子阵波束域自适应波束形成方法研究

阵列输出的有限次快拍处理等效地增加了信号之间及信号与噪声之间的相关性,导致了现有的子阵自适应处理方法在小快拍数目时的性能损失.现提出一种子阵波束域自适应波束形成算法,通过对子阵多波束输出的协方差矩阵求平均,减弱信号之间的相关性,从而提高自适应波束形成算法的性能.仿真结果表明,该提算法在小快拍数情况能够大大提高输出信干噪比,并有效地抑制阵元上接收的随机噪声.     

改进粒子群优化算法自适应波束形成技术

本文研究了利用粒子群优化算法进行自适应方向图控制的综合方法,给出了自适应阵列处理的数学模型以及LCMV自适应波束形成器的数学表达,介绍了粒子群优化算法的基本思想和算法流程。结合粒子群优化算法和自适应方向图控制的相关知识,本文提出一种基于多虚拟干扰源的改进粒子群算法并将其应用于LCMV自适应波束形成器以提升其性能并进行自适应方向图控制。仿真结果表明,该方法可有效改善LCMV自适应波束形成方法在多重干扰情况下零陷生成效果不佳、低快拍下性能较差等缺点,改善输出信干噪比,并在加深零陷和降低旁瓣等方面效果显著。     

认知无线电的功率估算策略

认知无线电用户在通信前需要通过周围电磁场的参数估算自身的最大通信功率以免影响原授权用户的正常通信,文章提出了一种基于节点协作来进行发射功率估算的策略,不但可以无需知道授权用户的发射功率,而且可以有效的预测出处于深度对数正态阴影衰落中的节点并进行有效补偿。通过对各种经典应用场景的仿真证明,与目前流行的单点估算算法相比,文中算法能获得更优的通信功率。     

改进干扰抵消算法在超低频通信中的应用

通过分析利用超低频电磁波信号对远海船舶通信时存在的目标信号难提取的问题,提出了一种正交布设的天线阵列模型,并使用一种改进的特征子空间投影算法处理接收到的信号。提出的改进算法利用系数约束自适应阻塞矩阵的办法提取主天线上的干扰信息,并联合参考天线信号优化对干扰子空间的估计。仿真和实验结果表明,提出的算法能够有效抵消与主天线夹角较小的宽频带干扰。实验中,在夹角等于15°的情况下,信干噪比较原算法提高了10.11 dB。     

基于马尔科夫链的60 GHz 点对点通信移动性优化

由于60 GHz通信在空气中可能会有高达20 dB的信号衰减,因此通信的范围和质量都可能受到影响．为此,IEEE 802.11 ad标准引入了能够定向增强信号和控制信号传播方向的波束成形技术来提高通信质量．然而,设备位置移动对波束成形的影响较大,它可能会导致通信质量下降甚至中断．为保证通信通畅,文中针对IEEE 802.11ad定义的点对点场景提出了波束成形优化算法．该算法基于马尔科夫链模型预测下一时刻设备的位置,并且提前调整相应的波束方向．该算法利用动态设备的相对位置和波束转动角度信息,代替了原波束成形方法中的波束扫描等过程．在仿真实验中,通过信息交互次数验证了该算法的有效性,提高了波束成形过程的效率,并且使该过程中的能量消耗降低了60％．     

网络优化调度算法在船舶大数据通信中的应用

针对船舶大数据通信存在的通信障碍问题,提出一种基于网络优化调度算法的船舶大数据通信方案。结合网络优化调度算法对船舶大数据通信特征信息进行采集,并划分通信数据的特征类别,以保证在复杂还有环境下船舶通信的有效性。利用网络优化调度技术,对船舶通信数据进行有效调度,进行数据类别划分和去噪清洗处理。为了保证数据处理效果,对数据处理步骤进行优化,并按照网络数据结构及链路进行数据分组传输,保证船舶数据通信的有效性。最后通过实验证实,相对于传统船舶通信方法而言,网络优化调度算法在船舶大数据通信中的应用效果明显更优,能显著提高船舶通信数据调度任务的执行和传输效率,有效解决现有通信障碍问题。     

船舶通信信号传输质量优化检测算法优化

现有算法由于原始船舶通信信号处理力度较小,使其存在着去噪效果差、传输质量检测误差大的问题,因此提出船舶通信信号传输质量优化检测算法优化研究。利用卡尔曼滤波对原始通信信号进行去噪优化处理,以此为基础,分析传输质量影响因素,构建新的传输质量影响模型,以通信信号失效率、修复率、可用度为指标,为通信信号传输质量检测添加新的参数,最终实现了船舶通信信号传输质量优化检测算法的全优化。实验结果表明,应用优化算法后,船舶通信信号去噪效果更好,传输质量检测误差更小,充分证实了算法优化的有效性。     

