基于5G移动通信参考信号的机会信号测距测向技术

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)是目前应用最广泛的导航系统之一,但导航卫星信号到达地面时比较微弱,容易受到干扰,且无法在室内和城市峡谷环境中使用。近年来,移动通信技术发展迅速,具有基站布站密度高、信号信噪比强的特点,常被作为机会信号(Signal of Opportunity,SOP)定位导航系统进行研究。5G移动通信采用极简化设计,用于信道质量估计的参考信号不能随时获取,限制了利用上述信号实现SOP定位可能性。针对以上问题,结合5G移动通信中的波束成形技术,充分利用5G新引入的同步信号块(Synchronization Signal Block,SSB)中的解调参考信号(Demodulation Reference Signal,DMRS),提出了基于5G参考信号的测距测向方法,实现了多径误差补偿的测距技术和基于信噪比拟合的测向技术。实验表明,测距均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)为21.3 m,比不使用DRMS时的精度提高了46.1%;测向RMSE为7.9°,使得未来利用5G移动通信参考信号构建SOP定位导航系统成为可能。

面向6G通感一体化网络的参考信号设计

通信感知一体化设计具有频谱复用、软硬件复用、低成本、高效率等多种优势,因此被视为6G网络的关键技术之一。在6G网络中利用参考信号来实现通感一体化可最大程度地实现对现有OFDM通信波形的兼容。本文将对面向6G通感一体化网络的参考信号设计进行探讨和研究。首先对利用参考信号实现通感一体化的原理进行介绍。然后讨论了针对通感一体化系统的参考信号设计准则,包括通信信道估计的影响、码间串扰和载波间串扰的影响、感知模糊函数的影响、功率分配与峰均比的影响等。基于上述设计准则,进一步介绍参考信号在结构设计和功率分配上的优化策略。最后将通过仿真来验证参考信号的设计性能。仿真分析了均匀参考信号结构的模糊距离和模糊速度,并提出了一种可根据实际情况灵活选择不模糊检测范围的机制;验证了参考信号和数据的功率分配可以提高通感一体化系统的能量利用效率,但会使得实际系统的峰均功率比有所上升。

基于参考信号修正的外源雷达风轮机杂波抑制

针对外源雷达风轮机杂波(wind turbine clutter,WTC)抑制需要,首先建立了风轮机对辐射信号的调制模型。然后,研究了风轮机叶片调制效应与雷达发射信号周期性结构在距离多普勒谱(range Doppler,RD)上的相似性,从而从周期性成分抑制角度出发,提出了在匹配滤波处理时利用修正后的参考信号进行扩展多普勒杂波抑制的方法。最后,通过理论和仿真实验对该方法进行分析验证后,采用外源雷达风轮机实测数据进行了分析。实验结果表明,所提方法不仅可以提高WTC抑制度,还具有计算效率高、资源占用少等优点,相关优势已在自行研制的数字电视外源雷达实测数据中得到了验证。

基于参考信号重建的双层隔振系统主动控制试验研究

针对双层隔振系统振动控制过程中参考信号不稳定的问题,设计了一种基于反馈理论的参考信号重建FXNLMS算法,在多种工况下进行振动主动控制试验。搭建双层隔振主动控制试验平台,采用最小均方算法建立误差通道的FIR滤波器数据通道模型;分析经典FXLMS控制算法,通过获取输出与误差信号对参考信号进行重建,采用归一化方法实时调整步长因子。单频和多频情况下进行仿真分析,结果表明重建信号与实际信号具有很高的重合度,控制系统具有良好的控制效果。试验结果表明,参考信号重建算法比FXLMS算法具有更好的稳定性和抗干扰能力,且不同条件下激励频率处振动衰减量可达15~30 dB。

LTE中上行链路参考信号研究

LTE是未来移动通信发展的重要方向,参考信号在LTE中具有重要的作用,用于接收端提取信息并用于信道估计,均衡等。本文主要是对LTE中上行链路中参考信号(解调参考信号和sounding参考信号)的生成、特性、分类即作用进行分析。通过基序列的循环移位来产生参考信号,再分析在不同的信道(物理上行共享信道PUSCH和物理上行控制信道PUCCH)中参考信号所映射在RB中的具体位置。

大数据时代铁路信号信息化课程思政人才培养模式的探索

随着大数据时代的到来,铁路行业正面临着前所未有的挑战和机遇,为了适应这一时代的发展,需要对铁路信号信息化课程思政人才培养模式进行深刻的探索。本文分析了大数据时代铁路行业的发展现状,探讨了铁路信号信息化课程思政人才培养模式的重要性,并提出了一些建议和措施,以期为我国铁路行业的人才培养提供参考。

解耦多同步参考坐标系电网电压同步信号检测方法

在新能源发电并网中,并网变换器需根据电网运行状态实施相应的控制以保证其安全可靠运行。需要对电网电压的频率和相位实现快速准确的检测,同时还需要为变流器的并网运行提取出正负序分量。本文针对解耦双同步参考坐标系锁相环在谐波情况下频率检测结果和同步效果差的问题,提出了一种解耦多同步参考坐标系电网电压同步信号检测方法。该方法通过正负序dq轴系以及低次谐波的dq轴系分解,实现了多轴系dq分量的解耦,可以在电网电压不对称和含有谐波分量的情况下,快速提取出电网电压的频率和相位信息,同时还可得到正负序分量的dq轴变换结果。实验结果表明提出的方法在电网电压不对称、频率变化和含有多次谐波情况下均具有很好的同步效果。

