频域相关器在低轨小卫星中的应用

针对频域相关器在频域上进行直接序列扩频信号的捕获,可以显著地加快捕获速度,缩短捕获时间,在进行直接FFT补零做法的性能分析后,指出直接补零会带来性能的恶化。然后提出了一种新的算法,即把频域相关长度加倍,证明它可以完美地解决频域相关器的FFT长度不匹配的问题,同时与时域相关器相比,仍然大大地降低了计算量,缩短了捕获时间,并给出了在基于数字信号处理器(DSP)实现时频域相关器和时域相关器的计算量比较结果。     

一种小运算量累积量域频率和到达角估计算法

提出了一种基于频域高阶累积量的信号频率和到达角联合估计算法.首先分析阵列信号频域模型,然后利用频域数据构造类似于VESPA算法的矩阵束,并基于此矩阵束给出频率和到达角联合估计的方法.该算法具有抑制色高斯噪声及实现阵列虚拟扩展的能力,并可降低对阵列一致性的要求,用M个阵元可以分辨M-1个空间信号(ESPRIT类算法),而计算量可以和基于二阶统计量的算法比拟.     

两种快速频域细化分析方法的研究

在通信和其它的实际应用中,经常需要对信号的局部频谱进行细化分析。应用FFT算法可以快速得到信号的粗略频谱,但若要通过FFT直接得到细化频谱则计算量大大增加。因此可以从FFT的粗略估计频谱来获取需要细化分析的频谱范围,再用其它频域细化方法对其进行快速细化分析。分析了经典的频域细化方法CZT和Zoom FFT算法,并提出了一种改进的自适应抽取Zoom FFT频域细化算法。对这些算法各自的性能进行了详细的分析和比较,并通过仿真进行了验证。     

两种快速频域细化分析方法的研究

在通信和其它的实际应用中,经常需要对信号的局部频谱进行细化分析。应用FFT算法可以快速得到信号的粗略频谱,但若要通过FFT直接得到细化频谱则计算量大大增加。因此可以从FFT的粗略估计频谱来获取需要细化分析的频谱范围,再用其它频域细化方法对其进行快速细化分析。分析了经典的频域细化方法CZT和Zoom FFT算法,并提出了一种改进的自适应抽取Zoom FFT频域细化算法。对这些算法各自的性能进行了详细的分析和比较,并通过仿真进行了验证。     

基于累积张量分解的雷达信号欠定盲分离算法

针对时域和频域不充分稀疏条件下的雷达信号欠定盲分离问题,提出了基于信号不同时延的累积量与三阶张量分解估计混合矩阵的方法,并通过修正子空间投影算法完成对雷达源信号的恢复。首先将混合信号的四阶累积量表示成三阶张量,利用三阶张量分解获得混合矩阵估计值;通过求解雷达源信号任意时频点处对应的估计矩阵的列矢量,得到该时频点处最优超定矩阵的伪逆并恢复源信号。该算法可以解决复杂电磁环境下时频域同时混叠的雷达信号盲分离问题,仿真结果表明与现有算法相比提高了盲分离中混合矩阵估计性能和源信号恢复性能。     

SAR原始数据的频域量化编码方法研究

对SAR原始数据时域中的统计特性进行分析的基础上,对原始数据在频域中的特性进行了具体分析,分析的结果认为SAR原始数据在时域和频域中的特性相一致,从而提出了频域中采用块自适应量化编码的方法,文中对该方法进行了深入讨论,同时在文中还介绍了利用该方法对SAR原始数据进行压缩处理的实验结果,由实验结果可以看出,在频域中实现SAR原始数据的压缩同样也能得到良好的效果。     

并矢展开的算法与实现

本文讨论了多变量频域理论中并矢展开法的并矢展开算法与实现,以期使计算得到简化并减少计算量。     

MC-CDMA系统部分频带干扰抑制性能研究

对MC-CDMA系统和部分频带干扰进行了建模,推导给出了常规MC-CDMA系统以及频域随机交织和卷积编码情况下的等增益软、硬判决合并的理论误码率表达式,计算机仿真发现,（1）集中功率进行有效干扰可以获得最好的干扰效果,（2）由于采用了频域扩频,MC-CDMA系统的部分频带干扰抑制性能要远好于OFDM系统,（3）在频域随机交织情况下,软判决合并的性能并不总是好于硬判决合并,并且采用自由距离较大的卷积编码也可以获得很好的干扰抑制效果.     

