Deterministic simulation of UWB indoor propagation channel

A site-specific model of UWB pulse propagation in indoor environment is addressed. The simulation utilizes the principles of geometrical optics （GO） for direct and reflected paths＇ tracing and the time domain technique for describing the transient electromagnetic field reflected from wall, floor, ceiling, and objects. The polarization of the received waveform is determined by taking into account the radiation pattern of the transmitting and receiving antennas, as well as the polarization changes owing to every reflection. The model provides more intrinsical interpretations for UWB pulse propagation in realistic indoor environment.     

非带限冲激信号的一种低通采样和重建方法

提出了非带限冲激信号的一种低通采样和重建方法,将冲激信号通过低通滤波器后,按照信号新息率进行采样,然后对采样得到的离散时间信号进行傅里叶变换,采用最小二乘零化滤波算法可以准确地重建原始冲激信号。在冲激信号个数较大及受到噪声影响时,最小二乘零化滤波算法性能恶化,通过适当提高采样率,使用奇异值分解重建算法,可以获得理想的重建结果。分析和仿真结果证明,所提出的非带限冲激信号低通采样和重建方法,能够以较低的速率进行采样和恢复原始冲激信号,并具有良好的抗噪声性能。     

空时编码阵列时移误差分析

空时编码阵雷达通过在相邻阵元间引入时间延迟,在发射单一波形的条件下可实现全向空域有效覆盖,工程上易于实现。但实际应用中,器件变化会造成时移误差,难以得到准确的时移量。本文研究了时移误差对空时编码阵方向图的影响,定量分析了确定时移误差下的方向图误差并得到闭式表达式,推导了随机时移误差下方向图误差的上限。此外,进一步研究发射方向图响应和多维模糊函数,并结合仿真实验分析时移误差对空间探测范围,距离、角度维分辨率和副瓣电平等特性的影响。     

耦合对半实物射频仿真的影响分析

三元组射频仿真是电子系统进行外场试验前的必要步骤,仿真的有效性取决于电子系统在室内仿真与外场试验下的响应一致性。研究了耦合效应对三元组射频仿真的影响。通过理论分析与全波电磁计算,分析了发射端三元组单元间的耦合、接收〖JP3〗端单元间耦合对仿真的影响。结果表明,当接收端方向图在三元组邻域内均匀时,发射端的单元间耦合可以忽略;当接收端各支路的天线之间耦合参数与电磁波照射方向无关时,接收端耦合对射频仿真无影响。基于文中参数,发射端耦合、接收端耦合造成的仿真误差分别低于总仿真误差两个数量级、一个数量级。     

Improved algorithm of atmospheric refraction error in Longley-Rice channel model

Longley-Rice channel model modifies the atmospheric refraction by the equivalent earth radius method, which is simple calculation but is not accurate. As it only uses the horizontal difference, but does not make use of the vertical section information, it does not agree with the actual propagation path. The atmospheric refraction error correction method of the Longley-Rice channel model has been improved. The improved method makes use of the vertical section information sufficiently and maps the distance between the receiver and transmitter to the radio wave propagation distance, It can exactly reflect the infection of propagation distance for the radio wave propagation loss. It is predicted to be more close to the experimental results by simulation in comparison with the measured data. The effectiveness of improved methods is proved by simulation.     

大气折射对高程约束下时差定位误差的影响及修正

电波在不均匀大气中传播会发生折射现象,传播路径和速度都会发生改变,若不考虑其影响,将导致利用测量多站到达时间差进行辐射源定位产生较大误差。本文分析了已知先验高程约束条件下大气折射对多站时差定位误差的影响,论证了迭代修正法在高程约束条件下(约束条件为冗余条件)无法达到最优,提出了大气折射条件下基于迭代然后再进行改进粒子群优化的时差定位误差修正算法,通过仿真分析验证了该修正算法的有效性。     

构造脉冲响应函数的置信区间的新方法

提出一个构造近单位根自回归过程脉冲响应函数的置信区间的新方法。新方法首先利用近似中位数无偏估计方法修正自回归系数的普通最小二乘估计的偏差,然后利用标准自举方法构造脉冲响应函数的置信区间。蒙特卡罗模拟结果表明在小样本时新方法的表现要明显优于已有的方法。     

