基于多输入多输出体制的C波段微波成像技术的研究

该报告论述了课题中研究的几项MIMO-SAR的关键技术。主要分为以下两个方面:在系统设计方面,研究包括正交频分复用(OFDM)技术、高分辨率宽测绘带模式系统设计技术和多功能模式系统设计技术。在OFDM应用到MIMO-SAR的研究中,提出来OFDM线性调制信号的方法,不仅可以获得OFDM理想的正交性质,还能够利用线性调频(LFM)信号的特性弥补原有OFDM波形的缺点。在高分辨率宽测绘带模式系统设计中采用俯仰向脉内扫描技术实现高分辨率宽测绘带微波成像,并通过运用正负线性调频、多普勒频分信号调制以及DBF技术相结合的方法解决系统设计中的回波隔离问题,使MIMO-SAR验证系统达到高分辨率宽测绘带模式指标要求。在多功能工作模式系统设计中采用俯仰向脉内扫描技术实现宽测绘带和聚束模式同时分别微波成像。通过运用距离频分信号调制、多普勒频分信号调制和DBF技术相结合的方法解决方案中的回波隔离问题,使MIMOSAR验证系统达到多功能模式指标要求。在硬件设计方面,研究包括高速多通道数据采集记录技术、一体化快速波控天线技术和多通道射频子系统研制。在高速多通道数据采集记录技术研究中,一方面,提出了多通道宽带采集的同步技术,保障了多通道数据的同步;另一方面,通过研究提出了高速存储测试板的设计,通过验证达到了MIMO-SAR系统的需求。在多通道射频子系统的研制中解决了频率源和定时两个模块的设计问题。在天线设计方面,通过一体化快速波控天线技术实现了微秒量级的波束间的波束切换,使得MIMO-SAR系统中多维波形之间切换可行。最后,利用在各子系统技术研究中取得的成果,C波段SAR飞行试验取得了良好的结果。对上述几项关键技术的论述从理论角度验证了MIMO-SAR系统的可行性,为下一步开展的各系统分机以及原理样机的研制提供了理论依据和指导。     

MIMO系统级联的多输入单输出均衡器研究

针对MIMO系统接收端信号之间的相关性影响其盲均衡效果的问题,提出一种级联的多输入单输出(MISO)均衡器。每级MISO均衡器恢复一个发射信号,之后利用信道估计算法对混合信号进行修改,修改后传递到下一级MISO均衡器进行类似的处理。通过原理分析以及性能仿真可见,级联的MISO均衡器能够克服信号相关性对均衡效果的不良影响,与传统MIMO均衡器相比,算法收敛后信号星座点更集中,全局用户间总干扰比也更低;并且下一级MISO均衡器的均方误差低于上一级。     

多输入-多输出系统级联的多输入单输出均衡器研究

针对多输入-多输出(MIMO)系统接收端信号之间的相关性影响其盲均衡效果的问题,提出一种级联的多输入单输出(MISO)均衡器。每级MISO均衡器恢复一个发射信号,之后利用信道估计算法对混合信号进行修改,修改后传递到下一级MISO均衡器进行类似的处理。通过原理分析以及性能仿真可见,级联的MISO均衡器能够克服信号相关性对均衡效果的不良影响,与传统MIMO均衡器相比,算法收敛后信号星座点更集中,全局用户间总干扰比也更低;并且下一级MISO均衡器的均方误差低于上一级。     

多用户多输入多输出系统预编码技术的研究

主要研究了非理想信道状态信息(Channel State Information,CSI)条件下,多用户多输入多输出(MIMO)系统的Tomlinson-Harashima Precoding(THP)算法.首先分析了信道估计误差对系统误码率(BER)性能的影响,仿真结果表明:信道估计误差对系统BER性能影响较大.在此基础上,应用best-first算法对系统性能进行改进,提高了系统的BER性能.     

微机化的多输入/多输出ITD识别技术

通过计算机仿真和实测实验证明,MIITD法比ITD法有更强的识别能力和更高的精度。由于带通滤波技术的应用,微机化的MIITD法有可能应用于工程实际。     

基于Raptor编码的多输入多输出光通信系统设计

为了提高可见光通信(Visible Light Communication, VLC)系统的复用增益,本文提出一种基于多输入多输出(Multiple Input Multiple Output, MIMO)的固定比例像素化VLC系统。系统首先执行空间-角度映射,使数据的传送可在角域中进行;同时利用Raptor编码方法来跟踪由于窗口截断而引起的数据信道特性变化;然后对于使用高速相机捕捉到的一系列时变图像,利用散景效应获得所有链路距离上的固定比例图像。实验利用液晶显示器和高速相机,对所提出的VLC系统进行了验证。与传统的像素化MIMO系统相比,本文所提出的系统在未对准朝向的情境下具有更高的鲁棒性,从而在多路复用场景有着广泛的应用前景。     

基于最小发射功率的自适应调制多输入多输出系统

在对多输入多输出信道进行奇异值分解的基础上,推荐了一种新的最小化发射功率的自适应调制算法.通过在不同信道假设条件下的性能仿真,证明了推荐算法能够在满足用户要求服务质量的条件下,以尽可能小的系统发射功率实现数据传输.     

