直接序列扩谱CDMA系统中盲窄带干扰抑制

提出一种基于FFT的窄带干扰盲抑制算法。在有强窄带干扰的直扩系统中,通过对接收信号做FFT,保存相位谱,对幅度谱进行硬限幅,利用限幅后的幅度谱与保存的相位谱重构信号,可以大大降低干扰信号的功率,从而实现干扰抑制。该算法适合各种窄带干扰,并且与干扰是否时变特性无关。同时干扰带宽越窄,干扰抑制效果越明显。由于本算法只利用FFT,适合实时处理。     

基于高阶瞬态矩迭代的多项式相位干扰抑制

提出了一个基于高阶瞬态矩迭代的多项式相位干扰的抑制技术。针对振幅恒定和多项式相位特征的干扰信号,运用高阶瞬态矩和迭代法精确综合出相应干扰信号;然后在时域将其从接收信号中减去,以有效地抑制宽带非平稳干扰。性能仿真结果表明,该方法不仅提高了干扰参数估计的精度,降低了计算的复杂度,而且提高了系统处理的实时性和有效地抑制了多项式相位干扰,获得比较好的误码率性能改善。     

DS/SS通信系统多个窄带干扰消除算法研究

首先提出了一种基于WPT Kalman的干扰分离、增强和消除算法。该算估采用小波包变换 (WPT)准确地跟踪单个干扰的频率和带宽并将其从接收信号中分离出来 ,然后对其使用Kalman滤波进行增强。利用干扰分离所使用的小波包基对消除干扰以后的信号进行再次WPT ,得到单个干扰的量测噪声 ,并采用一种独特的参数估计方法实现量测噪声参数的在线实时估计 ,从而改善了Kalman滤波对干扰信号波形的估计性能。该方法综合利用了WPT自适应构建信号特性所对应的“最佳”滤波器组的能力和Kalman滤波对未知信号的线性的、无偏的、最小方差估计的特点以及量测噪声参数在线实时估计策略的优点 ,可以很好地恢复多个独立的、时变的窄带干扰以便消除。仿真结果表明 ,该算法可以提高DS/SS通信系统抗窄带干扰的能力     

异步码分多址系统中盲窄带干扰抑制

对于在频率选择性衰落信道下,异步码分多址系统的窄带干扰的抑制,给出了基于MMSE的权值向量闭合表达式,为了降低算法计算量并自适应更新该闭合表达式,利用子空间方法对该闭合表达式进行逼近,同时利用子空间跟踪方法对该权值向量进行更新。由于该方法只需期望信号特征序列及其时延,因此是一种盲干扰抑制方法。该算法对窄带干扰类型不敏感而且不需要知道干扰模型,因而适用于抑制不同的窄带干扰。对BPSK、多频以及二者的混合窄带干扰模型进行了干扰抑制仿真,结果验证了该算法对不同的窄带干扰模型均可以取得很好的干扰抑制效果。     

LFM雷达中DRFM假目标自适应对消方法

针对欺骗干扰环境中的线性调频(linear frequency modulation, LFM)雷达干扰抑制问题,提出了一种动态环境下性能较好的数字射频存储器(digital radio frequency memory, DRFM)假目标干扰抑制方法。该方法通过自适应滤波从时〖CD*2〗频解耦后的信号中估计出干扰信号并对干扰信号进行对消,从而恢复出目标回波信号。该方法无需进行干扰环境下的多分量信号参数估计,运算复杂度低。仿真结果表明,在干扰与目标信号之间的时延差大于0.2 μs的情况下,对干扰信号的脉压峰值功率抑制可达50 dB以上,而目标信号脉压峰值功率损失小于1 dB,且算法对干信比不敏感。     

