面向天线组阵信号处理的软件仿真研究

天线组阵是深空探测中用以提高微弱信号接收能力的重要方法之一。分析了天线组阵中信号处理的关键技术,利用Matlab软件对各种合成方案和相关算法进行了仿真比较。在统一考虑影响信号合成性能的各种因素的基础上,使用VS2008和QT工具开发了天线组阵分析和比较的综合仿真平台,可为天线组阵的建设提供建议和理论支持。     

高阶QAM信号的多级盲相位估计方法及其性能仿真

对高阶QAM信号的盲相位估计算法特别是捕获算法进行了研究，并提出针对高阶QAM信号的多级相位估计算法。它们与已有的相位估计算法相比，以引入一定的时延为代价使相位估计性能有了较大的提高，并且计算机仿真的结果显示不同结构的多级相位估计算法具有不同的性能特点，因此我们应该根据实际应用中的需求来选择算法。     

一种高效的实值权均匀圆阵去相干波束形成算法

提出了一种未经相移只采用实值权的均匀圆阵的去相干波束形成算法.均匀圆阵在模式空间中被转换为一虚拟线阵,利用此虚拟线阵的特殊阵列模型结构可构造一特殊矩阵,使其秩只与信源个数有关.该特殊矩阵的虚部所张成的空间包含干扰信号子空间,所以得到干扰信号子空间的正交补空间.利用此干扰信号子空问的正交补空间可以构造出一实值权向量.该算法不需空间平滑就可以抑制相干干扰,较传统的空间平滑算法具有更小的计算量,且在小快拍数下就能收敛且性能稳定.仿真结果显示出算法的有效性.     

基于时延和相位估计的改进位移相位中心算法

多接收元合成孔径声纳是当前研究的热点问题,偏航和侧摆是影响多接收元合成孔径声纳成像质量的关键因素。在深入分析位移相位中心算法的基础上,提出了一种改进的多接收元合成孔径声纳运动补偿算法。改进算法首先修正声信号的实际传播距离与采用等效相位中心近似的传播距离之间的偏差,然后基于时延和相位估计偏航和侧摆,而且改进算法消除了目标回波的相互干涉对估计运动误差的影响,从而在扩大了算法适用的运动误差范围的同时,提高了运动误差估计的精度。计算机仿真结果表明,改进算法有效地补偿了运动误差,改善了成像质量。     

MUSIC算法多值模糊问题研究

针对阵列测向 ,概括论述了空间谱估计算法中最为经典的算法———MUSIC算法的基本思想和方法 ,从理论上推导出天线距离大于信号源载频波长的一半时产生多值模糊的原因 ,给出了多值之间的数学关系公式 ,并基于MAT LAB程序进行了计算机仿真 ,仿真结果与理论分析达到了很好的吻合 ,并针对多值模糊问题提出解决方案设想     

OFDM系统中相位噪声的自适应补偿技术及性能仿真

相位噪声对正交频分复用OFDM系统的性能有着关键性影响,其产生的通用相角错误CPE会使信道失真系数逐符号旋转,因而必须采用逐符号更新信道估计值的方法。提出了一种基于判决反馈的低通滤波算法来克服CPE所产生的信道旋转并提高信道估计的性能。该方法可通过导频子载波估计CPE所产生的信道旋转,并将解调后子载波的判决值通过低通滤波的方式降低信道估计的方差。文中采用了归纳法对该算法进行了理论分析,分析结果和仿真均证明了该算法的有效性,以及在计算量,收敛性方面的优势。     

天线组阵频域合成方法最佳子带划分数分析

为定量分析天线组阵宽带信号频域合成方法中最佳的子带划分数,首先,介绍了频域合成方法并构建了宽带信号合成系统模型;然后,分析了点频信号条件下的合成性能;最后,通过在频域进行积分扩展,得到不同子带划分数条件下的合成损失理论公式。仿真结果表明,子带划分数越多,频域合成方法合成性能越高,但硬件开销越大。以合成损失与硬件开销为评估指标,最佳子带划分数为128。     

