第三代移动通信系统中非线性多用户检测技术

在CDMA系统中,多用户检测技术是提高系统容量,减少用户间干扰的关键.非线性多用户检测包括干扰消除和神经网络检测技术.其中干扰消除检测是对不同用户独立进行MAI估计,然后从接收信号中减去对该用户而言的部分或全部MAI;多用户检测从本质上看是一个组合优化问题,所有解决组合优化的算法原则上均可适用于多用户检测,其中基于神经网络的解组合优化方法当然也适用于多用户检测.本文论述了几种非线性多用户检测器的基本原理及其特点.     

基于多用户检测的扩频测控多址干扰抑制方法

随着我国航天器种类和数量的快速增长,当前的扩频测控系统亟需具备支持多目标同时测控的能力。然而,由于码分多址的原生缺陷,多址干扰(MAI)将严重限制多目标测控系统的误码性能。针对多目标测控时多址干扰对扩频测控系统的影响,从多用户检测的角度研究测控链路多址干扰抑制技术。通过仿真与分析,比较了多种线性与非线性多用户检测算法的干扰抑制性能与工程可实现性,提出适合工程应用的快速并行干扰消除多址干扰抑制方案,为我国天地一体化多目标测控系统的建设提供重要的理论支持和工程参考。     

基于自适应卡尔曼滤波的盲多用户检测器

盲多用户检测算法广泛应用于码分多址(Code-Division Multiple-Access,CDMA)系统中,能够有效克服多址干扰(Multiple Access Interference,MAI)与"远-近"效应(Near-Far effect)的影响,是CDMA技术中的研究热点.对基于卡尔曼(Kalman)滤波算法的盲多用户检测器进行了研究,在白高斯噪声信道与平坦瑞利衰落信道环境下仿真分析了多址干扰与"远-近"效应对系统性能的影响.仿真实验表明,基于Kalman滤波的盲多用户检测器在两种信道中误码率性能均优于基于最小均方(Least Mean Squares,LMS)算法和递推最小二乘(Recursive Least Squares,RLS)算法的盲多用户检测器,可以有效抵抗多址干扰与"远-近"效应的影响,对提高CDMA系统容量具有十分重要的应用价值.     

直接序列扩谱通信中的窄带干扰抑制

对直接序列扩谱信号预处理可以大幅度提高扩谱通信系统抗窄带干扰的能力。近年来对这方面的研究,从线性处理方法到非线性处理方法,到多用户检测方法;从简单自适应,到盲信号处理等,出现了许多好的思路,并一步步改善了扩谱系统抗多种窄带干扰的能力。文章综述了这方面的研究成果,对各种方法进行了分析和评价,重点讨论非线性方法以及码辅助方法,其中,非线性方法讨论的重点是基于隐马尔可夫链的非线性处理方法。     

北斗全球报文通信系统接入能力分析与研究

北斗全球报文通信系统全面提升了短报文通信的服务能力，服务区域从亚太地区扩展到了全球，具备为用户提供一定频度的单向位置报告服务和一定频度的端到端双向报文通信能力。北斗全球报文通信系统采用多用户随遇接入的方式，具备在卫星上处理多用户接入的能力。多用户采用随机竞争的方式向报文通信系统星载接收机发出请求，实现通信功能。随着用户接入数量的增加，多用户对目标用户形成的多址干扰不容忽视。分析多址干扰的形成原因，通过频谱分离系数分析多址干扰对目标用户接入报文通信系统的载噪比的影响，并对不同用户功率与多普勒偏差条件下的多址影响进行评估。然后，搭建报文通信系统仿真平台，仿真分析报文通信系统的接入能力。最后，为了增强报文通信系统的接入能力，对后续报文通信系统的设计提出改进的建议。     

广义回归神经网络在MC-CDMA空频多用户检测中的应用

简要分析介绍反传神经网络、径向基神经网络与广义回归神经网络。广义回归神经网络与传统的基于反传算法的神经网络相比,具有收敛速度快,鲁棒性强等优点。将广义回归神经网络技术援引到MC-CDMA系统的空频多用户检测中,进行收敛性和误码率的仿真计算。仿真结果表明,广义回归算法比反传算法收敛速度快,广义回归神经网络空频多用户检测的误码率比单天线多用户检测的低。     

基于神经网络的非线性结构有限元模型修正研究

现有的动态有限元模型修正方法几乎都是建立在线性假设基础之上，修正中利用固有频率等线性系统特征量。工程中，真实的结构振动系统都是非线性的。虽然在许多情况下，线性化假设获得的结果能够较为准确地反映真实系统的特性。但是，在结构的非线性特征较为明显时，必须考虑非线性因素，这时，现有的模型修正方法将不再适用。现以非线性梁为研究对象，采用基于神经网络的修正方法探索了非线性结构的有限元模型修正问题。仿真研究中利用有限元分析的响应数据训练神经网络。修正结果表明，包括非线性弹簧刚度系数在内的三个设计参数修正后误差均在1％以内。说明基于神经网络的有限元模型修正方法适用于解决非线性结构的有限元模型修正问题。     