方位频域滤波的机场毫米波雷达干扰抑制方法

强散射目标距离旁瓣造成的干扰, 严重影响机场跑道异物(foreign object debris, FOD) 毫米波雷达对微弱目标的检测。针对该问题, 本文基于信号频谱分布特点, 即静止目标信号的方位谱具有窄带特性, 而旁瓣干扰信号的方位谱是宽带的, 提出在方位向进行信号频域滤波的干扰抑制方法。首先在距离向使用窗函数加权方法处理, 方位向通过傅里叶变换到频域, 利用提前标定和构建的窄带带通滤波器进行滤波, 最后再变换回时域。与其他方法相比, 该方法能够在有强散射环境下获得较好的干扰抑制效果, 提高微弱目标的信杂比。93 GHz FOD雷达实测数据处理结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于自适应抗干扰技术的辐射发射现场测量方法

提出了一种具有干扰抑制效果的外场辐射发射测试新方法。该方法通过获取多通道接收数据,利用多重信号分类(multiple signal classification, MUSIC)算法获取受试设备的辐射信号和现场其他干扰信号的波达方向,并采取最小方差无畸变波束形成算法在干扰信号来向形成阵列天线方向图的“零陷”,从而实现对干扰信号空间抑制。结合短时傅里叶变换方法,对不同体制的干扰信号的抑制效果进行时频域仿真。结果表明,该方法在保证受试设备辐射特性无失真的情况下,既能同时抑制多个干扰源,又能有效抑制同频干扰和宽带干扰。     

多载波CDMA中变换域自适应滤波抑制窄带干扰

Multi-Carrier CDMA(MC-CDMA)系统结合了正交频分复用(OFDM)系统和码分多址(CDMA)系统的优点,能比传统CDMA系统提供更高的用户容量,因而在3G中受到了广泛的关注.主要讨论MC-CDMA系统在加性高斯白噪声信道下使用变换域自适应滤波器抑制窄带干扰的性能,推导了系统在加性高斯白噪声信道下抑制单音干扰的理论性能,并将变换域自适应滤波器的性能和门限剔除器(threshold exciser)作了比较.通过数字仿真结果可以看出,使用变换域自适应滤波器的MC-CDMA系统对窄带干扰的抑制性能比使用门限剔除器的好得多.     

DSSS系统中应用HMM的窄带干扰抑制技术

研究了DS(Direct Sequence)扩频系统中基于隐藏马尔可夫模型(Hide Markov Models—HMM)的干扰抑制技术，首先简要引述了算法原理，然后着重给出了该算法的改进方案和在具体干扰条件下的系统性能仿真。研究表明，相对于基于DFT的干扰抑制技术，该算法由于能够对干扰信号进行准确的估计，因而减小了对有用DS扩频信号的损伤，可以获得更好的抗干扰性能。通过减小复杂度的措施，可以使之用于实际系统，这对于应用DSSS系统的短波通信系统和卫星通信系统增强其抗干扰能力具有重要意义。     

双基地机载雷达杂波和主瓣压制干扰抑制方法

当干扰从雷达波束主瓣进入时，传统的空域抗干扰方法不仅无法抑制主瓣干扰，还会引发主瓣畸变、旁瓣抬升等问题，严重影响机载雷达目标检测性能。针对该问题，提出了一种基于双基地配置的机载雷达杂波和主瓣压制干扰抑制方法。该方法首先针对主、辅雷达分别形成多个相邻空域波束；然后，对波束形成后的数据进行脉冲多普勒(pulse Doppler, PD)处理，并在距离-多普勒域对主、辅雷达的干扰信号进行配对处理。在此基础上，在主、辅雷达对应的多普勒通道通过时域自适应滤波抑制干扰；最后，联合相邻波束的数据通过降维空时自适应处理(reduced-dimension space-time adaptive processing, STAP)抑制剩余的杂波。仿真结果表明，所提方法能够有效抑制杂波和主瓣压制干扰，与传统采样矩阵求逆(sample matrix inversion, SMI)方法和局域联合处理(joint domain localized, JDL)方法相比，对信干噪比性能分别改善了约20.6 dB和21.5 dB。     