天线组阵频域合成方法最佳子带划分数分析

为定量分析天线组阵宽带信号频域合成方法中最佳的子带划分数,首先,介绍了频域合成方法并构建了宽带信号合成系统模型;然后,分析了点频信号条件下的合成性能;最后,通过在频域进行积分扩展,得到不同子带划分数条件下的合成损失理论公式。仿真结果表明,子带划分数越多,频域合成方法合成性能越高,但硬件开销越大。以合成损失与硬件开销为评估指标,最佳子带划分数为128。     

基于FFT相位差的载波估计算法仿真与改进

由于栅栏效应,直接用FFT估计频率和相位仅能获得非常粗的精度。精确的估计需要在FFT谱线基础上做进一步的插值等运算。文献[1,2]提出了基于FFT相位差的载波频率和相位估计算法,利用两段FFT谱线间的相位差消除了栅栏效应的影响,获得了精确的估计。但经过仿真,该文献提出的方法估计性能依赖于所估计信号的频率,在某些频率点能获得很好的估计性能,但在少数频率点附近性能恶化严重。对该问题进行了理论分析,找出性能恶化的原因所在并提出了改进办法,克服了原文献算法的缺点。仿真表明,在整个频率动态范围内,改进后算法都非常稳定,具有很好的估计性能。同时改进后算法同样运算简单,便于实现。     

权值光滑BP算法：一种改善网络推广性能的方法

推广性能是人工神经网络研究的重要方向。在推广性能的研究中，改进学习算法是提高前向网络推广性能的重要方法之一。本文对一特殊的权值光滑BP算法的理论基础进行了仔细的研究，并将该算法首次应用于水声目标的分类问题。实验结果表明，具有权值光滑BP算法的前向网络不仅具有较光滑的连续权值，而且其推广性能也优于具有标准BPM算法的前向网络。     

基于权值的优先调度算法

介绍了经典的期限最近优先调度算法，分析了优先级倒置难题。提出一种基于权值的优先调度算法。该算法对资源分配权值，建立任务的权值评价函数。该算法由资源权值表和评价函数来实现。实验表明，该算法资源分配更合理，特别是能够克服期限最近优先调度算法的优先级倒置难题，从而更加有效提高实时操作系统的实时性能和稳定性。     

间断动力学系统实时仿真的分段组合算法

对于含有间断动力学系统的实时仿真问题，由于间断点的不确定性和实时仿真的快速性，无法直接采用定步长和变步长RK方法以及一般非实时间断仿真算法进行处理。针对间断点采用四阶实时连续RK公式进行预估和对间断区间进行平均分段处理的思想，构造并且研究了实时间断处理的分段组合算法．在舍间断点的分段区间上采用新的加权值法，其余分段区间应用不同阶次的实时RK公式，可以有效地提高实时仿真的精度。数值实验的结果表明该算法是有效可行的。     

基于自适应相位旋转的Grover量子搜索算法

在使用Grover量子搜索算法对给定规模的无序数据库搜索时,随着搜索目标数的增加,获得正确结果的概率大幅度下降.分析了出现这种现象的原因,研究了算法中的Grover叠代过程,提出了一种新的自适应相位旋转策略.应用这一策略,当搜索目标数超过目标总数的(3-√5)/8时,只需两步搜索;当搜索目标数超过目标总数的1/4时,只需一步搜索,即可获得恒等于1的成功概率.实验表明新相位旋转策略是有效的.     

基于HLA的维修保障仿真保守时间推进算法研究

高层体系结构(HLA)中的保守时间推进机制是以并行离散事件仿真(PDES)的保守算法为基础,而考虑不全面的时间推进算法会导致死锁。在维修保障仿真中,维修单元成员常常由于不满足保守算法而引起整个仿真系统无法向前推进。针对具有确定维修任务完成时间的成员不遵循本地因果约束条件的情况下,提出了强制时间同步法;针对具有不定维修任务完成时间的成员违反可预测性的情况下,提出了空事件法和任务阶段法。最终,通过实例验证了算法的正确性和有效性。