空时接收并行干扰消除器的性能分析及优化

提出一种新的用于DS-CDMA系统上行链路阵列接收加部分并行干扰消除的联合处理方案。在接收端多径信号的阵列处理方面,将传统的RAKE接收改为LS-DRMTA算法,能大大降低基站处理的运算量。在波束形成器之后引入干扰对消器,对传统的并行干扰消除器“硬判决”的缺陷进行优化,改为部分并行干扰消除器,可以更好地检测出期望用户信号,而且避免了消除串行干扰中存在延时问题,仿真结果表明,该联合处理方案简单有效,适合工程应用。     

一种组合预测模型在导弹惯性器件故障预报中的应用

提出了一种基于神经网络的组合预测模型，并将其应用于导弹惯性器件的故障预报。该模型利用神经网络对复杂非线性系统的拟合能力，通过网络训练自适应地调整各种预测模型的权重，实现不同模型组合的非线性拟合，从而提高了预测的精度。同时，利用Natlab6．5神经网络工具箱编程，模型结构简单、收敛速度快。算例结果表明，该组合预测模型简捷、实用，在故障预报中具有广泛的应用前景。     

基于神经网络在线建模的非线性动态系统中传感器故障检测方法

本文提出一种基于神经网络在线建模的动态非线性系统中传感器故障检测方法，它首先利用神经网络在线建立动态非线性系统的超前一步预测模型，然后利用神经网络对传感器的预测输出和传感器实际输出之差与一预定阈值比较以检测传感器故障。本文的优点是可以检测多个传感器故障，同时由于采用在线学习方式，非常适于航天器自主系统传感器故障检测的需要。此外，故障检测阈值的选取也比较简单。为了验证本文方法，仿真了一控制系统中同时发生漂移故障的两个传感器故障检测过程。结果表明，方法十分有效。     

强海杂波背景下目标检测方法综述

高频地波雷达被广泛应用于海面目标的检测,而由于海杂波的分布散射具有很强的动态特性,通常情况下成为了海面目标检测的主要干扰成分.因此,在强海杂波背景下进行目标检测的关键在于如何有效抑制海杂波.从循环对消、子空间分解、模型预测以及分形特征这几方面对海杂波抑制技术进行综述、分析和总结,为后续对海面目标检测提供参考.     

一种GPS抗干扰及干扰DOA估计工程集成方法

卫星导航干扰对消技术和干扰测向技术是卫星导航干扰对抗的两个典型方向,并逐渐成为当前卫星导航抗干扰装备的标配功能。如何实现干扰对消和干扰测向的高效集成成为制约工程实现的主要瓶颈之一。提出一种GPS抗干扰及DOA估计的工程集成方法,通过优化噪声子空间估计工程实现,实现了高性能抗干扰和高精度干扰测向的高效集成,与抗干扰模块和干扰测向模块相比,集成模块极大降低了工程实现资源。测试结果表明该方法可以有效对抗干信比60dB的干扰,并提供2度的测向精度。     

一种DS-CDMA中多用户检测复杂度的解决方案

对于直扩码分多址(DS-CDMA)系统,多级并行干扰对消被认为是简单且很有效的一种方法,但是存在前级的不可靠对消损害系统性能且运算复杂度高的问题。文章提出一种简化结构的两级部分并行干扰对消器,利用最小误比特率准则求得最佳部分对消因子。这种最佳部分对消因子的两级部分并行干扰对消器不仅运算复杂度很低,而且仿真结果显示其性能很好。     

高频地波雷达海杂波背景下目标检测研究综述

高频地波雷达探测距离远、全天候、实时准确探测等优点在目标检测领域广泛应用。针对海杂波会干扰目标检测的问题，分别从非线性预测类、分形类、子空间分解类、对消类等方面对海杂波背景下目标检测方法进行了综合评估。归纳总结国内外相关文献，并对目前方法存在的不足进行总结。为以后深入研究海杂波干扰问题提供参考。     

