星载AIS接收系统设计及关键技术

针对星载AIS(船舶自动识别系统)接收系统覆盖范围广、运动速度快等特点,提出了三种实 现信号有效接收的总体方案。采用盲分离阵列信号处理方法、非线性测频和非相干解调方法 解决了星载AIS接收系统中面临的信号碰撞、多普勒频移信号解调等关键技术问题,仿真和 外场实验验证了方案的有效性和可行性。     

星载AIS接收冲突分析及仿真

对星载自动识别系统（AIS）所涉及的接收冲突问题及接收概率进行了分析和论证。首先, 建立 了基于星载AIS系统的观察、分析模型;然后,理论分析了星载AIS接收冲突概率并给出了接 收冲突概率公式;最后,对相关理论结果进行了Matlab仿真。     

星载AIS消息碰撞的MATLAB仿真

通过接收船舶自识别系统(AIS)广播消息,AIS卫星星座能够实现覆盖全球的船舶监视,但广播消息的时域碰撞将极大影响其性能指标。使用MATLAB模拟海上船只状态,对船舶自识别系统通信协议进行高度还原,研究星载AIS消息碰撞情况。仿真结果表明,在不同任务、不同条件下,星载AIS接收机天线均存在最优覆盖范围。仿真分析结果可为AIS微小卫星设计提供参考。     

单中继多用户MIMO系统中继预编码新方案

针对单中继多用户多输入多输出(MIMO)通信系统中用户间干扰问题,提出了一种可以有效抑 制用户 间干扰的中继接收和预编码方案。该方案在中继端对信号进行迫零（ZF）接收,利用最大化 信漏噪比（SLNR）准则设计中继端预编码向量,并针对难以获得最优解的情况,利用迭代解 出次优解。仿真结果表明,与中继端ZF预编码相比, SLNR预编码更好地抑制了用户间干扰 ,相同和速率性能下,基站发送端功率比ZF预编码减少4 dB,具有实用价值。     

基于松弛改进FastICA算法的星基ADS-B信号分离

星基广播式自动相关监视（Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B）系统覆盖空域广，星载接收机所接收的信号信噪比低、信号间的功率差异小，ADS-B报文在接收机处的冲突更加严重，对信号分离算法提出了更高要求。针对基于负熵的快速独立成分分析（Fast Independent Component Analysis,FastICA）算法存在的局部极大值和收敛依赖于初始权值的问题，在FastICA算法中引入了松弛因子，采用松弛改进的 FastICA算法对星基ADS-B信号进行分离。阐述了松弛改进FastICA算法对星载ADS-B接收机接收到的混合信号进行分离的机理，并进行了仿真实验，通过相关系数、迭代次数和误码率比较了松弛改进FastICA算法、经典FastICA算法和投影算法的性能。仿真结果表明，松弛改进FastICA算法能更有效地分离星基ADS-B混合信号。     

一种改进的电力线通信系统脉冲噪声抑制方法

为了抑制脉冲噪声对电力线正交频分复用（OFDM）通信系统的影响,最常用的方法之一是在接收端OFDM解调器之前前置一个置零非线性单元,即传统置零法。然而,由于引入了非线性失真,其性能并不理想。针对传统置零法引起的非线性失真问题,提出了一种基于迭代消除非线性失真的改进置零法。首先,对接收到的时域OFDM信号进行脉冲噪声检测和置零处理;然后,在频域利用已检测的符号来重构时域置零处理引入的非线性失真,并通过迭代提高重构的准确性;最后,从频域接收信号中减去重构的非线性失真。仿真结果表明,所提改进算法与传统置零法相比,有非常大的性能提升,增强了电力线OFDM通信系统对脉冲噪声的抵抗能力。     

