Split-Aperture Phased Array Radar Resource Management for Tracking Tasks
本文研究分孔径相控阵雷达在主动跟踪任务中的资源管理，提出结合Q-RAM框架、自适应快速遍历算法与三维条带装箱算法解决任务依赖的资源分配问题，显著提升了多功能雷达系统的主动跟踪数量。
2025-01-16 eess.SP
Machine Learning Prediction for Phase-less Millimeter-Wave Beam Tracking
未来的无线网络可以在毫米波（mmW）和亚太赫兹（sub-THz）频率下操作以实现高数据速率要求。虽然大型天线阵列对于mmW和亚THz波段的可靠通信至关重要，但这些天线阵列还要求移动设备采用高效且可扩展的初始波束对准和链路维护算法。低功率相控阵架构和无相功率测量由于高频振荡器相位噪声提出了额外的挑战，实际波束跟踪算法。传统的波束跟踪协议需要对所有可能的波束方向进行详尽的扫描，并且在高移动性和大阵列的情况下缩放性差。已经提出了压缩感知和机器学习设计来改善测量随阵列大小的缩放，但是通常分别在硬件损害或需要原始样本的情况下降级。在这项工作中，我们介绍了一种新的长短期记忆（LSTM）网络辅助波束跟踪和预测算法，仅利用来自固定压缩码本的无相位测量。我们展示了与最先进的无相位光束对准算法相当的光束对准精度，同时随着时间的推移减少了所需测量的平均数量。
2022-06-06 eess.SP
Partial Shading Detection and Smooth Maximum Power Point Tracking of PV Arrays under PSC
光伏系统运行中最重要的问题之一是从光伏阵列中提取最大功率，特别是在部分遮蔽条件下。在PSC条件下，光伏阵列的P-V特性会出现多个峰值点，其中只有一个峰值点是全局最大值。传统的最大功率点跟踪（MPPT）方法在这种情况下无法提取最大功率。本文提出了一种新的两阶段MPPT方法来克服这个缺点。在第一阶段，提出了一种判断PSC发生的方法;在第二阶段，采用基于占空比斜坡变化和阵列P-V特性连续采样的新算法，实现了阵列的全局最大功率点。然后重新激活P&O算法以跟踪新MPP的微小变化。所提出的方法的开环操作使得其实现便宜且简单。该方法在面对变化的环境条件和阵列特性时是鲁棒的，并且对所连接的电力系统具有最小的负面影响。Matlab/Simulink仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。
2018-10-29 eess.SP
Assessing the Accuracy of a Wrist Motion Tracking Method for Counting Bites across Demographic and Food Variables
本文描述了一项研究，以测试一种方法的准确性，跟踪手腕运动在进食过程中检测和计数叮咬。目的是评估其在人口统计学（年龄，性别，种族）和咬合（器具，容器，手使用，食物类型）变量中的准确性。在正常饮食条件下的自助餐厅收集数据。共有271名参与者吃了一顿饭，同时戴着一个类似手表的设备来跟踪他们的手腕运动。同时记录每个参与者的视频，并随后进行审查，以确定叮咬的真实时间。在操作上，咬口时间被定义为食物或饮料放入口中的时刻。食物和饮料的选择没有脚本或限制。参与者以2-4人为一组坐下，并被鼓励自然进食。总共消费了374种不同食物和饮料的24,088口。总的来说，自动检测叮咬的方法的灵敏度为75%，阳性预测值为89%。在人口统计学变量中发现62-86%的敏感性范围，进食速度越慢，敏感性越高。由于食物类型的敏感性的变化表现出适度的相关性与总的手腕运动在咬，可能是由于头部朝板运动的增加和减少手对嘴运动的一些食物类型。总的来说，这些发现提供了迄今为止最大的证据，证明该方法在无限制饮食期间产生了可靠的自动摄入量测量。
2018-06-14 eess.SP
Codebook-Based Beam Tracking for Conformal ArrayEnabled UAV MmWave Networks
Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）；University of Houston（休斯顿大学）；Kyung Hee University（庆熙大学）
