多小区全双工MIMO系统中干扰对齐方案

同时同频全双工(full-duplex, FD)与多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)技术的结合尽管可成倍地提升MIMO系统的频谱效率,但由此而引起更为复杂的干扰问题限制了FD技术的实际应用。为此,基于干扰对齐(interference alignment,IA)思想,提出一种适用于多小区FD-MIMO系统的干扰解决方案。该方案同时适用于FD基站FD用户(FD-BS-FD-User)和FD基站半双工(half-duplex,HD)用户(FD-BS-HD-User)两种模型。该方案首先根据多对一(many-to-one,MTO)线性IA算法,通过闭式求解来消除小区间和小区内上行干扰及下行干扰;然后基于上行用户发送对下行用户接收所造成的残留干扰,构建目标函数,接着结合一辅助函数将该目标函数转化为仅与上行用户内层预编码矩阵相关的复合代价函数,进而基于格拉斯曼流形上的最速梯度下降法在上行用户端实现预编码矩阵的迭代求解,以抑制上行用户发送对下行用户接收所造成的干扰。数值仿真结果验证了该IA方案在多小区FD-MIMO系统中的适用性和有效性。     

基于干扰观测器的再入飞行器切换多胞控制

针对再入飞行器飞行包线跨度大,系统不确定性及强干扰的特点,提出了一种基于干扰观测器的切换多胞控制方法。将再入飞行器建模为切换多胞系统,并将系统中的不确定项和干扰项等价为复合干扰。提出基于自适应Super-Twisting算法的干扰观测器对系统复合干扰进行估计,并在控制器设计中进行补偿,抑制复合干扰对系统的影响。利用Lyapunov函数方法证明了考虑复合干扰情况下闭环切换多胞系统全包线内的稳定性。数值仿真结果表明,该方法对于系统不确定和干扰具有较强抑制效果,能够实现对指令信号的精确跟踪。     

部分连接K用户MIMO干扰信道的串行迭代干扰对齐算法

针对部分连接相比全连接的K用户多输入多输出（multiple input multiple output,MIMO）干扰信道（interference channel,IC）的干扰对齐（interference alignment,IA）能以每用户仅提供有限信号维度条件下在任意用户数规模部分连接网络应用的实用意义,一种基于两干扰源K用户MIMO-IC模型的低复杂度串行迭代IA算法被提出。仿真分析表明,相比现有算法,该算法具有更低的复杂度、更快的收敛速度和更理想的实用性能,并能以有限次迭代（10次以内）达到最优自由度。同时该IA算法的提出也证明在部分连接网络信号维度受限时存在可应用于任意用户数规模部分连接IC网络的可行性IA方案结论的正确性。     

FDA-MIMO雷达稳健抗主瓣距离欺骗式干扰技术

频率分集阵(frequency diverse array, FDA)多输入多输出(multiple-input and multiple-output, MIMO)雷达可利用距离维自由度在发射-接收频率域内对欺骗式干扰进行抑制。但当存在目标导向矢量失配和协方差矩阵估计误差时,其抗干扰性能损失严重。针对该问题, 在FDA-MIMO雷达中提出了一种基于稳健波束形成的抗干扰方法。首先, 对剔除了残留噪声的Capon谱估计器在信号(或干扰)域内积分来构造期望信号(或干扰)导向矢量; 然后, 利用不同信号导向矢量间的正交性获得干扰功率并重构干扰加噪声协方差矩阵; 最后, 用更精确的导向矢量和重构矩阵计算自适应波束形成器的最优权值, 提高干扰抑制性能。仿真实验验证了所提方法的有效性。     

基于干扰补偿的拦截弹新型反演姿态控制

针对同时具有未知干扰以及输入饱和与死区特性的大气层内拦截弹姿态控制系统,提出了一种基于干扰补偿的自适应动态面控制器设计方法。该方法通过设计改进的非线性干扰观测器(nonlinear disturbance observer, NDO)对未知干扰进行抑制,利用径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络逼近输入饱和引起的非线性项,通过设计参数自适应律在线估计未知死区边界。通过构造合适的Lyapunov函数,证明闭环系统状态一致终结有界。仿真结果表明,所提方法鲁棒性良好,在输入非线性和未知干扰作用下,依然能良好地跟踪指令信号。     

