空时干扰抑制的波束形成算法研究

发布时间：2022-01-13 21:04

　　盲波束形成算法,作为一种用于抑制船舶自动识别系统中（Automatic Identification System,AIS）同频干扰的阵列信号处理算法,基于所估计的导向矢量,可以有效地保持目标信号并同时抑制干扰和噪声。在传统波束形成算法中,假定阵列接收信号同步、连续且没有相对时延,然而在实际应用环境中往往存在各种误差因素,这些假设条件很难被满足,导致目标信号容易受到相邻时隙下的部分重叠信号干扰。受此影响,波束形成器的性能效果发生严重下降。本文针对这一问题来展开研究,主要工作和创新包括有:（1）基于星载AIS的实际应用,阐述了部分重叠干扰下波束形成算法的研究背景及意义,并对近年来国内外研究进展及现状进行了介绍;（2）分析了阵列数据接收模型并阐述了几种经典的波束形成算法的基本原理。从理论和实验上表明了传统波束形成算法在部分重叠干扰下的不足,以及研究了针对此类问题的几种前沿波束形成算法,分析并总结了其各自的优缺点。（3）针对波束形成算法在目标信号受到来向相近的部分重叠干扰时存在性能严重下降的问题,提出了一种超分辨率下的部分重叠干扰抑制算法。算法通过自回归模型预测的方法求解自回归系数,然后进行... 

【文章来源】：天津理工大学天津市

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

AIS系统组成图

为了尽可能提高 AIS 信号的接收质量，需要对其相关特征和阵列信号处理的算法基础作详细分析。本章将对 AIS 信号的参数类型和阵列信号的理论基础展开介绍。2.1AIS 技术基础鉴于星载 AIS 在船舶航行所发挥的重要作用，因此有必要掌握该系统的基础知识，学习其基本特性，有利于后续研究工作的进行。本节将基于 AIS 的基础内容，详细阐述 AIS 的信号结构和模型。2.1.1 AIS 消息帧结构按照 ITU-RM.1371 国际标准， AIS 通信模型被划分为四层：传输层、网络层、物理层和数据链路层。在数据链路层中，采用 SOTDMA 的多址接入方式，并将信道帧长设为 1 分钟，同时又将每帧划分为 2250 个时隙。每个时隙中传输的报文信号采用信息分组结构，如图 2-1 所示。SOTDMA 小区内的可以随机地选择时隙，并在该时隙内发送 AIS 信息。

第二章 AIS 信号分析及波束形成算法基础 由图 2-3 可看出，MSK 信号在主瓣外的功率频谱幅度存在较快的衰减。管 MSK 信号的占用带宽窄，抗干扰较强，误比特率较低，也是一种常用的应于窄带信道传输的信号调制方式，然而对于 AIS 等无线通信系统，关于信号外辐射功率有严格的要求，例如将衰减控制在 70~80dB 的范围内。由于 MSK号功率谱的邻道辐射持续高于 60dB，使其在卫星通信中的使用范围受到了限因此星载 AIS 的调制方式必须在满足 MSK 基础特性的前提下，使旁瓣衰减更而高斯最小频移键控(GMSK)可以满足以上要求。


本文编号：3587141