电力线OFDM/OQAM通信系统信道相位预处理均衡算法

针对电力线通信（PLC）正交频分复用（OFDM）系统存在频率掩码和频谱资源利用率低等问题,提出将正交频分复用/偏移正交幅度调制（OFDM/OQAM）技术应用到PLC系统中。该技术通过选用频率选择性较好的滤波器来抑制带外干扰,且不需要循环前缀,但是OFDM/OQAM系统在PLC频域复数信道下会产生严重的自干扰,传统的均衡算法并不能有效地消除OFDM/OQAM系统的固有干扰。针对这种情况提出了一种基于信道相位预处理的均衡算法。该算法的思想是让接收信号乘以一个信道相位调整因子,使等效信道的虚部尽量小,以此来减小接收信号中的干扰分量。仿真结果表明,与传统的均衡算法相比,所提算法在误比特率为1.0×10－6时可以获得0.5dB的性能提升。     

星载AIS检测概率计算模型与算法分析

针对国外星载AIS（Automatic Identification System）系统由于时隙冲突导致检测 概率降低的问题,提出了一个检测概率计算模型。通过分析影响检测概率的各种因素,得出 概率计算的算法,并对算法进行了理论分析。对于某个具体的星载AIS系统,将系统参数代 入到该模型中,可以得到该系统的检测性能,从而为实际工程提供理论参考。     

一种MIMO中继系统的自适应自干扰消除方法

为节省频率资源,全双工中继一般采用相同的频率接收和发射信号。由于收发天线之间无法充分隔离,接收天线容易受到自身发射天线的回波干扰。针对宽带全双工多输入多输出（MIMO）中继的自干扰问题,提出了一种基于梯度下降自适应算法的自干扰消除方法。该方法利用中继反馈的已知信号进行自干扰信道估计,并产生一个对自干扰信号的估计信号,从而在接收端将干扰抑制。仿真结果表明,该方法在自适应滤波器的跟踪性能、收敛分布和不同MIMO配置下的均方误差（MSE）性能等方面均取得良好效果。     

机载AIS接收机冲突概率分析

通过加装机载自动识别系统（AIS）接收机,可解决宽海域的民用船舶识别问题,扩充岸基 船舶交通管理系统（VTS）站的监 测范围。对机载AIS接收机接收海面船舶AIS信号的冲突概率进行了理论分析,推导出观 测时间与发现概率的关系,通过搭建模拟环境,对接收性能进行了仿真,并给出了相应的结 论。     

射频干扰对消技术的系统设计与仿真分析

针对现有大型电子信息系统中同平台接收设备受到同平台发射设备的发射干扰情况 ,研究了可对消发射设备干扰的射频干扰对消技术。分析了射频对消技术的理论模型, 提出了射频对消技术的系统设计方案,重点研究了信号调整、信号检测和系统控制3个主要 单元的设计和系统控制算法。系统仿真结果验证了该系统设计方法的正确性。该系统设计方 法可用于进行后续的样机研制。     

一种实用的无线信道纠错方法

核心竞争力是企业适应市场的潜力。中国某些企业由于缺乏核心竞争力而使其市场份额逐渐缩小。为了适应国际市场竞争的形势,发展企业核心竞争力是重中之重。为此,除了企业加强自身建设以外,政府应该利用法律和政策,充分利用加入WTO以后宝贵的“缓冲期”,使国内市场尽快完善,促进企业核心竞争力的不断提高。     

高速移动OFDM系统信干比的低复杂差分计算

针对高速移动正交频分复用系统,提出了迭代消除子载波干扰的 信干比差分计算方法。该方法把前后两次迭代的子载波干扰进行差分运算,差分运算值的加 权作为干扰,每次迭代消除子载波干扰后的信号作为有用信号,实现信干比的计算。 误差分析和仿真数据表明：采用这种方法计算信干比可以有效估算出系统信干比,同时算法 复杂度较低。     

