基于软件无线电的GNSS干扰和多径监测系统设计

针对干扰和多径导致全球导航卫星系统（GNSS）不能精确、安全和可靠地提供位置、速度和时间服务等问题,分析了研制GNSS干扰和多径监测系统的意义,介绍了当前干扰和多径常用的检测方法,设计了一套针对当前四大导航系统（美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟Galileo和中国BDS）各信号带内以及附近频率的干扰和多径监测系统。系统基于软件无线电（SDR）思想,采用模块化设计,具有良好的功能扩展性和配置灵活性。根据不同干扰的特点,结合实际应用改进了其检测算法：采用能量阈值法检测不同形式的压制式干扰,采用基于捕获多相关峰法判别欺骗式干扰,采取基于最大似然准则的多径估计延迟锁定环（MEDLL）技术估计多径信号的参数。实验结果表明系统能够有效检测各种干扰和多径信号的存在,使用户获取其特征参数,为干扰源的定位、查处、排除、规避以及多径信号的抑制提供决策依据。     

基于随机Hough变换的斜率估计多径抑制算法

抑制多径干扰是提高GPS定位精度的关键。针对低载噪比、预相关带宽有限的情况下斜率估计（ELS）的多径抑制技术往往不能正常工作的问题,提出了一种基于能够鲁棒地提取直线斜率的随机Hough变换（RHT）的斜率估计多径抑制算法。该算法主要采用多相关器结构得到多径相关峰的采样值,然后利用RHT得到相关峰两边的斜率,最后结合ELS的基本原理构成具有补偿因子的伪码鉴相器,以达到抑制多径干扰的目的。仿真结果表明,该算法解决了ELS在有限的预相关带宽（4 MHz）和较低载噪比(33 dB-Hz)条件下不能有效提取直线斜率的问题,并且在相同载噪比(44 dB-Hz)条件下,该算法的多径抑制性能也优于ELS算法。     

修正的干扰噪声自相关矩阵重构波束形成算法

为改善采样自相关矩阵求逆（SMI）算法中期望信号存在于接收信号所引起的性能下降,提出一种修正干扰噪声自相关矩阵重构（CMR）算法。该算法首先选取采样自相关矩阵特征分解的最小特征值对应的特征向量构造空间分布系数,再对其在非期望信号波达方向上进行累加实现矩阵的重构。当存在相干信号时,可采取先利用特征向量元素对协方差矩阵进行托普利兹化处理实现解相干,再进行矩阵重构的托普利兹矩阵重构（TCMR）算法。计算机仿真与实验结果证明适用于非相干信号条件下的CMR算法与适用于相干信号条件下的TCMR算法具有更好的输出性能。     

TDRSS接收机码分多址干扰抑制方案设计

为了在跟踪与数据中继卫星系统（TDRSS）中实现码分多址（CDMA）应用,需要完成多用户检测（MUD）及码分多址干扰（MAI）抑制。采用减性多级迭代对消算法,在数字信号处理芯片中完成信号再生、延时校正、时域相减对消,可以完成至少12通道的多用户检测,并能将多址干扰抑制至最小1 dB以内。该算法可作为通用MUD算法的有效补充,并能应用于各类非最优的CDMA系统中,具有迭代级数可选、通道扩展性强、工程实现性好的优点。     

一种新的LFM引信距离欺骗干扰抑制算法

针对线性调频（LFM）引信距离欺骗干扰问题,研究了一种结合随机调斜率和盲分离（BSS）的干扰抑制方法。该方法采用区别对待机制,首先采用随机调斜率,使敌方不易获取引信信号关键参数,从而可以通过简单的匹配滤波方法进行抗干扰。在随机调斜率失效的情况下再采用盲分离算法分离回波和干扰,然后根据频谱的连续性原理获取完整分离信号,最后根据数字射频存储（DRFM）相位量化的特性来区分回波和干扰。实验仿真表明,在干扰信号调斜率达到4%误差以上时随机调斜抗干扰具有很好的效果,且算法中很少（小于10%）会采第二种盲分离算法,因而运算量大为降低,可为引信抗欺骗干扰提供重要的实际参考。     

基于频域差分的“北斗”三号信号快速捕获算法

针对“北斗”三号导航信号快速捕获问题，提出了一种能够克服“北斗”三号信号中Neuman-Hoffman(NH)码跳变并提高“北斗”三号导航卫星信号B1I频点信号信噪比的快速捕获算法。该算法基于频域差分非相干的部分匹配滤波和快速傅里叶运算（Fast Fourier Transform,FFT）算法，利用加窗和补零的方式提高FFT的频点分辨率并抑制扇贝损失，通过频域差分的方式弥补相干积分时间短和非相干平方损失带来的信噪比不足。理论分析和仿真实验证明，该算法优于传统非相干积分，能实现“北斗”三号信号的快速捕获。     

