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最大似然接收机在8mm连续波雷达中的应用

无线电工程 2008年第9期38卷 32-34页

作者：张显国符燕蔡传能中国人民解放军92941部队

详述了在8 mm连续波低空测量雷达中应用高动态、新型的最大似然接收机的基本原理,给出了数学模型并讨论了实现方法,采用模拟和现场试验的方法验证了接收机的性能。结果表明,最大似然接收机技术可以实现对高动态低信噪比目标的稳定跟踪测... 详细信息

详述了在8 mm连续波低空测量雷达中应用高动态、新型的最大似然接收机的基本原理,给出了数学模型并讨论了实现方法,采用模拟和现场试验的方法验证了接收机的性能。结果表明,最大似然接收机技术可以实现对高动态低信噪比目标的稳定跟踪测量,与毫米波技术结合有利于接收机在频域检测目标,将多径干扰滤除,可以实现在海面背景下的低空测量,即使信号电平有20 dB的波动,也可以稳定跟踪测量目标。

关键词：最大似然接收机实现方法试验验证

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低角跟踪雷达的最大似然接收机第二部分:非对称情况

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雷达与对抗 1984年第3期 21-35页

作者： J.P.赖利 S.海金王光宇

本文讨论用于低角跟踪雷达的非对称最大似然接收机(以Gram-Schmidt标准正交法为基础),雷达回波的直达分量与镜面多路径分量可以任意方向入射阵列天线。利用费希的F统计量,能确定入射阵列的最可能波数。本处理器可用于需要在雷达扫描范... 详细信息

本文讨论用于低角跟踪雷达的非对称最大似然接收机(以Gram-Schmidt标准正交法为基础),雷达回波的直达分量与镜面多路径分量可以任意方向入射阵列天线。利用费希的F统计量,能确定入射阵列的最可能波数。本处理器可用于需要在雷达扫描范围内跟踪多个目标的情况。这样本文介绍的估计器也可以用于在高斯白噪声中确定多个正弦波频率这样的一般问题。

关键词：非对称低角跟踪估计值最大似然接收机最大似然估计器目标函数矩阵相乘概率密度函数阵元数跟踪雷达

低角跟踪雷达用的最大似然接收机第二部分非对称情况

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现代雷达 1986年第6期 64-78页

作者：蔺万钟

本文叙述了一种用于处理低角跟踪雷达问题的(基于Gram-Schmidt正交化方法的)非对称型最大似然接收机。其中,接收信号的直射分量和多径镜面反射分量从任意方向射向阵列天线。此外,用以Fisher的F统计量为基础的一种简单试验,我们就能确定... 详细信息

本文叙述了一种用于处理低角跟踪雷达问题的(基于Gram-Schmidt正交化方法的)非对称型最大似然接收机。其中,接收信号的直射分量和多径镜面反射分量从任意方向射向阵列天线。此外,用以Fisher的F统计量为基础的一种简单试验,我们就能确定入射至阵列的波的最可能数量。该处理器适用于希望对雷达扫描空间中出现的多个目标进行跟踪的情况。因此,本文所述估值器也适用于确定淹没在白高斯噪声中的多个正弦波频率的一般问题。

关键词：非对称最大似然接收机估值目标函数矩阵数学分析正交化方法低角跟踪

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多天线相位噪声系统性能分析及接收机设计

多天线相位噪声系统性能分析及接收机设计

作者：李峥东南大学

学位级别：硕士

为满足无线通信业务量的迅猛增长及接入终端数目的海量增加,业界现已启动对第五代(5G)移动通信系统的定义与标准化工作。5G移动通信系统需要实现的核心指标之一是将频谱效率和功率效率在现有基础上提升一个量级,为此5G系统需要全新的架... 详细信息