复杂环境影响下三维雷达作用范围表现

地形、海洋、气象等环境影响下雷达电磁信息的三维表现是未来数字化战场不可回避的问题.在建立大气吸收系数、大气折射率以及地表等环境因素的数字模型基础上,利用高级传播模型、大气吸收衰减模型计算平面内雷达波的传播衰减,根据雷达和目标的相关参数获取平面内雷达作用范围,提出虚拟3D策略来构造三维的雷达作用范围.将典型雷达嵌入到数字战场环境的实验表明,该方法能及时准确形象地展示复杂环境影响下雷达的三维作用范围,允许交互调整雷达和目标参数,从而为用户决策和规划提供支持.     

一种信道盲辨识与均衡的新方法

针对信道盲辨识的闭式解存在估计精度低,方差大的缺点,以及源信号无法完全恢复的问题,提出了一种基于调制引入循环平稳性的信道盲辨识与均衡的新方法。通过对循环功率谱进行适当的变量代换得到功率谱-传输函数方程,再将其反变换到时域得到求解FIR信道的方程组解法。仿真结果表明,提出的信道盲辨识算法的性能优于信道盲辨识的闭式解,而且源信号也可以完全得到恢复。     

不均匀大气结构中的电磁环境仿真研究

采用三维矢量抛物方程方法建立了电磁环境仿真模型,提出了基于旋转波阵面处理不规则地表边界条件的算法,简化了边界处理过程;为了计算脉冲电波传播场,采用傅里叶变换方法用脉冲包络代替单频电波,提出了近似系数求解多频点反复计算的方法;通过Kriging算法对地形高程进行插值,分析了脉冲电波在不均匀大气结构中的传播特征;最后通过数值仿真说明了模型的正确性。     

小波技术在时域有限差分法中的应用

在时域有限差分法(FDTD)中利用小波变换技术进行数据压缩,提高了计算效率,同时节省计算存储空间。利用小波分解对惠更斯表面的时域切向场分布进行分解,存储经过阈值量化后的小波系数达到压缩编码的目的。在FDTD近场计算结束后,利用小波重构所得到的惠更斯表面的时域切向场分布进行近—远场变换计算散射场。结合小波变换的FDTD法计算缝隙金属平板的散射场的数值实验结果说明该方法的有效性。     

Characterizing Ultra-wide Band indoor line-of-sight wireless channel

By exploring the deterministic characteristics of the measurement data, a new propagation model with two deterministic clusters and stochastic arriving rays within each cluster is proposed. When considering the cumulative distribution function (CDF) of the three key channel statistics, the proposed model fits the measurement data better than SV/IEEE 802.15.3, a model which is known as a standard model for UWB indoor propagation channel. Therefore, with the additional knowledge of the specific environment geometry, the proposed model generating impulse responses resemble" the measured channel impulse responses better than IEEE model. Moreover, the proposed model's parameters obtaining procedure is simplified by utilizing simple parameters of the environment.     

三维传播环境天线阵列空域相关性研究

针对任意三维传播环境下多天线空域相关性求解复杂的问题,提出一种基于角度域脉冲采样的高效近似计算方法。针对均匀角度谱分布,详细推导出了天线空域相关系数的闭合表达式和近似表达式;针对非均匀任意角度谱,利用有限个均匀二维采样脉冲加权叠加进行逼近,从而将天线空域相关系数等效为多个均匀采样脉冲对应相关系数的加权之和。基于实测的Von Mises Fisher角度谱,仿真结果表明,当采样间隔小于2°时,所提方法运算量仅为数值积分方法的十分之一,而绝对误差小于0.005,可以应用于多天线分集、多输入多输出系统性能评估及天线阵列流型优化等场合。     

Empirical mode decomposition using variable filtering with time scale calibrating

A novel and efficient method for decomposing a signal into a set of intrinsic mode functions （IMFs） and a trend is proposed. Unlike the original empirical mode decomposition （EMD）, which uses spline fits to extract variations from the signal by separating the local mean from the fluctuations in the decomposing process, this new method being proposed takes advantage of the theory of variable finite impulse response （FIR） filtering where filter coefficients and breakpoint frequencies can be adjusted to track any peak-to-peak time scale changes. The IMFs are results of a multiple variable frequency response FIR filtering when signals pass through the filters. Numerical examples validate that in contrast with the original EMD, the proposed method can fine-tune the frequency resolution and suppress the aliasing effectively.     