基于线性弥散空时码的有限反馈干扰对齐算法

干扰对齐(interference alignment,IA)作为极具潜力的干扰管理策略,能获得与用户数量成线性关系的自由度增益,但因其需要全局实时信道状态信息(channel state information,CSI)才能有效实现,使得IA理论向实用的转化将面临众多挑战。针对该问题,本文基于多小区蜂窝系统,提出了一种基于线性弥散空时码的有限反馈干扰对齐算法,该算法将预编码和线性弥散空时码编码进行级联,在只需反馈单个用户CSI的条件下,通过合理地设计预编码矩阵、线性弥散空时码块以及接收端的接收矩阵,来实现干扰的完全消除。仿真结果表明,相比已有研究,新IA算法在实现干扰完全消除的情况下,能够极大地降低系统CSI反馈开销。     

变换域窄带干扰抑制技术的研究与仿真

提出了一种在变换域中抑制窄带干扰 (NBJ: Narrowband Jamming) 的方法.该方法首先对所接收的直接序列扩频 (DSSS: Direct Sequence Spread Spectrum) 信号进行小波包变换 (WPT: Wavelet Packet Transform) ,然后利用DSSS信号的功率谱密度 (PSD: Power Spectrum Density) 分布特点和能量聚集度 (ECM: Energy Compaction Measure) 准则,有效、快速地跟踪输入信号频谱的变化,从而对DSSS信号中的干扰进行快速定位.对强、弱NBJ的分别抑制是通过自适应改变权系数的方法来实现的.多径莱斯 (Ricean) 衰落信道中的仿真结果表明,这种变换域中的自适应干扰抑制法既可以有效地清除快速时变的强NBJ,又可在处理其它类型干扰时,避免或减小有用信息的损失,从而大大提高DSSS系统在复杂干扰情况下的抗干扰性能.     

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。     

基于子空间的MIMO OFDM盲载波同步方法

针对MIMO OFDM系统,分析了多径信道与频域信号Hadamard积子空间的特点,构造了适合多天线条件下的基于子空间投影的频偏估计代价函数.该代价函数只和归一化频偏与接收数据有关,不需要信道信息和发送数据信息,因此是一种能有效提高数据传输效率的盲频偏估计方法.与已有盲同步方法相比,所提方法不需要使用虚子载波,因而频谱利用率可得到进一步提高.文中对算法的性能进行了仿真,验证了算法可对一个子载波间隔内的归一化频偏进行精确估计.结果表明,该方法性能优于已有文献提出的MIMO OFDM盲载波同步方法.     

主瓣多假目标干扰收发联合抑制方法

从现代电子战雷达抗干扰迫切需求出发, 针对主瓣多假目标干扰的对抗难题, 提出一种空时相位编码多输入多输出(space time phase coded multiple input multiple output, STPC-MIMO)信号与失配滤波器联合设计方法。该方法通过发射端STPC-MIMO信号设计可自适应调整回波中干扰能量的空域分布, 实现真假目标的空域分离, 进而结合接收端失配滤波器设计, 在信噪比损失可控情况下实现主瓣内多假目标有效抑制。此外, 由于该收发联合优化方法需要对干扰进行认知, 因此进一步给出了基于STPC-MIMO信号回波的假目标参数获取方法, 形成波形设计-干扰认知闭环雷达探测系统。最后通过仿真实验验证了所提方法的有效性。     

码间干扰信道下叠加码系统的优化设计

针对码间干扰(inter-symbol interference,ISI)信道下的单载波叠加码编码调制系统,提出了一种在频域内可以快速实现用于发射信号频谱整形的预编码方案。该预编码的引入并不增加频域均衡接收机额外的开销。从信息论的角度证明了当应用基于功率"注水"原理的预编码时,基于理想码构造的叠加码可以随着层数的增加渐近实现ISI信道容量。同时,针对基于实际码构造的叠加码系统,提出了预编码和功率分配的联合优化问题。基于卷积码的仿真结果表明,联合优化大大改善了系统的性能。     

Lattice-reduction-aided MMSE precoding for correlated MIMO channels and performance analysis

The lattice-reduction (LR) has been developed to improve the performance of the zero-forcing (ZF) precoder in multiple input multiple output (MIMO) systems. Under the assumptions of uncorrelated flat fading channel model and perfect channel state information at the transmitter (CSIT), an LR-aided ZF precoder is able to collect the full transmit diversity. With the complex LenstraLenstra-Lova′sz (LLL) algorithm and limited feedforward structure, an LR-aided linear minimum-mean-square-error (LMMSE) precoder for spatial correlated MIMO channels and imperfect CSIT is proposed to achieve lower bit error rate (BER). Assuming a time division duplexing (TDD) MIMO system, correlated block flat fading channel and LMMSE uplink channel estimator, it is proved that the proposed LR-aided LMMSE precoder can also obtain the full transmit diversity through an analytical approach. Furthermore, the simulation results show that with the quadrature phase shift keying (QPSK) modulation at the transmitter, the uncoded and coded BERs of the LR-aided LMMSE precoder are lower than that of the traditional LMMSE precoder respectively when E b / N0 is greater than 10 dB and 12 dB at all correlation coefficients.     

