基于零空间投影算法的MIMO雷达/通信频谱共享系统开题报告
2022-01-14 09:01
全文总字数：3266字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
长期以来，雷达与通信系统由于研究对象存在差异，导致二者被严格区分，但随着现代通信的日益发展，雷达与通信系统二者不仅有相似的工作原理、工作频率和系统结构，可以将两者有效结合利用，但雷达与通信系统的频谱重叠也会导致两者间的互相干扰。在过去，雷达和通信系统极大程度地推动着国家的发展和进步，这也导致了现有的频谱资源紧张，加上目前全球对频谱资源的争夺以及频谱资源利用率并不高，所以造成了频谱资源危机，而频谱共享是解决频谱资源稀缺问题的一种新途径，能够在一定程度上缓解通信资源紧张这一局面。
MIMO雷达是基于数字阵列雷达平台并采用波形分集的一种新体制雷达, 是相控阵雷达的扩展, 具有可控自由度多、发射波束设置灵活、测角精度高以及抗干扰能力强等优点 。本课题旨在从理论和技术上解决并实现MIMO雷达/通信频谱资源共享，并有效应用于雷达/通信系统。为了实现高效的频谱共享，需要抗干扰技术。基于零空间投影算法（NSP）的干扰抑制方法，依赖于准确的信道状态信息。因此，结合干扰信道选择算法，对零空间投影算法进行优化设计，能够很好地减少雷达对通信系统的影响，实现高效的频谱共享。国内外研究现状
国外知名学府对雷达/通信频谱共享的研究方向集中在发射信号计、预编码方法、干扰抑制或对消的波束形成算法，而MIMO雷达的概念在2003年由美国林肯实验室的Bliss和Forsythe首次提出。J. Li 和P. Stoica对MIMO雷达进行信号处理分析，R. Saruthirathanaworakun, J. Peha和L. Correia开始研究雷达与通信系统间的频谱共享，并将其利用于蜂窝系统。Awais Khawar提出的基于投影的雷达通信频谱共享方法首次证实了基于投影的频谱共享方法可以用于MIMO雷达系统。Awais、Haya等通过获取信道状态信息和干扰信道算法，MIMO雷达零空间投影算法实现对MIMO通信LTE基站的干扰对消。
国内的研究主要集中于动态频谱感知的频谱共享技术、雷达/通信一体化研究，雷达和通信系统频谱资源共享的理论也有了新的进展。2012年至今，宋南，王磊一直在对雷达和通信系统间的干扰进行仿真分析，发现了能够提高频谱利用率的方法。王怀军、黄春琳在2015年将零空间算法运用于MIMO雷达，提高了雷达频谱使用率。近年来电子科技大学、东南大学等高等学府和一些研究机构对频谱分配也做出了相关研究，研究方向主要为针对移动通信不同网络和系统进行频谱分配和管理，实现多种网络高效灵活的频谱使用。这些研究方法和思路可以借鉴到雷达/通信系统的频谱共享系统中。2. 研究的基本内容
一、简要介绍国内外mimo雷达和通信系统的发展状况。
二、介绍频谱资源共享的概念，以及国内外学者对减少雷达和通信系统间的相互干扰以实现频谱共享的研究现状，并分析目前频谱共享还存在的主要问题。
三、研究零空间投影算法，了解零空间投影算法的原理，并对算法进行性能分析以及在matlab上进行仿真。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
实施方案：建立雷达/通信的系统模型，将模型中雷达的干扰项置零。结合干扰信道选择算法，对零空间投影算法进行优化设计。从mimo雷达的方向图上进行仿真验证，使波束具有良好的低旁瓣以及对通信干扰信道近似为零的特点。
进度安排：
第一阶段：一月查阅相关资料，翻译文献，书写开题报告；
4. 参考文献
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