一种面向空天飞机再入的智能自适应复合控制方法

针对空天飞机再入横、侧向通道的姿态控制问题,设计了一种智能神经网络自适应复合控制方法,基于误差反馈学习准则在线更新神经网络权重以补偿全量姿态控制律输出的姿态控制指令。同时,面向再入过程横侧通道的强耦合问题,引入了耦合控制系数,以降低横、侧通道间的控制干扰。此外,提出了一种自适应链式控制分配律,在控制信号中引入正交优化多正弦激励,基于递推最小二乘方法对气动参数进行在线辨识,进而实时更新链式分配策略。最后,对空天飞机再入横侧向通道的神经网络自适应复合控制方法进行数学仿真校验,验证了该方法的有效性和鲁棒性。     

基于改进PSO-WNN的高频地波雷达 电离层杂波抑制方法

高频地波雷达的海上目标探测能力与电离层杂波的抑制效果息息相关,而电离层杂波的复杂性与变化多样性又为抑制带来了难题。为实现电离层杂波的抑制,分析了电离层杂波的混沌特性,在此基础上提出一种基于改进粒子群算法优化小波神经网络的抑制方法,解决了粒子群算法易早熟和易陷入局部最优的缺点;提出一种自适应概率变异的策略,丰富了种群多样性,使得整个迭代过程中粒子群能够跳出当前最优,寻得全局最优。实测实验表明,基于改进粒子群算法优化的小波神经网络（PSO-WNN）能够基本预测电离层杂波的数值,进行电离层杂波的抑制,有效改善了信噪比,对电离层杂波的抑制研究具有重要意义。     

复合材料带缠绕成型过程建模及工艺参数优化

复合材料带缠绕成型过程中,成型工艺参数的选取决定了缠绕制品的性能。采用正交实验法研究各工艺参数对缠绕制品层间剪切强度的影响规律和敏感度,并将正交试验数据与神经网络理论相结合,对带缠绕成型过程进行建模,得到缠绕成型工艺参数与层间剪切强度之间的非线性映射关系,并通过实验验证了模型的可靠性。在此基础上,利用粒子群优化方法在可行工艺参数域内对缠绕成型工艺参数进行优化。仿真与实验结果表明,基于神经网络模型的工艺参数粒子群优化算法能够快速、准确的得到带缠绕成型的全局最优工艺参数组合。使得缠绕制品层间剪切强度达到最优的工艺参数组合为:加热温度115℃,缠绕张力357 N,压辊压力1006 N和缠绕速度0.28 m/s,在最优工艺参数作用下,缠绕制品的层间剪切强度达到102.2 MPa。     

网络雷达对抗系统初探

现代战争正逐步朝体系对抗、网络化方向发展,网络雷达对抗系统概念的提出,实现了雷达探测与雷达对抗一体化。通过对探测与干扰一体化信号新技术的研究,阐述了网络雷达对抗系统的组成、技术体制及工作模式,并对其在防空领域中的运用进行初步探讨。     

卫星物联网中随机接入技术研究进展与展望

卫星物联网具有广域覆盖的特点,可以很好地解决地面物联网的不足。随着海量用户的接入,对接入技术的吞吐量和丢包率提出了更高的要求。目前,以时隙ALOHA及监听信道ALOHA为代表的接入技术在地面得到广泛地应用,但时隙ALOHA在海量接入方面效率低下,不能直接用于卫星物联网,而卫星通信的大传播时延不允许使用监听信道ALOHA。因此,引入干扰消除冲突解决机制的竞争解决分集时隙ALOHA（contention resolution diversity slotted ALOHA,CRDSA）成为新的研究领域。回顾了CRDSA研究进展,从时隙同步和帧同步两个角度将接入技术分为同步CRDSA和异步CRDSA,在深入研究每种技术路线之后,总结了这些接入技术的特点,并以此进行分类概述。其次,详细阐述了每种改进方式的代表性技术原理,并结合技术特点就其在卫星物联网的适用性进行了探讨。最后,分析了未来我国卫星物联网的发展趋势,并结合这一趋势讨论了适用于我国卫星物联网的随机接入技术发展前景。     

Dynamic modeling and optimization for space logistics using time-expanded networks

This research develops a dynamic logistics network formulation for lifecycle optimization of mission sequences as a system-level integrated method to find an optimal combination of technologies to be used at each stage of the campaign. This formulation can find the optimal transportation architecture considering its technology trades over time. The proposed methodologies are inspired by the ground logistics analysis techniques based on linear programming network optimization. Particularly, the time-expanded network and its extension are developed for dynamic space logistics network optimization trading the quality of the solution with the computational load. In this paper, the methodologies are applied to a human Mars exploration architecture design problem. The results reveal multiple dynamic system-level trades over time and give recommendation of the optimal strategy for the human Mars exploration architecture. The considered trades include those between In-Situ Resource Utilization (ISRU) and propulsion technologies as well as the orbit and depot location selections over time. This research serves as a precursor for eventual permanent settlement and colonization of other planets by humans and us becoming a multi-planet species.