基于扩展Kalman滤波的运动目标距离/速度联合估计

通过对高频区运动目标的频域回波模型的分析,提出了一种基于高频区回波频域模型的非成像类参数化高分辨方法。该方法基于扩展卡尔曼滤波理论,通过对所建立的运动目标回波频域模型进行参数估计来获得目标距离高分辨。仿真结果证明,该方法回避了目标运动情况下成像类高分辨方法所必需的距离补偿问题,多散射点情况下在获得各散射点的距离高分辨的同时,可以获得目标运动参数的精确估计。     

网络系统可靠性分析的频域生成图模型

提出一种用于分析网络可靠性的频域生成图模型(frequency-domain spanning graph,FSG).该模型可以直观地处理网络端端可靠度、全端可靠度以及频域状态的动态变化过程,且算法易于计算机实现,实现效率高.给出了FSG的定义和描述,对串联、并联和备用等典型结构建立了相应的FSG可靠性模型,并导出其频域的可靠性表示式.最后结合Matlab开发环境给出范例,从定性定量两个方面阐述了FSG分析过程,以此说明其有效性.     

水声通信性能仿真中宽带波束形成软件的应用

将波束形成技术用于远程水声通信系统,可以提高接收信噪比。为了具体分析波束形成技术在水声通信中的应用,给出了用于任意阵形的宽带恒定束宽波束形成软件—SWARRAY。基于改进的自适应波束综合方法及时域宽带波束形成技术,软件可以合成各种运动状态下基阵的输出信号,为评估现实信道条件下波束形成技术在水声通信系统中的应用性能提供基础。结合直接序列扩频方案,验证了设计软件在水声通信仿真中的有效性。     

基于新最速下降算法的自适应波束形成

针对阵列信号处理中自适应波束形成技术的抗干扰问题, 提出一种基于新的最速下降法的波束形成算法。新的最速下降法将多元二次凸优化问题转换为一元二次问题, 通过循环迭代的方式使求出的极值点向高维凸优化问题的极值点逼近, 最终使结果收敛到最优解。将这种算法应用于自适应波束形成, 提高自适应波束形成的收敛速度、抗干扰能力和低快拍下工作的能力。经过仿真验证, 与基于最小均方算法以及改进最小均方算法的波束形成方法进行比较, 所提出的波束形成算法具有抗强干扰、收敛速度快、能在低快拍条件下工作的优点。     

宽带相控阵雷达中波束形成问题的研究

多功能宽带相控阵雷达可以灵活地切换于多种工作模式和实现高分辨成像,成为相控阵雷达发展的重要方向。工作在成像模式时,系统采用具有一定带宽的信号,传统窄带波束形成的方法在宽带相控阵雷达中不再适用。对宽带相控阵雷达中波束形成问题进行了讨论,对波束方向图的畸变给出了定量分析和实验结果。在此基础上,提出了频域宽带波束形成方法中频率柜划分的依据。     

SC-FDMA系统中继波束赋形与用户功率分配算法

针对协作单载波频分多址（single-carrier frequency-division multiple access, SC-FDMA)系统提出了一种信干噪比约束下的中继波束赋形和用户功率分配联合优化算法。该算法能使得基站端输出信干噪比满足给定约束条件的同时最小化中继节点和用户节点的发射功率。该文通过利用矩阵分析中的瑞利商理论以及交替优化理论,分析并推导得出了最优的中继节点波束赋形和用户功率分配算法。仿真结果及分析表明,该文提出的中继波束赋形和用户功率分配〖JP3〗算法与采用正交频分复用系统下的算法相比能有效地节省中继和用户节点的发射功率。此外,为了降低算法复杂度以及所需反馈开销,该文还给出了用户端等功率分配的方法以及在此基础上的中继波束赋形算法。     