矩量法中引入压缩感知求解三维电磁散射问题

在解决三维电磁散射问题时,随着入射波角度的变化,传统的矩量法需针对每个角度分别计算该入射波照射下散射体表面的电流系数。对于求解宽角度下的电磁散射问题,该算法需反复运用迭代求解,运算量大,效率相对较低。为此,引入压缩感知技术来求解宽角度下的三维电磁散射问题,利用稀疏转换基和观测矩阵对数据进行稀疏表示和观测,通过数次观测所得的值再采用恢复算法即可重构出所需全部入射角度下的电流系数值。利用该方法计算所得结果与传统算法得到的结果一致,在不影响计算精度的同时可减少运算时间,降低计算复杂度。     

海上舰船目标HRRP特性仿真

系统地介绍了海上舰船目标高频仿真及雷达成像的完整解决方案。对海上舰船进行高精度三维几何建模,采用步进频率信号雷达波照射,基于物理光学(physical optics, PO)双次反弹的高频方法结合增量长度绕射系数(incremental length diffraction coefficients, ILDC)理论计算了复合目标的宽带后向散射场。在频域对回波数据作离散傅里叶逆变换,得到宽带信号的时域响应,从而得到高分辨率距离像(high resolution range profiles, HRRP)和二维聚束合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)成像。在给出的算例中,借助射线理论分析了海上舰船目标的距离像特性及其成像机理,验证了仿真结果的准确性和有效性。     

Bayesian sequential state estimation for MIMO-OFDM systems

For the estimation of MIMO frequency selective channel, to mitigate the curse of dimensionality, a novel particle filtering scheme combined with time delay domain processing is proposed. In order to extract the time delay domain channel impulse response from the observed signal, the least-squares (LS) and minimum mean squared error (MMSE) criteria are discussed and the comparable performance of LS with MMSE for samplespaced channel is revealed. Incorporated the dynamical channel model, gradient particle fil...     

一种基于导频的OFDM系统信道估计方法

提出一种使用矩形导频图案的OFDM信道估计方法。接收端首先在频率方向估计信道,然后在时间方向插值。该方法仅需累加和少量乘法运算就能估计出信道冲激响应,复杂度低,实时性高。在未编码16QAM-OFDM系统中,通过仿真将提出的方法与线性、cubic和MMSE插值法进行均方误差和误比特率的比较。结果表明该方法性能优于前两者,接近后者。     

接收分集OFDM通信系统的盲信道估计

提出一种新的利用接收分集技术的OFDM通信系统盲信道估计方法.所提出的算法根据单入多出系统模型,可直接在一个接收数据块内估计出各个接收分支所对应的多径信道,且不要求接收信号的二阶统计量等相关统计信息.由于采用频域相除抵消技术,各分支的信道参数可分离估计,因此降低了计算复杂度.仿真分析表明该算法的有效性.     

基于RLS的联合同步和信道估计算法

针对采用跳频正交频分复用(frequency hopping orthogonal frequency division multiplexing, FH-OFDM)系统进行战时通信时存在的高误码率(bit error rate, BER)问题,对定时偏差(timing offset, TO)、载波频率偏差（carrier frequency offset, CFO）和采样率偏差(sampling frequency offset, SFO)进行综合考虑,提出一种导频辅助的联合同步和信道估计算法。在时域中分别对TO和子载波干扰项进行预先补偿。使用线性误差函数来配合递归最小二乘法对信道冲激响应、CFO和SFO进行估计。采用改进的极大似然算法对迭代参数的初始值进行估计,提高了估计的准确度。分析并给出FH OFDW系统频谱效率的权衡标准。仿真结果表明,该系统工作在1 000 hop/s时,该算法的估计均方差和BER均优于传统的算法。