GNSS信号多门延迟结构的多径抑制性能分析

多径干扰不具备空间相关性,难以通过差分方法消除,是影响全球导航卫星系统定位精度的关键因素之一。从接收机处理的导航信号受前端带宽限制以及近距离多径干扰更需抑制两个角度出发,提出了一种基于多门延迟(MGD)结构的多径干扰抑制方法,推导了带宽受限时MGD结构的多径误差的数学表达式,以加权和非加权多径误差包络面积最小作为目标函数,优化了该结构中早迟门系数,并以典型导航信号SinBOC(10,5)为例来说明该方法的性能。结果表明：对于SinBOC(10,5),该方法多径误差包络面积小于高分辨率相关器(HRC)方法至少15%;当前端带宽较大时,该方法对于较小和中等延迟的多径信号的抑制能力优于HRC方法。     

二次雷达系统询问旁瓣抑制新方案

分析了二次雷达系统中采用的询问旁瓣抑制（ISLS）技术,针对其不能完全消除询问旁瓣干 扰、无法调节询问方位覆盖范围的不足,提出了一种新的设计方案,采用和（Σ）、差（Δ ）、全向（Ω）三通道发射询问信号的方法来消除旁瓣干扰,并通过采用询问信号传递波束 调节因子的方法实现系统询问有效方位波束宽度的自动调节。该方案提高了系统的询问旁瓣 抑制能力、抗干扰能力和平台适应性,已成功应用于某工程。     

干扰环境下的信号调制识别

针对干扰环境提出了一种基于独立成分分析（ICA）和支持矢量机（SVM）的通信信号调制识别算法。算法利用多天线接收技术,采用独立成分分析方法寻求观测样本矢量的统计独立分量,设计了以二值支持矢量机（SVM）为基础的多值分类器,该算法具有较高的训练速度和较好的分类性能。仿真表明,当信干比大于10 dB、移动速度小于12 m/s时,算法的总体正确识别率超过0.9。干扰环境下的信号调制识别研究具有较重要的实际工程应用意义。     

基于虚拟阵列改进MUSIC算法的相干信源DoA估计

受多径传输环境的影响,在智能天线测向研究中,必须考虑相干信源的存在。针对相 干信源的波达方向(Direction of Arrival, DoA)估计问题,提出了一种基于虚拟阵列平移 的改进MUSIC算法。仿真结果表明：在相干信源入射角度差异很小（约5°）的情况下 ,该算法依然能准确地估计;同时,该算法不损失阵列孔径,最多可估计出M－1（M 为阵元数）个相干信源;此外,该算法具有同时适用于相干信源和非相干信源目标方位估 计的优点。     

一种简单多径信道下的调制识别方法

为解决简单多径条件下调制识别类型少、难以工作于低信噪比下的问题,提出了一种基于联合特征参数的调制识别方法。根据简单多径下不考虑多普勒效应影响这一条件,利用调制信号的延迟相关和瞬时自相关特性,并结合高阶累积量特征对幅移键控(ASK)、相移键控(PSK)、频移键控(FSK)共8种信号进行分类识别。仿真结果表明,在信噪比大于4 dB时,简单多径条件下的各类调制信号正确识别率接近100%。     

一种适用于稀疏多径信道的自适应均衡算法

针对传统的自适应均衡算法在稀疏多径信道下性能表现不佳的问题,提出了一种基于基追踪降噪的自适应均衡算法。该算法利用稀疏多径信道下均衡器权值的稀疏性,将自适应均衡器的训练过程看作压缩感知理论中稀疏信号对字典的加权求和,并利用重构算法直接对稀疏权值进行求解,解决了迭代参数设置和收敛慢的问题。采用基追踪降噪作为重构算法并选用变量分离近似稀疏重构对该最优化问题进行求解,既提高了权值的重构精度又降低了计算的复杂度。仿真结果表明,所提算法能够以较低的计算量和较少的训练序列达到更优性能,这对提升系统的通信性能具有参考价值。     

一种消除多径误差的外场天线测试技术

多径效应在机载天线的外场测试中会严重影响测试精度。针对该问题，提出了一种能够消除多径误差且简单易行的测试方法。该方法考虑多径信号的产生机理和矢量叠加原理，对直达和反射信号的组合进行测试，通过数据处理得出直达波信号强度，用于天线增益和方向图计算。利用该方法对机载VHF/UHF天线开展了外场测试，测试结果与仿真曲线吻合良好，证明了该方法的有效性。该测试方法可用于机载航电系统的总体设计与试验验证工作。     

