多用户检测在陆基无线电导航系统中的运用

多用户检测在陆基无线电导航系统中的运用
以国内某海域为例，该海域大气噪声是其主要影响噪声，针对背景远近效应，提出最小均方误差多用户检测技术模式，最终结果表明，在新型陆基无线电导航系统当中引用多用户检测技术可以有效控制远近效应干扰，是一种行之有效的工作方式。

标签：多用户检测；陆基无线电导航系统；研究
引言
陆基无线电导航系统需要继承星基无线电导航系统，将伪造声相位编码扩频技术融入到陆基无线电导航系统中，提升定位精确程度。

但是在实际操作过程中会受到远近效应的影响，导致技术难以实现。

星基无线电导航系统通过伪噪声编码信号体制的方式在微波波段工作，利用直达波的方式实现传递，全天候效应与高精确度是其主要优点，虽然近年来得到了较为广泛的应用，但是尚存在容易受到攻击、容易受到干扰等问题。

相关工作人员提出打造高精确度新型陆基无线电导航系统的研究目标，该系统主要目标是集成GPS技术成果，在2MHz中短波段工作，以地面波的方式实现传播。

摆在该目标面前的是远近效应问题，如果无线电导航系统接收机和发射台比较近，与其他发射台比较远，则两个信号接受台的信号强度会产生较大的差异，此时如果接收机搜索远台信号，很容易受到近太信号的影响，进而产生远近效应方面的问题。

接收机可以在相同时间接收许多导航信号，信号通过随机接入的方式进行采集，扩频码集属于非严格正交码集，导航台数量不断增加时，非零相互关函数会影响系统差距，导致误差提升，进而对定位的精确程度产生影响，所以要通过多用户检测的方式对陆基无线电导航系统的实用性进行优化，使其更好的工作。

1 远近效应问题
从近年来的工作情况来看，无线电导航系统接收机在日常工作中所接收到的信号功率相差是比较大的，和接收系统接近的台信号传输来的信号强度较强，远处台信号传输来的信号较弱，最远处的台信号传输到的信号甚至是无法识别的。

为了全面解决远近效应的问题，可以通过多用户检测工作模式以及思想，让导航接收机将所有接收到的信号都作为有用的信号来使用，而不是將这部分信号作为干扰信号。

该工作思想模式的融入可以在相同时间内对同一台链下许多发射台发蛇出的信号进行解析，并根据解析结果来计算相应的定位信息。

以某海域为例，对2MHz载频进行分析可以发现，大气噪声才是影响该海域限制定位精度以及扩展作用的主要负面因素之一，所以要从海域背景噪声比较强的远近效应情况入手，分析该问题。

下文所讨论并提出的最小均方误差便是可以有效解决该问题的一种工作方式。

以仿真为基础进行计算，最终结果表明在新型陆基无线电导航系统当中，最小均方误差多用户检测技术可以有效控制远近效应干扰。

GPS模式下的星基无线电导航系统接收机在优选发射机以后，和各个发射机之间的距离差别基本可以无视，所以也不存在远近效应的问题。

陆基无线电导航系统通过脉冲信
号体制构建工作模式，所以接收机接收到的部分远台信号强度弱，并且因为时间上的分开的，可以避免相互影响的问题。

新陆基无线电导航系统通过优化后，使用连续波信号体制来工作，远近效应表现的越加明显。

远近发射台是不能实现完全正交的，并且函数值有区间，相互函数最大值也有一定的下界，代表了信感比增益是有下界的。

因为要涉及到接收天线远近信号台的问题，所以要对处理期输出端信号干信比的最大值进行计算，明确相关处理器信干比的限制因素，只有这样才能保证导航系统测量误差在允许范围内，通过计算发现，如果自相关函数最大值固定，则相互关函数值小、误差大。

2 多用户检测在陆基无线电导航系统中应用的相关论证
多用户检测有相关器信号，而已将不期望多介入干扰从期望信号中彻底的分离出来，并且多用户检测块输出是估计数据比特。

最小均方误差多用户检测系统下的各个发射台所发射出的BPSK调制数据都是可处理的，通过伪随机序列与调制数据乘积来扩展。

运载体接收机可以接收到信号和本地扩展码并将其进行相关性处理，相关器的主要构成部分的乘法器、积分以及信息储存与信息转存功能，适当的使用匹配滤波器也可以提升工作效率。

在明确了最小均方误差检测系统模型之后，可以对最大均方误差检测最大值下界进行计算。

通过计算的方式确定最大均方误差检测互相关函数最大值下界，此时可以先假定区域性的海上陆基无线电导航系统干信比为A，载频设为B，则导航台数和最大均方误差检测相关函数最大值可以通过A、B进行计算。

随着导航台数不断出现变化，处理器输出的信干比也会产生变化。

对结果进行分析可以发现，对传统相关器来说，相互关函数最大值会随着导航台数量的增加而提升，二者之间的关系是呈正相关的，使远近效应变的尤为凸显，会对后期的判断以及数据处理产生较大的影响，精确程度不高。

但是通过最小均方误差多用户检测技术来解决该问题，可以让互相关函数最大值有明显的变化，且是呈现下坡向变化，这也代表了在相互函数关系相同的情况下，通过最小均方误差多用户检测技术可以有效控制远近效应对工作带来的影响，提升效率以及判断的精确程度。

从当前技术掌握水平来看，新型陆基无线电导航系统接收机能够在相同时间内接受数个导航台中发出的信号，之后通过一些相关函数来检测导航台发射信号序列，明确相关输出点，提升判断的精确程度。

其余导航台码序列会通过相互关函数数值的方式相相关输出上叠加。

此时，如果其中存在比较大的互相关函数，则互相关函数会对目标导航台信号输出产生明显的影响，所以相互关函数最大值如果减少，就可以有效缓解远近效应所带来的不良影响，有效的控制距离较近的导航台发出强信号对远处弱信号的影响。

从计算结果中可以发现，导航台数量的不断增加会使相关输出器信干比最大值提升，二者正相关。

这一结果也表明了通过最小均方误差检测工作模式可以有效改善导航系统接收机的接收性能，从根本上环节远近效应会带来的测距误差，提升工作质量。

在使用最小均方误差多用户检测技术的前提下，信干比的不断增加会在一定程度上增加导航台的数量，并且数量越多代表了测距误差允许值变小，表明自相关函数最大值是固定的，互相关函数如果足够小，则距离测量的误差也会明显的变小，抗远近效应的能力也会有所提升，结果精确程度较高，实用性强。

3 结束语
科学技术的不断发展使一些传统工作模式被淘汰，而在高尖端领域，设备选型、技术的应用更是日新月异。

新型陆基无线电导航系统不仅可以集成到相位编码扩频技术，同时还携带了负面的远近效应。

上文以某海域的实际情况为例，分析了背景噪声相对强势的情况，提出通过最小均方误差多用户检测系统的工作模式来控制远近效应影响。

互相关函数会对测量结果产生影响，相关工作人员要对互相关函数进行计算和分析，提出相应的工作方式与优化模式，并以仿真为手段，明确相关问题。

结果表示在新型陆基无线电导航系统中，最小均方误差多用户检测可以从根本上控制不良的远近效应问题，减少测量误差，是一种切实可行的工作方式，可以有效提升系统运行质量。

参考文献
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