基于DPSCT和频谱校正的窄带干扰CBOC信号捕获算法

针对窄带干扰环境下组合二进制偏移载波(combined binary offset carrier, CBOC)信号难以被准确捕获的问题,提出了一种基于频域双相移组合陷波器(dual phase shift combination trap, DPSCT)结合批处理、频谱校正的捕获算法。该算法首先用陷波器对任意频点的窄带干扰进行抑制,再通过批处理提高处理速度,最后针对快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)过程中扇贝损失易导致捕获概率降低的问题,提出了基于部分匹配滤波器(partially matched filter, PMF)结合相位差+单点傅里叶变换频谱校正的捕获方法。仿真结果表明,该算法对在窄带干扰抑制后波形恢复和捕获概率等方面均有良好的性能,当信干比(signal to interference ratio, SIR)为-37 dB时,该算法较未校正之前捕获概率有4 dB的提高,并有效缩短了捕获时间。     

基于平方根UKF的车辆组合导航

针对扩展卡尔曼滤波(EKF)在车辆导航中存在着计算复杂、线性化误差大等缺点,将一种新的非线性滤波方法--平方根UKF方法(SRUKF)用于车辆GPS/DR组合导航中.和普遍采用的EKF方法相比,SRUKF方法不仅提高了车辆组合定位的精度和稳定性;而且不需要模型的具体解析形式,避免了复杂的Jacobi-an矩阵的计算,算法更简单,也更加易于实现.为了检验其有效性,将两种方法分剐对车辆GPS/DR组合导航系统进行滤波仿真,仿真结果进一步表明SRUKF方法明显优于EKF方法,是车辆组合导航中一种更理想的非线性滤波方法,真正实现了车辆低成本、高精度的实时定位.     

改进的强跟踪平方根UKF在卫星导航中应用

针对应用于受不确定性干扰和噪声影响的卫星自主导航系统中的无迹卡尔曼滤波（unscented Kalman filter,UKF）存在估计精度低、跟踪性能差和鲁棒性弱等缺陷,提出一种改进的强跟踪平方根UKF(strong tracking square-root UKF, STSRUKF)导航方法。该方法中利用星敏感器和光学导航相机设计出导航方案,并通过转换方程将间接量测量转换为观测量。针对平方根UKF（square-root UKF, SRUKF）在高阶系统中因为sigma点的零权值系数是负的或者数值计算误差太大时而可能造成滤波器发散问题,采用一种改良的平方根分解方法,改善了滤波器的稳定性。同时,基于强跟踪滤波器理论（strong tracking filters, STF）,引入多重自适应衰减因子调节协方差矩阵,使得滤波器具有强跟踪能力和克服系统模型不确定的鲁棒性,改善了滤波器的估计精度。将该方法应用于卫星自主导航系统中,实验仿真结果表明,相对于平方根UKF和STF,该方法不仅保证了系统的可靠性,还提高系统的导航精度和改善系统的鲁棒性及跟踪能力。     

空间分集干扰对齐研究

干扰对齐(interference alignment, IA)通过在接收端把干扰对齐到同一个子空间中,可以在干扰信道中实现最大的自由度,但在低信噪比时,IA可靠性较差,针对这个问题,研究了实现分集IA的条件,提出了基于子空间投影的单端分集及双端分集的具体实现方案。通过理论分析和仿真验证阐述了分集对改善IA性能的机理,给出了IA中分集与复用的折中方案。分集能提高IA的接收信噪比,减小差错概率,从而改善IA在低信噪比时的性能。最后,通过仿真验证了分集IA的性能。     