实时动态精密单点定位中的多路径效应削弱方法

基于削弱实时动态精密单点定位多路径效应的目的,首先分析了多路径误差的产生 原理,利用信噪比与高度角的关系判断多路径产生的来源,利用TEQC软件量化多路径误差的 大小。其次分析了一般导航定位中的设置截止高度角法减少多路径效应在实时动态精密单点 定位中的作用,试验表明这种方法并不适用于精密单点定位。基于Estimate SETC模型和Ion o Free LC对多路径效应对电离层改正的影响进行了研究,发现当多路径效应显著时,双频 电离层改正会带来更大的误差,不利于精密单点定位的高精度解算。最后根据实际数据解算 结果,在多路径效应显著的情况下,建议选用精确的模型改正消除电离层误差,而不使用双 频消除电离层延迟法。     

Dynamics of communication protocol diffusion: the case of multipath TCP

During the last decade the Internet has faced an architectural stagnation due to lack of wide scale adoption of new communication protocols. A significant reason for non-adoption is that the conflicting interests of networked stakeholders involved in the diffusion process are not understood or taken into account during the protocol development. This paper increases understanding of the dynamics of communication protocol diffusion and provides feedback to protocol development by studying the case of Multipath TCP (MPTCP). Firstly, we introduce a protocol development process which builds on the existing diffusion of innovation theories. Secondly, a quantitative analysis using system dynamics is provided to evaluate the criticality of the factors affecting the MPTCP diffusion. The diffusion of communication protocols is found to follow three adoption models differentiated by the basis of adoption decision. The key finding is that unintentional adoption, alongside device acquisitions or operating system updates, adds a new dimension to the diffusion of innovations theory and may have a significant impact on protocol diffusion. The cross-side network effects between different adopter groups play also an important role and may lead to either market pull or technology push type of diffusion depending on which stakeholder starts to adopt first. Although MPTCP is used as an example protocol, the findings can be also applied to the diffusion studies of other communication protocols.     

多径环境下TDDM-BOC信号伪码周期估计

针对低信噪比下存在多径效应的时分数据调制二进制偏移载波(TDDM-BOC)调制信号的伪码周期估计难题,提出了一种基于二次谱的TDDM-BOC信号伪码周期估计算法。该算法首先推导出多径环境下TDDM-BOC信号模型,然后求出多径TDDM-BOC信号的功率谱,再求其二次谱,最后通过检测二次谱的尖峰脉冲间的间距得到多径环境下TDDM-BOC信号的伪码周期。实验过程中采用累加平均的方法可以达到降噪和精确估计的目的。仿真结果表明：该算法能够在多径环境下对TDDM-BOC信号伪码周期进行有效估计,且估计性能与多径环境有密切关系,这为今后我国“北斗”导航接收设备的开发提供了一定的理论参考。     

UFMC系统在多径衰落信道中的干扰消除

通用滤波多载波(UFMC)是5G通信系统中的关键技术,能够降低带外泄露。但是在多径衰落信道下UFMC系统会受到符号间干扰（ISI）和多普勒效应产生的载波频率偏差的影响,从而使系统的性能下降。为了消除系统中的干扰,提出了一种迭代最大似然算法。该方法主要通过迭代最大似然算法（ML）计算出载波频率偏差,把估计出的结果作为初始值并运用迭代的方法得到最终的载波频率偏差,当达到收敛区间时,迭代结束;最后利用相位旋转的概念补偿载波频率偏差并运用最小二乘算法更新信道响应信息,减少该系统干扰。仿真结果表明,在信噪比大于10 dB时,随着信噪比的增大,算法能够有效地抑制系统中的干扰,提高UFMC系统的性能。     

一种适用于军用无线自组网的可靠多径路由协议

由于在无线环境、移动模型、硬件平台等方面的差异,民用无线自组网协议无法直接适用于军用网络。为军用无线自组网设计了一种新的可靠多径路由协议。首先,设计了新的可靠性、稳定性路径指标和多路径之间的相关性因子,并提出了选择满足单路径指标且互相关因子最低的L条路径的选路算法。仿真结果表明,该协议比DT-MAODV具有更高的投送成功率和更低的端到端时延。     

一种多径电力线信道下的主路径定时同步算法

分析了多径电力线信道特性,针对电力线通信信道中第一主路径非能量最强路径的定时同步问题,通过仿真分析信噪比与门限选择的关系,拟合了最优的第一主路径门限曲线,并提出了一种在多径电力线信道下寻找第一主路径的自适应定时同步门限选择方法,利用接发端前导信号互相关判决函数的峰均比关系自适应选择门限,用于解决电力线恶劣的信道环境下第一主路径非能量最强路径的情况下寻找第一主路径的问题。仿真表明,该方法同步性能明显优于固定阈值且接近于最优阈值的判决方法,相比固定门限有1 dB的提升。