅普诺夫稳定性理论,当迭代次数趋于无穷大时,证明了所提出方法的稳定性。以避障任务为首要任务,轨迹跟踪任务为次要任务,仿真分析了连续迭代投影多任务优先级方法的性能,并与传统增广投影多任务优先级方法进行对比。结果表明,在靠近障碍物时,避障任务插入优先级层次中,连续迭代投影多任务优先级方法能够保证关节速度的连续性,并在冗余度范围内尽可能地执行末端轨迹跟踪任务,保证跟踪误差的收敛性。

经典平差函数模型的概括形式分析

对经典平差函数模型的两种概括形式进行回顾和总结,基于零空间投影算子导出经典平差函数模型的第三种概括形式-等价条件平差模型,教授学生理解该概括形式平差模型的作用及特点。提出在本科教学实践中以不同的平差模型概括形式开展课堂讨论,有利于启发学生对平差模型内在联系的自觉发现。

双向全双工MIMO中继系统的自干扰消除

全双工中继可以提高频谱利用率,但其存在的自反馈干扰信号影响了全双工系统的性能。目前大部分研究主要集中于单向全双工中继系统,对双向全双工中继系统的研究甚少。因此文中在目前单向全双工中继系统的自干扰抑制方案基础上,研究了双向全双工中继系统自干扰消除方法。双向全双工中继与单向全双工中继系统的不同之处在于:除了中继端,其源端和目的端均存在自干扰。对于源节点和目的节点的自干扰采用时域抵消法,再将零空间投影法运用于双向全双工MIMO中继系统来消除中继节点处的自干扰信号。