针对无人机三维移动与姿态变化导致的毫米波窄波束跟踪难题，提出共形阵列架构、分层码本及结合高斯过程预测与自适应波束宽度控制的多用户跟踪方案。
2024-04-08 cs.LG eess.SP
High-Resolution Angle Tracking for Mobile Wideband Millimeter-Wave Systems with Antenna Array Calibration
毫米波（mmWave）系统使用定向波束来支持高速率数据通信。发射和接收波束之间的小的未对准（例如，由于移动性）可能导致接收信号质量的显著下降，尤其是在视距通信信道中。在本文中，我们提出并评估高分辨率的角度跟踪策略，宽带毫米波系统的移动性。我们自定义设计成对的辅助光束作为跟踪光束，并使用它们来捕获角度变化，数据光束的转向方向被调整到该角度变化。不同于传统的波束跟踪设计，所提出的框架既不依赖于角度变化模型，也不需要在网格上的假设。对于实际实施所提出的方法，我们研究阵列校准误差对辅助波束对设计的影响。数值结果表明，通过采用所提出的方法，良好的角度跟踪性能可以在各种天线阵列配置，信道模型，和移动性条件下实现。
2018-02-12 cs.IT eess.SP math.IT
Channel Tracking and Hybrid Precoding for Wideband Hybrid Millimeter Wave MIMO Systems
在毫米波频率下使用大型阵列时，主要困难在于估计宽带信道，因为混合架构的使用充当接收信号的压缩级。此外，信道必须被跟踪，并且当考虑移动设置时，天线阵列定期重新配置以获得适当的波束成形增益。在本文中，我们专注于频率选择性毫米波信道的信道跟踪问题，并提出了两种新的信道跟踪算法，利用先验统计信息的到达角和离开角。利用这些先验信息，我们还提出了一种预编码和合并设计方法，以增加在信道跟踪过程中接收到的SNR，从而可以以低开销获得接近最佳的数据速率。在我们的数值结果中，我们分析了我们所提出的算法的性能，不同的系统参数。仿真结果表明，使用从5G新无线电信道模型中提取的信道实现，我们提出的信道跟踪框架能够实现接近最佳的数据速率。
2019-05-10 eess.SP
Joint Beam and Channel Tracking for Two-Dimensional Phased Antenna Arrays
模拟波束成形是用于毫米波（mmWave）移动通信的低成本架构。然而，它对于服务快速移动性用户具有两个缺点：（i）无线信道中的毫米波波束和由模拟波束成形操纵的波束具有难以彼此对准的小角度扩展，以及（ii）接收器只能在一个波束方向上观察毫米波信道，并且依赖于波束探测算法来检查其他方向。在本文中，我们开发了一种波束探测和跟踪算法，可以有效地跟踪快速移动的毫米波波束在三维（3D）空间。该算法具有几个显著的特点：（1）衰落信道支持：在衰落信道环境下，可以同时跟踪信道系数和二维（2D）波束方向;（2）探测开销低：实现了波束和信道联合跟踪的最小探测要求;（3）跟踪速度快，跟踪精度高：在静态情况下，该算法的跟踪误差理论上收敛于最小Cramer-Rao下界（CRLB），仿真结果表明，该算法比现有的几种跟踪算法具有更小的跟踪误差和更快的跟踪速度。
2018-12-27 cs.IT eess.SP math.IT
Near-Field Position and Orientation Tracking With Hybrid ELAA Architecture
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学）
针对混合架构超大规模天线阵列基站，提出预测性模拟合并辅助扩展卡尔曼滤波框架，实现多天线移动台近场位置与姿态的高精度跟踪。
2026-05-29 eess.SP
Adaptive Beamwidth Control for mmWave Beam Tracking
传统的波束跟踪方法在高移动性和窄波束情况下会有严重的性能损失。为了减轻跟踪性能下降，我们提出了一种自适应波束宽度控制的毫米波（mmWave）波束跟踪。将粒子滤波应用于波束跟踪，用粒子构造的后验密度函数来逼近AoA估计误差。误差近似导致的自适应波束宽度控制，这是由部分激活的天线阵列。仿真结果表明，该算法有助于波束跟踪产生较小的AoA估计误差在高移动性环境下。