DTMB外辐射源雷达参考信号纯度对探测性能的影响分析

外辐射源雷达通过被动接收目标反射的第三方照射源信号来实现目标探测,其中参考通道纯净参考信号获取与目标通道直达波抑制是实现目标相干检测的两项关键技术。研究了基于地面数字多媒体广播(digitalterrestrial multimedia broadcasting,DTMB)的外辐射源雷达中的参考信号重构技术,并结合时域直达波抑制和匹配滤波处理重点分析了重构参考信号纯度对目标探测性能的影响。仿真与实测数据处理结果表明,重构技术能够有效地获取参考信号,提高参考信号纯度,对改善外辐射源雷达的探测性能有积极的作用。

全球性数字广播高频外辐射源雷达参考信号重构

外辐射源雷达通过直达波提纯来获取雷达参考信号,且参考信号的纯净程度直接决定着雷达探测性能的好坏。针对全球性数字广播(digital radio mondiale,DRM)信号的特殊结构,提出通过重构发射信号来生成雷达参考信号的方法。首先基于DRM信号调制解调理论介绍了重构算法流程,然后通过实测数据处理验证了重构性能,最后分别从模糊函数性能与杂波抑制能力两方面定量研究了解调误码率对雷达探测性能的影响。仿真与实测结果均表明,通过本文所提重构算法能够获得良好的雷达参考信号,为目标探测提供必备条件。

WiFi外辐射源雷达参考信号重构及其对探测性能影响研究

利用Wi Fi(Wireless Fidelity)信号作为外辐射源进行探测可获得较好的性能,然而Wi Fi信号本身及其应用环境的复杂性又决定了其参考信号获取的难度。该文分析了利用Wi Fi信号进行探测的特点,探讨了参考信号获取的不同方式,针对典型Wi Fi信号结构,提出了与Wi Fi无源探测相适应的参考信号重构方法,并结合接收信号的信噪比分析了参考信号重构质量对探测性能的影响。研究表明,参考信道所接收信号的信噪比越高,其解调误比特率越低,重构后的参考信号对于杂波抑制性能越好,其模糊函数噪声基底也越低,越有利于目标探测。同时,针对接收信号中的非监测信号成分所产生的虚假目标"重影",提出了基于重构的参考信号修正方法进行消除。仿真分析表明了以上处理方法对参考信号获取的有效性。

一种基于参考频率电网同步信号实时检测方法

在新能源等采用变换器并网场合,电网同步信号检测是并网控制的关键。目前研究的锁相环电网同步方法还存在一定的缺陷,基于此,提出一种基于参考频率的电网同步信号实时检测方法,仅检测单相电网电压与参考频率正弦、余弦信号运算,在三相电网畸变、不平衡条件下能准确检测电网同步信号。针对电网出现频率偏移导致检测的同步信号存在较大的相位偏移,对检测过程中低通滤波环节引入负反馈和比例控制进行改进,可将相位偏移校正到满意的指标下。理论与实验研究结果均表明该方法的正确性和有效性。

中国移动多媒体广播外辐射源雷达参考信号获取方法研究

该文结合中国移动多媒体广播(CMMB)信号的特殊结构,提出了两种CMMB外辐射源雷达参考信号获取方法,即基于CMMB同步信号的自适应滤波提纯算法与利用CMMB调制解调理论的参考信号重构算法。首先给出了两种算法的具体处理流程;接着通过计算机仿真重点分析比较了两种算法的性能,利用实测处理验证了重构算法的有效性。研究表明基于参考信号重构的提纯方法能有效地消除参考信号中的噪声干扰和多径干扰,具有获取参考信号纯度高、算法稳健等优点。

LTE中一种基于探测参考信号的信噪比估计算法

为了在上行链路支持频率选择性调度,长期演进(LTE)系统定义了探测参考信号(SRS)用于信道质量估计。该文主要研究SRS的信噪比估计方法,针对Boumard方法和传统DFT方法的缺点,提出一种改进的基于DFT的估计方法。该方法通过在时域修正噪声的估计区间,减小高信噪比时有用信号能量泄露对噪声估计的影响,从而获得更准确的信噪比估计。仿真结果表明,所提方法的估计性能优于Boumard方法和传统的DFT方法,提高了高信噪比时的估计精度,在高信噪比区域,平均估计性能提高了约6 dB以上。

外辐射源雷达参考信号提纯方法

在外辐射源雷达中,用于接收直达波信号的参考天线不仅会接收基站的直达信号,同时还会不可避免地接收到经地面建筑等反射的强多路径信号,直接利用参考天线接收的参考信号与目标回波匹配积累会产生额外的检测峰值。针对这个问题,提出了一种该场景下的外辐射雷达参考信号提纯方法。首先,将回波信号投影至参考信号的子空间中提取回波信号中的直达波信号。然后,利用此直达波信号对消参考信号中的干扰获取纯净的参考信号。最后,利用纯净的参考信号与杂波抑制后的目标回波匹配得到检测结果。计算机仿真和理论分析表明,该方法具有较好的参考信号提纯性能。

