MIMO雷达是一种多输入多输出雷达系统,它利用多个发射和接收天线来提高雷达系统的性能。MIMO雷达在测量目标的波达方向(DOA)方面具有显著的优势,特别是在多径环境下,能够有效区分直接信号和反射信号。多径效应是指雷达信号在传播过程中遇到障碍物后反射,形成多条路径到达接收点,这些路径的信号可能相互干涉,造成信号质量的波动。在多径环境中准确估计目标的DOA对于雷达系统来说是一个重要的技术挑战。 针对这一挑战,本文提出了基于双向空间平滑的样本复用MIMO雷达低角多径目标DOA估计算法。该算法基于MIMO雷达四路径回波信号模型,通过匹配滤波技术对接收信号进行处理,得到一个虚拟阵列,即等效的阵列接收数据。这种方法的优点在于可以利用MIMO雷达波形分集的特性,有效降低由多径效应引起的波达方向估计误差。 虚拟阵列的构建利用了MIMO雷达的空间分集能力,通过合成虚拟阵元来增加阵列的有效孔径,从而改善波达方向估计的性能。在虚拟阵列的基础上,算法实施了行列复用技术,即同时对虚拟阵列进行横向和纵向的空间平滑处理。这种双向空间平滑的做法可以进一步减少多径效应带来的干扰,提高低信噪比条件下的DOA估计精度。 空间平滑是一种有效的信号处理技术,主要用来抑制阵列信号中由于相干噪声引起的估计误差。在MIMO雷达系统中,空间平滑通过构造一个新的信号协方差矩阵来实现对信号的处理,该矩阵可以通过对原始数据进行加权平均得到,从而使原本因多径效应而相干的信号变得不相干,削弱或去除这些相干噪声的影响。 文章中提到的M-S-S MUSIC算法是一种常用的波达方向估计算法,它基于信号的特征结构,并利用子空间技术来估计目标方向。然而,该算法在低信噪比环境下性能会有所下降。本研究的算法通过空间平滑有效提高了DOA估计的精度,特别是在信噪比小于-12dB的恶劣环境下,能够将均方根误差平均减小1度,显示了显著的性能优势。 关键词中提及的“MIMO雷达”、“多径”、“波达方向估计”和“空间平滑”是雷达信号处理领域的专业术语,反映了本文算法所涉及的核心技术和应用场景。MIMO雷达的应用主要是在无线通信和雷达系统中,利用空间分集提高系统的性能;多径分析则是在雷达和通信信号处理中必须考虑的环境因素;波达方向估计是雷达系统对目标进行定位和跟踪的重要依据;空间平滑技术在雷达信号处理中具有减少干扰、增强信号处理能力的作用。 文章的研究成果对于雷达系统设计、信号处理算法开发以及多径环境下的目标定位等方面都具有重要的理论和实际应用价值。通过改善DOA估计精度,可以有效提升雷达系统的性能,特别是在复杂电磁环境下,对于提高目标检测、跟踪和识别能力具有重要的意义。
2025-10-24 11:09:37 1.52MB 研究论文
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在通信系统中,正交频分复用(OFDM)技术是一种强大的高速数据传输技术,尤其在多径衰落信道条件下,OFDM系统表现出明显的优势。多径衰落信道,由于环境中的反射、散射和衍射现象,使得信号在传输过程中会形成多个路径,导致接收信号产生时延和衰减,从而引起符号间干扰。正交频分复用(OFDM)技术通过将高速串行数据流分散到多个低速子信道上并行传输,使得每个子信道上的符号周期相对较长,从而有效地抵抗频率选择性衰落。为了进一步提升OFDM系统在多径衰落信道条件下的性能,定时同步和信道估计是两个至关重要的过程。 定时同步是指在接收端对信号进行精确的时间定位,以确保接收信号能够与发射信号保持时间同步。在多径衰落信道中,定时同步尤为重要,因为信号的时延分散可能导致各个路径上的信号不能正确地重叠在接收端,进而影响接收信号的质量和系统的性能。而信道估计则指的是对接收信号经过的信道特性进行估计,以获得信道的频率响应或脉冲响应。信道估计的准确性直接关系到数据解调和信号恢复的质量。 为了解决OFDM系统在多径衰落信道下对定时同步和信道估计误差的敏感性,范建存与殷勤业提出了一种新的联合定时同步和信道估计算法。该算法的关键在于使用特定的周期OFDM符号作为训练序列。这种训练序列在频域具有恒模特性,即不同频率的调制幅度相同。利用这样的训练序列,接收端可以与本地参考训练序列进行相关运算,并通过粗细两阶段同步处理获得精确的定时同步和准确的信道估计。 在提出的算法中,粗同步阶段主要是为了捕获同步序列的大致时间位置,而细同步阶段则进一步精确同步位置,以达到精确定时同步的目的。通过粗细两阶段的联合处理,可以有效提升同步性能,并降低同步误差。这一算法在仿真结果中显示,在多径瑞利衰落信道下,提出的算法在定时方差相同时,能够获得大约7dB的增益,而且能够消除误差平底效应,也即避免了信道估计性能在较低信噪比环境下的性能急剧下降。 信道估计中,消除误差平底效应是非常关键的。在多径衰落信道中,信道的时变特性常常会导致信道估计出现误差,这种误差在低信噪比的环境中可能会呈现一种“地板效应”,即信道估计性能无法继续提升甚至下降。通过上述算法,可以有效地提升信道估计性能,从而提高整个系统的传输质量。 文章中还提到,循环前缀(CP)是OFDM技术中的另一个重要组成部分。循环前缀通过在OFDM符号后附加一定长度的数据序列,可以保证OFDM符号在经过时间弥散信道后各载波间的正交性。只要循环前缀的长度大于信道的时延扩展,就可以通过循环前缀与OFDM符号的相关运算消除符号间干扰(ISI)。循环前缀的使用,极大地简化了接收端信号处理的复杂性,同时保证了系统具有较高的频谱效率。 文章指出OFDM技术之所以在通信系统中广泛应用,除了上述提到的技术优势,还因为其简单的实现方式。OFDM技术的频谱效率高,能够有效地支持宽带高速数据传输,因此被广泛应用于包括数字音频广播(DAB)、无线局域网(WLAN)、4G和5G移动通信系统等多种通信系统中。OFDM技术的优势使其成为现代通信系统中的核心技术之一。
