高阶变步长自适应均衡算法及其硬件实现

文章针对卫星高速传输的需求，提出了一种高阶变步长的自适应均衡算法。首先，通过结合高阶自适应和变步长两种均衡算法，使步长因子的大小在一定范围与理论误差呈非线性关系。然后，利用理论误差数据和步长因子的乘积，对滤波器的变量进行更新，并根据更新变量值对滤波器系数进行修正，从而实现对信道的非线性自适应均衡。最后，对所提算法进行了仿真分析，并通过硬件实现进行了性能验证。硬件测试结果表明：与低阶定步长均衡算法相比，该算法可实现2dB~3dB的解调性能的改善，显著提升了系统性能。     

卫星通信中的超宽带无线技术研究

首先介绍了超宽带技术的定义,描述了超宽带技术的特点和调制方式,分析了在卫星通信中采用超宽带技术的可行性;然后给出了一种采用超宽带技术的固定卫星通信系统结构,给出了系统链路预算,并对多载波方案的系统吞吐量进行了分析计算;最后给出了结论和需要进一步研究的问题。     

基于TDOA的Taylor算法在UWB定位系统中的应用

在无线通信系统中,TDOA（到达时间差）是目前最有发展潜力的无线定位技术。其中的泰勒级数展开算法因其具有精度高和健壮性强等特点在求解非线性定位方程组中得到了广泛的应用。首先介绍了超宽带以及超宽带在定位中的应用,随后介绍了泰勒级数展开算法,并分析了它的优越性,最后通过实测和仿真分析得出泰勒级数展开算法在IR-UWB定位系统中是一种有效的定位算法。     

用启发式算法和基于冲突的回跳算法求解卫星测控资源调度问题

针对卫星用户提出的两种不同性质的申请,建立了问题的约束满足模型;根据申请的不同特点分别提出了启发式算法和基于冲突的回跳算法对模型进行求解,并设计了均衡原则、效能原则和就近原则,引导求解过程趋向多目标优化,在优先提高任务支持率的同时兼顾测控站的使用均衡和效能;最后,将算法应用于一个6站10星的调度问题,并进行数值仿真研究。仿真结果表明,本文提出的算法与遗传算法相比,能在更短时间内求得任务支持率更高且负载更均衡的解,证明了算法具有较好的寻优能力。     

考虑负载均衡的过驱动航天器推力器分配方法

以过驱动航天器的推力器控制分配误差最小、推力器负载均衡等为设计目标,构建航天器推力分配混合优化模型,并将其转化为线性规划模型进行求解,提出了一种考虑负载均衡的航天器推力器动态分配算法。该算法在确保分配误差最小前提下,能够降低各推力器的最大分配推力之差,有效均衡各推力器总工作时长和开关次数,进而延长推进系统的整体工作寿命。进一步定义了表征负载均衡性能的推力平衡度和干扰敏感度性能指标,并在此基础上给出了一种分配算法负载均能能力的定量化评价方法。在仿真验证中,采用平衡度和敏感度对算法性能进行定量评估,结果表明该方法在保证控制性能和控制分配误差的前提下,能够有效均衡各推力器最大推力,提高了系统的平衡度和对扰动力矩的鲁棒性。     

卫星高速宽带数传系统的变步长LMS均衡算法研究

对码间干扰实现快速有效的均衡是卫星高速宽带数字传输的关键之一,针对S型函数(Sigmoid函数和双曲正切函数)变步长LMS均衡算法在误差e(n)接近零处μ(n)变化大的缺陷及算法复杂度高的问题,提出了一种改进的变步长LMS自适应均衡算法.算法通过简化步长更新式的复杂度,增加误差信息量,优化改进的S型函数结构,建立了新的步长因子μ(n)与误差函数e(n)非线性关系,使算法误差接近零处步长因子变化平滑缓慢,消除不相关噪声序列的影响,且算法复杂度比其它同类改进算法小.仿真结果表明新算法性能优于其它改进算法.文中给出了卫星高速宽带数字传输系统的仿真模型,将新算法应用到系统模型的白适应均衡器中,系统误码性能得到较大改善.     

一种TH-PAMUWB同步捕获方案的研究

超宽带通信系统中信号的同步捕获是一个重要并具有挑战性的问题.文章提出了一种先对接收信号依次截取进行同步参数的搜索估计实现粗同步,再采用折半算法进行细同步的捕获方法.该方法有效地提高了密集多径信道下极窄脉冲的能量捕获,同时也降低了同步捕获时间,通过计算机仿真证实了该方案的有效性.     

一种基于MSE变换的变步长恒模盲均衡改进算法

分析了军事通信中传统恒模盲均衡算法(CMA)的基本原理,并针对此算法收敛速度慢、收敛速度与稳态剩余误差之间存在矛盾的缺点,提出一种改进的变步长恒模盲均衡算法(VASCMA).理论分析和实验仿真证明改进后的算法较传统算法具有更好的收敛效果.     