参考信号频率自调整的数字相敏检波器算法的研究

本文提出了一种不需要外接同频参考信号的数字相敏检波器算法。该算法首先提取计算机产生的参考信号与被测信号频率的差值，然后根据该差值调整参考信号的频率直到满足要求。本文还讨论了数字相敏检波器的幅频特性，仿真试验表明理论分析与实际结果是一致的。该算法可以用于同频参考信号不能获得时正弦信号的幅度和相位测量。

基于重构激发信号的电磁式可控震源相关检测参考信号方法研究

针对电磁式可控震源地震数据的相关检测,研究发现,在地下结构复杂、基板-大地耦合不佳时,常规方法——基于震源控制信号或基板附近信号作为参考信号检测得到的地震记录中,存在子波到时误差和虚假多次波问题.本文分析了上述问题的理论原因,并提出基于重构激发信号的相关检测参考信号方法(Correlation Detection Reference Signal Based on the Reconstructed Excitation Signal,CDRSBRES).首先,利用直达波与其他地震波到时不一致的特点,从震源基板附近信号中分离、提取直达波.然后,利用直达波重构震源激发信号并作为参考信号对地震数据进行相关检测.最后,应用谱白化技术提高检测结果质量.数值模拟研究表明,重构激发信号与理想激发信号的相关系数为0.9869,达到高度线性相关,CDRSBRES方法检测的地震记录在子波到时和波形特征上均与模型相符.随后,在某金属矿区开展了可控震源对比实验.与液压式可控震源MiniVib T15000检测结果相比,电磁式可控震源PHVS 500的检测结果中:基于震源控制信号的检测结果存在子波到时误差约0.012s,对应垂向精度误差约11.16m;基于基板附近信号的检测结果部分区域出现虚假多次波,信噪比降低;而CDRSBRES方法的检测结果子波到时误差约0.001s,对应垂向精度误差约0.93m,波形特征一致,相同区域无虚假多次波.综上,本方法适用于电磁式可控震源地震数据的高精度检测,尤其对于地下结构复杂区域的高分辨率地震勘探具有重要意义.

DTMB外辐射源雷达参考信号重构信道估计新方法

参考信号的稳健重构是数字波形外辐射源雷达的关键技术之一,其中信道估计的精度直接关系到重构参考信号的纯度。针对数字地面多媒体广播(DTMB)外辐射源雷达在接收系统基带采样率是信号符号速率非整数倍时所面临的参考信号重构质量问题,该文在压缩感知的匹配追踪算法基础上,提出一种改进的信道估计新算法。仿真分析表明,相比于广泛采用的时域相关法和最小二乘(LS)算法,改进后的算法有更好的频率适应性,鲁棒性高,在多种信道环境下表现优越。实测数据进一步验证了采用所提出的信道估计算法可较大提升参考信号的重构质量,从而有利于目标探测。

LTE上行链路中基于探测参考信号的信噪比估计

信噪比是衡量信道质量的一个重要参数,该文主要研究LTE(Long Term Evolution)系统中基于探测参考信号(Sounding Reference Signal,SRS)的信噪比估计方法。针对DASS(Difference of Adjacent Subcarrier Signal)算法在高信噪比下噪声估计误差较大的这一缺点,该文提出一种适用于SRS的改进DASS方法。该方法通过重新定义子载波的差分方式,减小了噪声估计的误差,并且由于对连续的3个SRS频点,仅需要估计一次噪声,使得该文方法的复杂度仅为原DASS方法的1/3。仿真结果表明,所提方法的估计性能优于其余的方法,特别是在低时延和中等时延信道下,高信噪比时的估计精度提高了约10倍。

多级维纳滤波测向算法的参考信号优化方法

多级维纳滤波(MSWF)利用接收数据矩阵的正交分解,代替了传统MUSIC算法对协方差矩阵的特征分解,降低了运算量。为有效提高算法性能,对参考信号的取值进行了研究,发现方向矩阵的取值对其有很大影响。在参考信号取值结构为阵元接收数据的基础上提出参考信号取值公式,指出了文中条件下参考信号的最优取值。仿真结果表明,在相同条件下该优化方法比其他算法有更好的性能,对于提高算法精度具有重要意义。

周期性参考信号的跟踪控制系统设计及应用

本文提出了一种在参考信号具有周期性或重复性特点时，设计跟踪控制系统的新方法。根据重复控制理论设计重复控制器，使系统的输出跟踪输入的周期性或重复性参考信号，从而达到跟踪控制的目的。重复控制器由重复补偿器和稳定化补偿器组成。文中对控制器的设计进行了详细的讨论，给出了设计实例和仿真结果。研究表明，应用这种方法设计的电液伺服振动台系统可以实现对周期或重复性的振动实验信号的跟踪控制。