OFDM系统中非充分循环前缀时预编码器的设计

提出了一种在正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统中,当信道最大时延大于循环嵌缀(cyclic prefix,CP)长度时的预编码器的设计方法。该方法利用信道信息设计预编码器,并考虑到信道变化对预编码器性能的影响。仿真结果表明该预编码器能有效消除载波间干扰(intercarrier interfer-ence,ICI)和符号间干扰(intersymbol interference,ISI),提高了系统的性能。     

结合天线互耦分析的同车电台射频干扰对消

伴随战场指挥通信系统的复杂化,车载多部军用超短波(very high frequency,VHF)电台间互扰问题日益突出。针对同车电台间互扰问题,提出了结合天线近场耦合计算的射频干扰自适应对消方法,在此基础上推导出了耦合计算误差影响系统收敛时间的解析表达式。该方法通过预先建立同车收发天线近场模型,计算得出收发天线间耦合系数和相位失真度,再利用该结果设定自适应干扰对消链路的初始参数,缩短了射频自适应干扰对消算法的收敛时间。仿真表明,所提方法在不降低对消比情况下,与现有的自适应对消方法相比收敛时间缩短了30%以上,同时也验证了计算误差影响收敛时间解析表达式的正确性。     

具有频谱可控特性的直扩系统规避窄带干扰技术

根据不同的m-W复合序列具有频谱跳变的特点,提出了一种在直扩通信中对窄带干扰进行规避的方法。该方法通过改变m序列、Walsh序列的周期和Walsh函数序列的序数可以使直扩信号具有频谱可控的特性,从而使窄带干扰所在频段的信号能量较少,降低干扰对信号的影响。仿真结果表明,对于单频和窄带干扰,在信噪比一定的情况下,采用规避方式的误码率可比常规直扩方式提高1至2个数量级。     

Analysis for MIMO correlated frequency-selective channel in the presence of interference

The space time spreading,superimposed training sequences,and space-time coding are used to present a multiple input and multiple output(MIMO)systems model,and a closed-form of average error probability upper bound expression for MIMO correlated frequency-selective channel in the presence of interference(co-channel interference and jamming signals)is derived.Moreover,the correlation at both ends of the wireless link that can be incorporated equivalently into correlation at the transmit end is also derived.which is significant to analyze space-time link algorithm of MIMO systems.     

基于SCB方差的GNSS欺骗式干扰检测算法

随着全球卫星导航系统欺骗器的类型越来越多样, 检测欺骗攻击已成为一个迫切需要解决的全球性问题。由于大多数欺骗过程不会引起信号参数的显著变化, 使成功检测欺骗的难度加大。本文首先分析了中级欺骗攻击过程及欺骗信号模型, 接着提出一种检测码跟踪环中过零点S曲线偏差(S curve bias, SCB)方差值变化的中级欺骗干扰检测方法, 并利用德克萨斯州大学无线电导航实验室公开的全球定位系统卫星信号数据库中的实采信号进行实验分析, 比较了原始SCB算法、Ratio算法、复合信号质量监视算法以及将方差分别应用于以上3种算法的检测性能。实验结果表明, SCB方差检测算法的性能更优。     

GPS接收机的多星盲干扰抑制方法

考虑到GPS接收机需要解算至少4颗卫星的发射信号从而实现定位,而GPS接收机工作在复杂的电磁环境下,受大量人为干扰的影响,无法有效接收多颗卫星的发射信号从而实施解算定位。提出了一种新的用于GPS接收机的多星盲干扰抑制方法。由于接收机对每颗卫星的测距码（如C/A码）已知,采用基于最小二乘法的多目标自适应阵列剔除多颗期望卫星方向外的干扰信号。该方法无需期望卫星的位置信息和估计干扰信号的导向矢量,且期望卫星数目不受阵元数目的限制。仿真结果表明,该算法不仅能有效地抑制多种干扰,而且可以精确估计出多颗期望卫星的方位角。