机载高分辨率遥感图像实时压缩系统研究

介绍了图像压缩系统的5种主要架构,分析、比较了这5种架构的优缺点。基于现场可编程门阵列(FPGA)的图像压缩系统架构,提出了一种适合机载应用的高分辨率遥感图像实时压缩系统,该系统具有体积小、功耗低的特点。另外,还针对JPEG-LS(JPEG-Lossless)算法的特点,提出了一种简单有效的位率控制和抗误码方法,并在基于VIRTEX-ⅡFPGA的实时压缩系统中进行了具体应用,实现了机载遥感图像的无损和近无损图像实时压缩。该系统预留了充分的硬件资源,可支持EZW和SPIHT等复杂度较高的高倍率图像压缩算法的应用。     

基于误差模型的权重二值神经网络近似加速

针对智能识别系统精确度和硬件复杂度之间的均衡设计问题,提出了一种基于误差统计模型的权重二值神经网络近似加速方法。在提出了一种获得高精度轻量神经网络的权重二值化处理算法基础上,引入近似加法器、消除乘法器以进一步提高能效。最终提出了一种系统级误差统计模型用于系统评估和优化设计,该设计能够分析和预测权重二值神经网络近似加速系统的最终精度。结果表明:该模型可以准确地预测系统精度,与仿真结果对比,相对误差在2.05%～3.07%。该模型预测用于指导相应软硬件的设计优化,可大幅提高设计的迭代速度。     

基于频域的低频UWB SAR辐射校正

低频UWBSAR系统具有的超宽带特性,大处理角特性和低频特性使得常规SAR辐射校准技术不再适用。针对系统特性,本文给出了低频UWBSAR的辐射校准方法,并在计算机仿真中验证了该方法的有效性。     

固有模态函数(IMF)积检测器——以低信噪比情况下超宽带雷达信号检测为例

首次提出了一种固有模态函数积检测器.首先通过经验模式分解(EMD)把带噪信号分解成有限个固有模态函数(IMF).检测的基本思路是,对各个IMF分量的绝对值作逐点乘积,用于抑制噪声并凸现信号,最后进行滤波和判决.本文以UWB信号为例,数据源于UWB雷达实验系统.在低信噪比(SNR),UWB脉冲与噪声波形相似,且噪声概率密度函数(PDF)未知情况下,进行实验.结果表明,当峰峰信噪比低于5 dB时,该检测器性能优于Teager能量算子(TEO).     

超宽带/宽波束SAR的后向投影(BP)算法

超宽带/宽波束(UWB/WB)SAR的相参积累角很大,会引起严重的距离徙动现象,使传统窄带/窄波束成像算法(RD算法等)不再适用。后向投影(BP)算法避免了菲涅耳近似,通过计算双程时延将信号进行相干累加,从而获得方位向高分辨率。文中对SAR成像以及BP算法的原理进行推导,然后通过计算机仿真验证理论分析的正确性和算法的有效性,最后详细讨论图像的像素间隔对成像的影响。     

一种提高超宽带雷达目标识别概率的方法

首先利用电磁散射理论分析了空中目标在超宽带(UWB)雷达照射下的电磁散射特性,阐述了UWB雷达目标识别的方法与步骤,然后对回波信号的相参积累用于提高UWB雷达目标识别概率的效果进行了分析。理论分析和计算机仿真结果均表明,在低信噪比的情况下,相参积累方法可以提高UWB雷达的目标识别概率。     

考虑燃料均衡的卫星编队队形重构技术

在卫星编队队形重构过程中,如何在实现编队整体燃料消耗较少的同时使得各子卫星燃料消耗均衡,能够有效地提高卫星编队整体的寿命。提出了一种基于虚拟中心位置可变的卫星编队队形重构新方法。该方法以虚拟中心位置为寻优变量,以首末脉冲时刻可优化的双脉冲规划作为单星轨道机动策略,将编队队形重构问题转化为混合0-1数学规划问题。仿真结果表明,该优化算法在实现整体燃料次优的同时,兼顾了各星当前的燃料剩余水平,实现了各子卫星的燃料均衡。     

无线电引信的电磁脉冲效应

强电磁脉冲对武器装备电子系统具有很强的干扰和破坏作用。通过超宽带电磁脉冲对无线电引信的辐照实验,研究了无线电引信在超宽带电磁脉冲作用下的效应。实验表明：无线电引信在超宽带电磁脉冲照射下,会产生早炸现象。在介绍无线电引信工作原理的基础上,分析了无线电引信产生早炸的原因,得出超宽带电磁脉冲直接作用无线电引信点火电路从而引起旱炸的结论。     

超宽带无线电引信接收机时域建模与仿真

为得到弹目交会过程中超宽带无线电引信接收机的时域输出信号,实现高速交会条件下引信接收机的性能优化,推导了取样积分微分电路的时域数学模型,提出了一种基于无载波信号时域多普勒效应的接收机输出信号时域仿真方法.弹目接近速度对接收机输出信号的影响研究表明,输出信号频率与弹目接近速度成正比;信号幅度与弹目接近速度关系曲线存在速度驻点.选择合理的积分、微分电容可设置恰当的速度驻点,提高引信的抗干扰性能.     

Chirp超宽带数字接收机设计与实现

文章针对超宽带通信技术快速发展的需要,设计了一个Chirp超宽带数字接收机。该接收机使用数字匹配滤波器避免了模拟滤波器带来的巨大插入损耗,并可以使用较为简单的方法实现时间同步。在硬件实现上,利用单比特量化匹配滤波器系数降低接收机的资源占用。实验表明该接收机结构简单、资源占用少、性能较好。     

一种超宽带脉冲信号发生器的设计

介绍超宽带(UWB)技术,利用阶越恢复二极管(SRD)产生超宽带窄脉冲信号的微带结构电路,获得了纳秒级的超短、快速前沿的1ns单极性UWB脉冲。分析讨论电路原理与设计方法,实测结果显示该电路产生的脉冲信号具有良好的波形,并且脉冲拖尾的震荡起伏很小,适用于超宽带无线通信的窄脉冲信号形成电路。