为满足无线通信业务量的迅猛增长及接入终端数目的海量增加,业界现已启动对第五代(5G)移动通信系统的定义与标准化工作。5G移动通信系统需要实现的核心指标之一是将频谱效率和功率效率在现有基础上提升一个量级,为此5G系统需要全新的架构支持,设计全面、智能、高容量的回程网络进而成为5G系统的关键任务之一。采用高阶星座调制信号以保证高吞吐量的回程链路对相位噪声极度敏感,这在根本上限制了系统传输性能,因此,相位噪声对回程链路容量的影响引起了广泛关注。本论文针对受到相位噪声影响的多天线系统性能和接收机设计展开研究。首先,本文研究单个振荡器驱动的共相位噪声多天线系统性能,推导了西阵和非酉阵信道矩阵场景下系统容量界表达式。在酉阵信道矩阵场景中,利用互信息量和熵的性质推导出容量上界和渐近容量表达式;在非西阵信道矩阵场景中,将M×M维多输入多输出(MIMO)系统分解成一个单输入单输出(SISO)系统和一个M-1×M-1维MIMO系统,利用SISO系统估计相位噪声当前采样值并用估计结果消除M-1×M-1维MIMO系统中相位噪声带来的干扰,上述方法将第二部分系统化简成加性高斯白噪声(AWGN)系统进而利用注水法得到准确的容量表达式。此外,利用因子图(FG)数值仿真算法模拟了正交振幅调制(QAM)下系统实际的速率曲线并与表达式进行了对比,仿真结果表明,推导的容量界和渐近容量表达式能准确地反映出系统实际容量。接着,本文研究不同振荡器驱动的独立相位噪声多天线系统性能,推导出不同天线配置下系统容量界表达式。先利用互信息量和熵的性质得到受到独立相位噪声影响时单输入多输出(SIMO)系统和多输入单输出(MISO)系统容量的表达式,在此基础上讨论了如何达到上述系统容量等实际问题,进一步考虑独立相位噪声影响下的MIMO系统,将MIMO系统分解成多个MISO系统,利用其中某个MISO系统估计得到的发送相位噪声采样值消除其余MISO系统中发送相位噪声过程,上述方法保证其余MISO系统都只受到各自接收相位噪声的干扰。此外,利用FG数值仿真算法模拟了QAM下系统实际的速率曲线并与表达式进行了对比,仿真结果表明,推导的容量界表达式能准确地反映出系统实际容量。然后,本文研究两收两发多天线相位噪声系统的空分复用增益,描述了高信噪比下容量变化的特性。一方面,分别关闭收发双端的一根天线将系统简化成单天线系统,利用“可达性”原理推导出空分复用增益的下界;另一方面,对系统进行变换并假设变换后系统的输出满足多维Gamma联合分布,利用对偶性原理得到空分复用增益上界,由一致的上、下界结果得到准确的系统空分复用增益。研究结果表明,两发两收多天线相位噪声系统与单天线相位噪声系统有相同的复用增益,即在相位噪声系统中增加发送天线和接收天线不能增加系统的自由度,揭示了相位噪声系统与AWGN系统的本质区别。最后,本文研究相位噪声系统中最大似然接收机的设计,提出了一种只涉及相位噪声均值和方差的判决准则。先对相位噪声系统中最大似然接收判决准则进行了分析,利用泰勒展开将原始判决准则表示成相位噪声条件概率密度函数各阶中心矩的权重和。为降低接收机计算复杂度,在此基础上提出只保留前几项中心矩的简化判决准则并且推导得到简化判决带来的符号错误概率(SEP)表达式,基于SEP表达式讨论了各参数对判决带来的影响。以只保留前两项中心矩的简化算法为例给出具体判决准则和分析,该简化判决准则只涉及相位噪声的均值和方差,适用于实际系统操作,仿真结果表明,只保留前两项中心矩的简化判决准则能够在降低操作复杂度的同时保证较低的系统SEP。

关键词：回程链路相位噪声系统容量复用增益最大似然接收机

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连续相位调制同步及解调技术研究

连续相位调制同步及解调技术研究

作者：郑宇希哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

连续相位调制(Continuous Phase Modulation,CPM)是一种包络恒定相位连续的频率调制信号。由于这种调制频谱利用率高,抗干扰性强,因此是一种解决频带资源紧张的有效方式。但CPM信号调制参数众多,使得调制的复杂度增加,也制约了CPM信号... 详细信息

连续相位调制(Continuous Phase Modulation,CPM)是一种包络恒定相位连续的频率调制信号。由于这种调制频谱利用率高,抗干扰性强,因此是一种解决频带资源紧张的有效方式。但CPM信号调制参数众多,使得调制的复杂度增加,也制约了CPM信号的发展。所以研究该调制方式下的同步、解调算法有着十分重要的意义。本课题首先从信号数学模型入手,分别从时域和频域详细分析CPM信号的优势以及各个调制参数对信号性能的影响,为后面同步与解调技术奠定了理论基础。其次本文研究了CPM信号定时同步算法、载波频率同步算法和载波相位同步算法。定时同步技术深入研究了基于最大似然理论的前馈NDA定时同步算法和采用牛顿迭代法的递归型NDA算法,并给出了算法性能的详细分析。之后本文在深入分析了基于延迟相乘的频偏估计算法的基础上,给出了一种改进算法。与原算法相比,不仅扩大了算法的适用范围,而且将算法精度提高了4dB左右。相位同步算法重点研究了2P-Power算法,同样通过理论仿真给出了算法性能的详细分析。最后本文对CPM信号的解调算法进行了深入研究,并对各个算法的误码特性进行了详细的分析与比较。其中非相干解调算法着重研究了相位差分解调算法与限幅器-鉴频器解调算法。这两种算法结构简单易于实现,但误码特性劣于相干解调,比较适合高信噪比的信道。相干解调算法则以最大似然理论为核心深入研究了最大似然接收机、Viterbi解调以及基于PAM分解的解调算法。其中最大似然接收机为最佳解调,但是复杂度极高。基于此的Viterbi算法通过保留幸存路径降低了最大似然算法的计算量,但在小调制指数下,计算量仍呈指数增长。针对Viterbi算法解调复杂度仍然较高的问题本文给出了一种Viterbi的改进算法,将网格搜索运算量降低为原来的1/2,同时性能仅牺牲了0.9dB左右。基于PAM分解的解调算法主要研究了基于PAM分解的最优与次优接收机并与最大似然接收机的性能进行了比较。基于PAM分解的解调算法极大的降低了接收机的复杂度,而且性能几乎没有损失。

关键词： CPM 定时同步载波同步最大似然接收机 PAM线性分解