2025-10-16 14:48:59 344KB 定时同步
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在无线定位领域,多径效应是影响定位精度的主要因素之一。多径效应发生在无线信号在传播过程中遇到障碍物并产生反射、折射等现象,导致信号到达接收器的时间和强度发生变化。TDOA(Time Difference of Arrival)定位算法作为一种基于时间差测量的定位方法,其在MATLAB中的实现对多径效应的抵抗能力尤为重要。本文将探讨TDOA定位算法在MATLAB中的实现,并分析其对多径效应的抵抗能力。 TDOA定位算法在MATLAB中的实现需要考虑多径效应的影响。通过采用多天线技术、信号处理技术和机器学习方法,可以有效地提高TDOA定位算法对多径效应的抵抗能力。这些策略不仅可以提高定位精度,还可以增强算法在复杂环境下的鲁棒性。随着技术的不断发展,TDOA定位算法及其仿真方法将继续在无线定位领域发挥重要作用。 在实际应用中,TDOA定位算法的优化是一个复杂的过程,需要综合考虑多种因素。通过在MATLAB中进行仿真实验和性能分析,我们可以进一步提高TDOA定位算法的精度和鲁棒性,以满足各种应用场景的需求。通过不断的实验和优化,我们可以充分发挥TDOA定位算法在不同信号传播模型下的适应性和准
2025-07-20 16:34:52 105KB TDOA定位算法 MATLAB 多径效应 无线定位
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Matlab模拟基于多径传输和多普勒频移的 瑞利(Rayleigh)信道的仿真 上传版本.zip
2024-05-20 18:24:44 1.79MB
时变多径信道的matlab仿真(通过输入多普勒频移,时延变量等参数) Matlab simulation of time-varying multipath channel (by inputting Doppler frequency shift, delay variable and other parameters)
2024-05-20 18:16:46 13KB matlab 多普勒频移
采用窄相关技术和双△相关技术,对BPSK(1)信号和BOC(1,1)信号在不同预相关带宽和不同相关器间隔时的平均加权多径误差包络进行了仿真,提取了多径误差典型值。结果表明,随着相关器间隔的减小,多径误差逐渐减小,但当相关器间隔为0.1个码片时,多径误差的减小已不明显;多径误差并不是随着预相关带宽的增大一直减小,而是有一个最小值。
2024-04-11 14:33:37 264KB 工程技术 论文
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分析了煤矿井下无线通信系统复杂的传输环境和主要存在的问题,介绍了OFDM技术抗多径衰落的原理及特点,通过建立OFDM基带调制系统,使用16QAM调制方式对系统进行仿真,得出误码率曲线。
2024-01-09 15:08:55 389KB 抗多径衰落 OFDM 16QAM
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基于多径信道的宽带电力线通信性能分析,刘玉凤,刘桂红,电力线通信是以电力线作为媒质来传递消息的一种通信方式。因为电力线通信在布线方面连接方便且成本不高,随着人们对网络传输质量��
2023-06-29 10:30:53 563KB 宽带电力线通信(BPLC)
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电波在移动环境中传播时,会遇到各种物体,经反射,散射、绕射、到达接收天线时,已成为通过各个路径到达的合成波,即多径传播模式。各传播路径分量的幅度和相位各不相同,因此合成信号起伏很大,称为多径衰落。电波途经建筑物、树木等时候受到阻挡被衰减,这种阴影遮蔽对陆地卫星移动通信系统的电波传播影响很大。我们常常综合考虑了地球表面多径和阴影的作用,而忽略了天空中的各种损耗因素。目前,卫星移动通信的工作频段在UHF的250~400MHz,800~900MHz和L波段的1.5~1.6GHz。研究移动信道分析模型时,按中纬度非闪烁增强带以及采用圆极化处理,暂时忽略电离层闪烁、法拉第旋转和大气吸收的影响。   
2023-03-27 13:24:15 54KB 多径、阴影与信道模型 其它
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针对无线mesh网络的特点提出了一种基于源节点建立、目的节点维护的多径路由协议。该协议采用目的节点更新mesh结构的机制,能实时维护最优路径和其余多条路径,当节点移动或其他原因造成链路断开时,不需要路由修复或重建,从而降低了丢包率和端到端时延,且通过基于源节点建立路由的方式有效地减少了控制开销。仿真结果表明,该算法具有良好的性能。
2023-03-23 18:05:43 222KB 无线mesh网络
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