基于波束形成的海上智能天线算法

远距离海上雷达探测由于海上环境的复杂性容易受到杂波干扰,常用的最小均方算法通过在干扰噪声中形成主波束并引导至目标信号,有效解决了杂波干扰问题。通过对自适应智能天线波束形成技术的海上应用进行研究,给出了常用的天线阵列结构模型和信号模型,研究了智能天线中的自适应波束成型算法,目前在这一领域的解决方案中最小均方算法最为常见,但其存在收敛速度差、通用性低等问题。本文将优化遗传算法引入,对传统遗传算法中初始种群规划和交叉操作进行了优化和改进。仿真实验表明,与最小均方算法、传统遗传算法相比,优化遗传算法对杂波的抑制效果提高了28%,收敛速度提升了3倍,具有良好发展前景。     

基于小波变换的舰船雷达图像去噪方法研究

在舰载雷达系统中,集成了非常复杂的信号处理算法和降噪算法,通过软硬件的配合,舰载雷达能够具备非常高效的图像识别能力。但在电子对抗战争中,普通的去噪算法并不能满足雷达图像去噪的性能要求,本文基于舰船雷达的实际工作需求,结合小波变换算法,从本质上对雷达的通信数据和图像数据进行优化,并建立雷达图像去噪模型,通过样本采样和模式学习,该小波去噪算法能够显著降低雷达信号中的背景噪声,大大提高了图像信号的识别能力。     

稠密度聚类在舰船网络微弱信号自适应增强中的应用

提升舰船网络信号及整体通信质量,提出基于稠密度聚类的舰船网络微弱信号自适应增强方法.应用稠密度聚类算法检测出舰船网络微弱信号,通过经验模态分解法分解微弱信号,结合小波变换法与奇异谱分析法去除的噪声,实现舰船网络微弱信号增强信.结果表明,该方法能够有效分解所检出微弱信号,并进行分量去噪处理,去噪后各信号分量不仅保留原有细...     

基于信噪峭度比的水下目标动态谱增强算法研究

根据非高斯噪声环境中水下运动目标辐射线谱信号的四阶累积量对角切片特征,定义了信噪峭度比的概念,导出了其理论计算公式.理论分析表明,在一定条件下,信噪峭度比总是大于用自相关函数定义的信噪比,提出了基于信噪峭度比分析法的水下运动目标辐射线谱信号的四阶累积量对角切片谱特征增强新算法.用水下某目标辐射线谱的实测数据,对该算法的性能进行了仿真研究.结果表明,该算法具有良好的抑制非高斯噪声能力,且不必对噪声分布作高斯性假设.因此,该算法具有重要的工程应用价值.     

舰船无线通信中5G信道资源分配算法设计

设计船舶无线通信中5G信道资源分配算法,在增大舰船无线通信网络吞吐能力的同时,改善网络通信质量。基于非正交多址技术的上行链路D2D舰船无线通信网络模型,在D2D发送用户与若干个D2D接收用户之间建立数据通信信道,生成D2D用户组,将D2D通信网络最大吞吐量作为优化目标,构建满足蜂窝、D2D用户接收信号SINR阈值等约束条件的5G信道资源分配模型,采用用户-子信道双边匹配算法获取子信道分配策略,利用注水功率分配算法确定D2D用户组功率分配策略,实现舰船无线通信的5G信道资源分配。结果表明：该算法可实现舰船无线通信网络5G信道资源分配,允许40个D2D用户组接入到通信网络中;NOMA传输机制下的网络吞吐量高于OMA机制,数据传输速率达到220 bps以上,干扰度小。     

基于大数据分析的船用通信网络优化调度算法

为了提高船用通信网络优化调度效果,设计了基于大数据分析的船用通信网络优化调度算法。首先分析了船用通信网络优化调度原理,指出了影响船用通信网络优化调度结果的因素,然后收集船用通信网络优化调度的数据,采用大数据分析方法中的相关向量机和时间分析算法对船用通信网络优化调度问题进行建模,最后进行了船用通信网络优化调度算法性能的测试实验。结果表明,大数据分析算法解决了当前船用通信网络优化调度中存在的一些难题,提高了船用通信网络优化调度精度,船用通信网络优化调度时间得以减少,提升了船用通信网络优化调度效率,具有一定的实际应用价值。     