星载AIS的复值FastICA算法改进

针对星载船舶自动识别系统(AIS)的含噪复值信号盲分离算法分离效果不佳的问题,提出了改进的复值快速独立分量分析算法（FastICA）。该改进算法针对混合信号数目大于源信号数目的超定情况,对含噪混合信号的协方差矩阵进行特征值分解,利用其噪声对应的几个较小特征值估计噪声方差,修正白化矩阵,再应用Huber M估计函数优化该算法的目标函数。实验结果表明,运用该算法信号均方误差(SMSE)变小,信干比(SIR)变大,提高了信号的分离性能;同时,优化后的目标函数使算法具有良好的稳健性。     

大规模MIMO系统中的一种自适应SIC检测算法

与传统系统相比,大规模多入多出（MIMO）系统能更加有效地提高频谱效率。利用传统的最小均方误差（MMSE）信号检测算法求解大规模MIMO系统,虽然检测结果接近最优,但是矩阵的求逆运算导致计算的复杂度非常高。提出了一种自适应排序干扰消除（SIC）检测算法,在逐次超松弛（SOR）迭代运算的基础上,通过干扰消除降低待检测矩阵的维度。通过仿真分析,得出所提算法的复杂度低于Jacobi、SOR检测算法,且在迭代次数较少的情况下,算法的误码率（BER）性能明显优于SOR检测算法。     

卫星广播信号上重叠发射导航增强信号的方法

提出了一种在卫星广播信号上重叠发射卫星导航增强信号的方法,将差分校正数据经过扩频后发射出去,与卫星广播信号进行频谱重叠,一起经卫星转发。通过参数设计和性能仿真可知,差分增强信号对广播信号的接收解调影响很小,差分接收机可以通过串行干扰抵消的方法从混合信号中提取出差分增强信号,实现解扩与辅助测距,解扩得到的差分校正数据可直接用于差分定位。当混合功率比为26 dB时,捕获概率达99.99%,测距精度为10.67 m,表明了此方法的可行性。     

天基双通道AIS信号侦察系统方案设计与分析

天基AIS信号侦察系统可获取上千海里内船舶的AIS信号,形成国 家周边海域乃至全球海域的AIS态势信息。通过分析国内外相关研究成果,提出独特的天基 双通道AIS接收系统方案,并对关键参数进行论证比较,为研制通用性和平台适装性好的天 基AIS侦收系统提供理论参考。     

一种TD-SCDMA上行链路发送和接收方案

为了在TD-SCDMA上行链路传输中获得更高的频谱利用率，提出了一种上行链路的发送和接收方案。发送端采用准同步CDMA加QAM调制，扩频序列采用优选相位的Gold序列，该序列在一定时延范围内具有良好的互相关性。接收端采用串行干扰抵消的方法去除或抑制很严重的多用户干扰，该方法实现简单，适合瑞利衰落信道。仿真结果说明采用这种发送和接收方案后，在应用智能天线抑制多径后，只要用户间的时延控制在3／8个chip之内，误符号率(SER)性能就几乎与单用户界(SUB)一致，频谱利用率可以达到4 bit／s／Hz。     

MIMO系统中基于信号可靠性判定的OSIC检测

排序串行干扰消除（Ordered Successive Interference Cancellation，OSIC）是多输入多输出无线通信系统中一种重要的信号检测技术。为了降低该算法的计算复杂度，首先提出了基于信号可靠性判决的排序串行干扰消除算法，根据所设计的信号可靠性判决（Signal Reliability Decision，SRD）结构的判决结果选择不同的方法消除信号间的干扰。为了进一步提升SRD-OSIC算法的检测性能，提出了局部最优（Local Optimized,LO）的LO-SRD-OSIC算法。仿真结果表明，SRD-OSIC算法仅需要传统OSIC算法一半的复杂度就能获得相近的误码率性能。不仅如此，当LO-SRD-OSIC算法与SRD-OSIC算法的计算复杂度相同时,LO-SRD-OSIC算法可以获得额外3 dB的误码率性能增益。