基于多用户多输入多输出系统的自适应有限反馈

为了减少多用户多输入多输出系统中上行链路的反馈开销,研究了多用户的有限反馈问题.在分析反馈比特数与用户速率关系的基础上,推导出用户自适应有限反馈的最优解,并提出一种实现简单的次最优方案,即用户根据自身和系统整体的信道质量状况,自适应地选择反馈比特数.通过增加信道较好用户以及减少信道较差用户的反馈比特数,有效提高了反馈比特的利用效率.研究结果表明,该方案实现简单,在不增加系统反馈开销的条件下明显增加系统吞吐量.     

多波段雷达融合一维超分辨成像技术研究

研究对多个不同频带雷达测得的目标频率响应进行融合，以获取更宽频带的目标频率响应，提高目标距离像的分辨率.各雷达测得的目标频率响应之间互不相干是制约对不同频带雷达实现有效融合的主要难点.分析了用不同雷达测得的目标频率响应互不相干的原因，并推演了其信号之间的具体数学关系，得出由于各雷达硬件延时及相移不同等原因使得各雷达测得的目标频率响应之间存在一个固定相移和一个线性相移.提出了通过对各个雷达测得的目标频率响应分别建模，利用所得模型估计对应各雷达的目标一维距离像，然后将各雷达的目标一维距离像进行相关直接求取线性相移的方法.定义了一个新的相干函数用于求取固定相移.仿真实验结果表明该方法的有效性.     

P.C.可编程控制器多输入单输出的优先级控制

一、概述 P.C.可编程控制器的工作特点是,根据写入EPROM的程序,将被控现场所有输入信息按照一定的时间顺序读入存贮器,然后根据输入状态及内部逻辑关系,得到正确的输出数据。最后将输出数据通过输出模块送至被控设备,从而实现按照指令所规定的顺序完成所要求的控制过程。由此可见,一般可编程控制器只能实现严格按照一定顺序动作的控制过程。 本文所述组合式扫描网络,由P.C.可编程控制器内部继电器触点信号与输入信号经一定的逻辑组合而成,并综合成扫描排队信号P.当输入网络同时有多个输入信号等待响     

多输入多输出系统的加权多模型自适应控制研究

针对单入单出系统设计的加权算法无法在多输入多输出系统中得到较好的控制效果,对加权多模型自适应控制中的加权算法进行研究,并设计矢量与标量两种加权算法,研究多变量系统中标量以及矢量权值对系统的影响.同时,对加权算法中的误差性能指标进行研究,选取不同的误差性能指标,研究不同误差性能指标对权值收敛速度的影响.通过Matlab搭建Simulink仿真模型,对加权算法进行仿真.仿真结果显示,采用定常系数的误差性能指标的标量加权算法能对多输入多输出系统做出理想的控制效果.     

基于张量分解的大规模多输入多输出天线预编码

提出基于张量分解的大规模多输入多输出(MIMO)天线预编码方案,利用张量分解对高维天线发送数据的降维,保持数据的低秩多维结构特征,获得更加有效的数据表示;同时,通过联合天线和用户信号的空域和时域的相关性,实现发射分集,克服大规模MIMO信道衰落和降低发射误码.通过仿真结果表明该方案适用于大规模MIMO系统.在相同条件下,与传统方案相比,误比特率更低.     

多输入多输出系统中基于多级维纳滤波的均衡算法

基于多级维纳滤波器,提出了一种多输入多输出系统中的降秩自适应均衡算法.该算法利用多级维纳滤波器得到一组子空间基向量,通过子空间投影,把均衡器输出限定在低维子空间内,从而降低了自适应均衡的迭代复杂度,加快了收敛速度.理论分析和仿真表明,降秩均衡算法有效地提高了均衡器的收敛速度,降低了计算复杂度,并在多级维纳滤波器的级数不超过 10 的情况下,就能达到近似满秩均方误差性能.     