无线光通信网络拓扑形成问题研究

无线光通信网络初始化过程中,面临着通信对象的优选和节点度的限制。将该问题通过图论中的度约束最小生成树模型来进行表达,并引入度约束最小生成树的一种近似快速算法来加以求解。通过实例证明,该模型和求解算法能够解决网络的拓扑形成问题。     

基于电抗加载的单通道五元多波束扫描天线阵设计方法研究

为解决多波束扫描天线阵中多接收通道的一致性问题,并简化多波束形成所需的复杂波束形成网络,采用电抗加载方法设计了仅需一个输出通道的五元多波束扫描天线阵。仿真结果表明,该天线阵采用MUSIC算法,能实现最多4个信号到达方向(DOA)的较精确估计。另外,对信噪比、采样点数、信号角间距对信号到达方向估计效果的影响进行了定量分析。该天线阵的设计方法与计算结果对电抗加载高频地波雷达(HFSWR)天线阵的优化设计与工程应用具有一定的指导意义。     

船用物联网中的通信系统病毒跟踪检测技术

在船舶安全航行中物联网通信系统起着重要作用,但是通信系统一直受到网络病毒的威胁,易出现通信内容非法窃取等问题,造成船舶操作控制失误,所以必须引入跟踪检测技术对病毒入侵行为进行检测和处置。本文分析了船用物联网中通信系统病毒跟踪检测流程,提出基于BP神经网络算法的病毒跟踪检测模型,以及通信系统病毒检测报警系统的构建方案,通过仿真实验证明病毒跟踪检测模型能够有效检测出病毒路径,并经过报警系统快速对病毒做出防御应对措施。     

舰船通信网络的自适应路由算法设计

路由算法是保障舰船通信网络正常工作的关键技术,当前舰船通信网络路由算法没有全面考虑节点能量限制问题,使得舰船通信网络的路由并非最优,导致舰船通信网络数据传输错误率高,舰船通信网络生存周期过短,为了提高舰船通信网络的通信质量,加快舰船通信网络数据传输速度,设计了一种自适应的舰船通信网络路由算法。首先对国内外舰船通信网络路由算法进行研究,找到引起各种算法不足的限制因素,然后模拟生物细胞分裂过程对舰船通信网络进行分簇,每一个簇包含不同规模的舰船通信网络通信节点,并舰船通信网络路由能耗最小、舰船通信网络生存周期最长为优化目标,构建最优的舰船通信网络通信路由,最后在Matlab 2016平台进行了舰船通信网络路由算法的性能测试实验。本文算法提高了舰船通信网络通信的平均吞吐量,舰船通信网络数据传输时延小,提高了舰船通信网络通信效率,有助于提高舰船通信网络的生存周期,具有十分高的实际应用价值。     

认知无线网络区域内集中方式频谱分配

研究在给定频谱池的前提下,在一定区域内,系统以集中方式动态分配相关通信节点的频谱资源。即在一定的区域内认知无线电的各个通信节点间的发射信号对主用户的干扰温度不大于主用户的接收机灵敏度的前提下,对于剩余的频谱资源采用频率、功率为主的分配方法,在特定条件下还可以利用极化域进行极化分配,和利用某些设备的波束有方向性进行空域的分配。     

基于少快拍条件均匀圆阵波束域MVDR方法

针对在低信噪比条件下,均匀圆阵MVDR性能退化严重的问题,以及波束形成阵元数接近波束数时少快拍波束形成鲁棒性差的问题,提出均匀圆阵波束域MVDR算法:1)通过波束域MVDR提高波束形成的目标分辨率;2)采用对角加载技术提高波束域MVDR波束形成的鲁棒性,实现了在少快拍条件下强鲁棒性的均匀圆阵BMVDR,并通过仿真实验验证。     

单波束测深仪水深粗差检测与修正新算法及其效果

单波束测深仪是现代海洋测量尤其是内河水下地形测量中的主要测量仪器。即使在声速设定正确的前提下,单波束测深仪的观测值仍然会有各类型的粗差。针对其原始水深值粗差处理问题,创新性地提出"地形链"的概念,设计了一种新的针对单波束测深仪水深观测值的粗差检测与修正算法,针对长江流域的单波束测深数据进行处理,结果表明算法对各类粗差有明显的检测和修正效果。