2019-07-20 eess.SP
Vehicular Connectivity on Complex Trajectories: Roadway-Geometry Aware ISAC Beam-tracking
在本文中，我们提出了传感辅助波束赋形设计的车辆在任意形状的道路上依靠通感一体化（ISAC）signaling.Specifically，我们的目标是解决传统的ISAC波束跟踪计划，不适用于复杂的道路几何形状的局限性。为了提高车辆到基础设施（V2 I）网络的跟踪精度和通信服务质量（QoS），必须对复杂的道路几何形状进行建模。为此，我们施加的曲线坐标系（CCS）的交互多模型扩展卡尔曼滤波器（IMM-EKF）框架。通过这样做，车辆在复杂道路上的位置和运动都可以显式地建模和精确跟踪，这归因于CCS的好处。此外，通过动态调整阵列的大小，从而控制波束宽度的优化问题，制定了最大化阵列增益，其中考虑到波束失准所造成的性能损失。数值仿真表明，道路几何感知ISAC波束形成方法优于通信为基础的技术和ISAC运动为基础的技术在跟踪性能。此外，我们的数值结果也验证了动态束宽设计的有效性。
2022-05-24 eess.SP
An Experimental Study of Passive UAV Tracking with Digital Arrays and Cellular Downlink Signals
本文利用LTE基站信号和双数字阵列无源接收机，通过交叉模糊函数提取双基地距离、多普勒和到达角，并结合多目标跟踪框架实现城市低空无人机米级精度轨迹跟踪。
2024-12-30 cs.SY eess.SP eess.SY
Multiple Mobile Target Detection and Tracking in Active Sonar Array Using a Track-Before-Detect Approach
University of Haifa（海法大学）；University of Zagreb（萨格勒布大学）；Ruder Bošković（鲁德·博什科维奇研究所）
提出一种基于航迹前检测的有源声呐多目标跟踪算法，通过CFAR滤波和NCV模型实现高精度跟踪，在模拟和海上实验中优于基准方案。
2024-04-16 cs.SD eess.AS eess.SP
Beam Tracking for UAV-Assisted FSO Links With a Four-Quadrant Detector
研究了悬停多旋翼无人机的地空自由空间光链路。对于这种无人机，四象限光电探测器阵列用于光学接收器，以通过扩大接收器视场来减轻悬停波动的不利影响。进行了广泛的数学分析，以评估波束跟踪性能的随机影响下的悬停波动。通过Monte-Carlo模拟证实了推导出的解析表达式的准确性。结果表明，这种链路的性能很大程度上取决于悬停无人机的随机波动，并且对于每一个不稳定水平，都存在一个最佳的阵列尺寸，使跟踪误差概率最小
2021-09-16 cs.IT eess.SP math.IT
Neural Network Kalman filtering for 3D object tracking from linear array ultrasound data
University of Oulu（奥卢大学）；University College London（伦敦大学学院）
许多介入外科手术依赖于医学成像来可视化和跟踪器械。这样的成像方法不仅需要能够实时，而且还需要提供准确和鲁棒的位置信息。在超声应用中，通常只有来自线性阵列的二维数据是可用的，并且因此获得三维中的准确位置估计是不平凡的。在这项工作中，我们首先训练一个神经网络，使用现实的合成训练数据，估计出的平面偏移的对象与相关的轴向像差重建的超声图像。然后将获得的估计与卡尔曼滤波方法相结合，该方法利用在先前时间帧中获得的定位估计来提高定位鲁棒性并减少测量噪声的影响。所提出的方法的准确性进行评估，使用模拟，并证明其实用性的实验数据，使用一种新的光学超声成像装置。实时提供准确和可靠的位置信息。面外物体的轴向和横向坐标估计的平均误差为0.1mm的模拟数据和0.2mm的实验数据。三维定位对于海拔距离大于1 mm的情况最为准确，对于25 mm孔径，最大距离为6 mm。
2022-06-15 cs.CV eess.IV eess.SP