基于博弈论的自适应波束成形算法

针对自适应波束成形算法中用户之间的动态相互干扰,提出了一种基于博弈论的自适应波束成形算法,构建了波束成形博弈算法数学模型。该算法将不同用户的发射权值调整描述为一个多用户的博弈过程,通过数学推导论证了基于博弈论的自适应波束成形算法纳什平衡点的存在性和唯一性,设计了收敛的发射权值更新算法。通过仿真实验验证了算法的性能以及讨论了代价因子、可调参数和收敛精度等参数对算法的影响。     

针对任意非高斯信号的快速固定点盲波束形成方法

峭度最大化盲波束形成算法的性能受步长调节参数的选择影响很大,尤其是在信道和信号参数未知的条件下,很难选择合适的步长。针对以上问题,提出了两种新的不需要步长调节参数,而且同样适用于任意非高斯信号的快速固定点的盲波束形成算法。首先通过白化对数据进行预先处理,然后以峭度最大化和波束形成器的权值正交化来构造代价函数,采用复数近似牛顿方法对代价函数优化,得到新的盲波束形成算法。与峭度最大化盲波束形成算法相比,该算法误差小、收敛速度快,不需要任何步长调节参数,更适用于信道和信号未知的环境。仿真实验验证了算法的有效性。     

滤波器幅度误差对频域宽带波束形成的影响

阵列系统中,各个阵元的滤波器的幅度误差会对宽带波束形成造成影响.以频域宽带波束形成算法和滤波器幅度误差模型为基础,推导得到了存在滤波器幅度误差时频域宽带波束形成算法中自相关矩阵的表迭式.通过对自相关矩阵的分析指出:滤波器幅度误差会引起自相关矩阵的秩增加,在做自适应干扰抑制时需要考虑更多的空间自由度.此外,误差的存在还会造成波柬形成的性能下降.还给出了误差和性能损失之间的关系,为宽带相控阵系统中通道滤波器的设计提供了参考.     

相控阵简化优化波束形成

为了降低相控阵列在自适应处理时的计算复杂度,利用阵列在自适应工作时相量的特征结构,经过适当的矩阵变换简化了包括采用实用的旁瓣降低技术的相控阵列在自适应处理算法,然后通过数学分析,获得相量的唯相梯度向量和海赛尔矩阵,并采用唯相共轭梯度法和牛顿法来获取数字波束形成的优化的数值相量。模拟结果表明,利用这种新的简化自适应波束形成方法所得的优化阵列的性能与没有简化的情况是一致的,但计算量却有很大程度地降低。     

基于多载波信号的确定型自适应阵列波束形成方法

确定型波束形成方法利用单次采样数据完成波束形成,不需要信号的统计特性.该类方法在雷达系统中均需要两个步骤:波达方向估计和波束形成.一般为了保证系统稳定性,需要保持一定的主瓣宽度,其代价是牺牲部分波束形成自由度.研究了确定型波束形成算法在多载波扩频通信系统中的应用,提出了利用多载波调制信号的频率分集特性完成波束形成,不需要波达方向估计过程,也不需要牺牲波束形成自由度以保证系统稳定性,同时还获得相干多径合并.给出了相应的仿真实验及相关分析,验证了算法的有效性.     

改进的树型WSN分布式LCMV波束形成方法

针对减少树型无线传感器网络(wireless sensor network, WSN)中分布式线性约束最小方差(linearly constrained minimum variance, LCMV)波束形成器计算量问题,提出基于Householder多级维纳滤波器(Householder multistage Wiener filter, HMSWF)的分布式LCMV波束形成器方法。该方法通过有效引入HMSWF技术避免本地协方差矩阵估计及求逆运算,能以更少的计算量获得分布式LCMV波束形成器相同的输出性能。计算机仿真结果验证了算法的优良性能。