基于H∞的振动系统多输入多输出鲁棒控制仿真

应用H∞控制理论,设计多输入多输出结构振动鲁棒H∞反馈控制系统.首先建立了振动系统多输入多输出反馈控制模型,然后利用混合灵敏度设计方法,通过合理选择性能加权函数和鲁棒加权函数,将鲁棒反馈控制器设计问题转化为标准H∞控制问题求解.以简支钢梁为对象,完成了两输入两输出结构振动鲁棒H∞控制器设计,频域和时域的仿真计算结果表明,通过对性能加权函数和鲁棒加权函数的选取,系统闭环后最大奇异值显著下降,系统能在指定频带上取得良好的减振效果.     

基于绿色通信的大规模多输入多输出天线选择算法

绿色通信是移动通信系统(例如5G系统)的主要特征之一。在大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)系统中如何提高能源效率是一个重要研究课题,天线选择是提高能源效率的有效方法。现有的天线选择算法有些是局部优化,有些是单目标优化,为克服这些缺点,提出了基于博弈论的大规模MIMO天线选择算法。该算法通过系统容量和发射功率构造博弈的效用函数,每进行一次博弈都得到一组天线,在博弈达到均衡时,能源效率取得最大值。文中给出了纳什均衡存在性证明,也推导了纳什均衡点与能源效率之间的等价。仿真结果表明,采用博弈论算法能够克服局部优化,在保持信道容量较高的同时也提高了能源效率,可见该算法在能源效率上的提高有助于实现绿色通信。     

多输入多输出电液伺服系统解耦自适应控制的研究

本文提出了一种新的多输入多输出电液伺服系统解耦自适应控制方案,它是广义最小方差自校正控制和参考模型自适应控制相结合的控制方案,能保证良好的动态解耦性能、高跟踪精度和适当的控制信号值.稳定性分析表明:本方案既适用于最小相位系统,也适用于非最小相位系统.使用本方案对一个两输入两输出的电液伺服系统进行了数字仿真和实时控制,取得了很大的成功.控制算法十分简捷,因而它适用于快动态系统.     

基于外信息转移图的多输入多输出迭代接收机分析

在不同的相关系数下,比较了软干扰抵消-最小均方误差(SIC-MMSE)检测器的外信息转移(EXIT)图.分析信道相关系数对迭代接收机收敛特性的影响,确定不同相关系数的迭代接收机工作所需信噪比门限.仿真结果表明,信道的相关系数越大,SIC-MMSE检测器工作所需的信噪比门限就越大;通过比较相关信道和非相关信道的系统误码率性能,在误码率为10<'-4>时,相关系数P=0.5时的信道有2 dB的性能损失.     

多输入多输出单边逻辑函数优化系统的设计研究

逻辑综合的作用是在功能等价的条件下减少电路中的元件数目,使电路体积减少、能耗降低、故障率下降、稳定度提高。对于超大变量多输入多输出逻辑函数优化,存储开销对输入变量呈2幂次方增长。针对多输入多输出单边逻辑函数的特性,通过引入特征矩阵和状态矢量的描述,求解多输入多输出单边逻辑函数补集,以积项扩展为基础,完成多输入多输出单边逻辑函数无冗余覆盖。编程实现了多输入多输出单边函数逻辑优化的算法,对影响单边函数逻辑优化效率的因素(输入变量数、输出变量数、积项数和无关因子)进行了分析,软件系统在奔腾1.8 MHz、512 M的计算机上通过了正确性验证与测试。测试结果表明性能良好,有效的降低了系统的存储空间和时间开销。     

基于立方扩展法的多输入多输出逻辑综合算法的实现

逻辑综合是数字系统自动化设计的重要理论之一。本文通过对现有算法的深入研究,介绍一种快速有效的逻辑综合算法,即立方扩展法直接求出多输入多输出函数的最小覆盖,用Delphi6.0编写相应的算法程序。大量的实验证明该算法可以减少存储容量加快程序运行速度,在电子设计自动化中具有广泛的应用前景。     

多入多出(MIMO)系统中的可变速率多用户分集技术

提出一种在MIMO系统中采用自适应调制实现可变速率多用户分集的方案。这种方案在仅需反馈子信道信噪比的条件下,最大化系统的总比特率。在发射端利用随机波束成形矩阵对发射信号进行波束成形,并根据‘灌水原理’对不同天线的发射信号进行功率分配;接受端对接收信号进行相应的线性处理后,估计出子信道的有效信噪比并将其反馈回发射端。发射端根据反馈的信噪比,采用比例调度算法选出期望用户。最后,在满足一定误码率的条件下,对期望用户的子信道进行自适应调制。仿真结果表明,当小区内的用户数足够多时,所提出的方案获得的系统吞吐量将收敛于在发射端使用特征波束成形矩阵的吞吐量。