利用方向角信息辅助雷达目标跟踪

传统雷达仅能提供目标的方位和距离量测,由于可利用的信息相对较少,跟踪精度很难进一步提高。利用现代雷达的高分辨探测能力,提出了一种基于距离像识别信息辅助目标跟踪的模型,并结合求根不敏卡尔曼滤波技术得到了一种高性能跟踪算法。该算法根据距离像识别结果得到目标方向角的测量,进而通过增加观测量的维数来提高目标的跟踪能力。不同条件下的仿真结果表明,利用方向角信息辅助的跟踪算法收敛速度快,跟踪精度高,且复杂度与传统算法相当。     

一种认知超宽带无线通信系统的设计与实现

从改善UWB通信系统与常规无线电系统电磁兼容性角度出发,研究一种认知M元扩频UWB通信方案. 与DS-UWB不同,依据所提方案,发送信号中M个近似正交的PN码随机出现,传输波形不存在循环周期性,信号频谱非常平滑,基本没有谐波状谱线,功率谱更类似于白噪声,隐蔽性更好,抗噪声性能更强,归一化误码特性随M的增大而改善,直至逼近香农限. 为防止带内常规无线电信号恶化系统性能,在接收机前端设计了频谱感知与干扰避免算法,理论分析与仿真实验表明所提算法可有效对抗窄带干扰对系统带来的影响,大幅提高系统性能. 该技术方案,在极低性噪比条件下的应急通信与隐蔽通信等领域有重要推广应用价值.     

超宽带脉冲信号及对窄带通信系统的干扰分析

超宽带通信的优良特性使其成为继CDMA与蓝牙技术之后倍受人们重视的通信技术，但是其极宽的频谱分布对常规通信系统的干扰也成为人们担忧的问题。首先对UWB通信常用的几种高斯型极窄脉冲进行了时域与频域的分析，尽管几种波形都有极宽的频谱，但是功率谱分布规律却不相同，对频域中业已存在的常规通信系统构成干扰的程度也不相同。通过仿真分析表明，适当地选择极窄脉冲波形及相关信号参数可有效地降低这种干扰。     

基于四元数平方根UKF算法的SINS/GPS紧组合导航系统研究

在较大初始姿态误差角下,针对SINS/GPS紧组合导航系统扩展卡尔曼滤波（extenthed Kalman filter, EKF）算法定位精度下降的问题,提出了一种基于四元数的平方根无迹卡尔曼滤波（square root unscented Kalman filter, SRUKF）算法。为解决SRUKF算法中四元数正交规范化的限制,通过构造姿态矩阵代价函数将四元数预测均值问题转化为代价函数最小时的四元数向量求解问题,保证了均值四元数的规范化;利用乘性四元数误差表示四元数预测值与均值之间的距离,求取四元数的预测协方差矩阵,保证了算法的合理性。在此基础上,给出了SINS/GPS紧组合系统四元数平方根无迹卡尔曼滤波算法的具体步骤。在较大初始姿态误差角下的仿真实验结果表明,与EKF算法相比,该算法精度更高,稳定性更强。     

基于最大输出信噪比的L-DACS1接收机盲自适应波束形成算法

由于L频段数字航空通信系统1(L-band digital aeronautical communication system1, L-DACS1)和民航测距机(distance measuring equipment,DME)系统的频谱有部分重叠,因此在L-DACS1接收机中需要考虑DME干扰的抑制问题。提出了基于最大输出信噪比的干扰抑制和盲波束形成算法。由于DME脉冲干扰的功率较大,首先采用子空间跟踪算法来得到干扰子空间,然后将接收数据向干扰子空间的正交补空间进行投影以抑制DME干扰。干扰抑制后,接收数据中只剩下正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)信号和噪声了。为了充分利用阵列天线的优势,采用了输出信噪比最大准则来进行波束形成,将天线方向图的主瓣对准OFDM信号来向,以提高接收机输出信号的信噪比。仿真表明,该方法不需要先验信息就能够在抑制干扰的同时进行盲波束形成,在OFDM信号来向上获得高增益的主瓣,进而提高输出信噪比;另外,所提的波束形成方法在输入信噪比较低的环境下依然能够形成稳定的波束,将主瓣对准信号来向。