被动声源定位中的时延估计分析

为了减小低信噪比环境下时延估计误差,基于广义互相关法和谱减法,选择互功率谱相位加权法,提出了一种基于谱减法的互功率谱频域加权时延估计方法。通过仿真,分析了几种常见的加权函数随信噪比降低时的时延估计性能,以及改进的谱减法在不同信噪比环境下的去噪效果。对整体算法进行了联合仿真,结果表明:低信噪比环境下基于谱减法的互功率谱相位法,能有效锐化凸显互相关函数的主峰值,有效提高时延估计的精度。     

基于MCZT的二次相关时延估计算法

针对基于FFT的传统二次相关时延估计算法的估计精度受采样频率限制的问题,提出基于MCZT的二次相关时延估计算法,并给出了算法的快速实现方法。仿真实验结果表明,相比基于FFT计算的二次相关算法,基于MCZT计算的二次相关时延估计算法能较好地对信号时延进行估计,具有较高的时延估计精度和较强的抗噪性能。     

基于声学无线传感器网络的目标跟踪系统研究

利用无线传感器网络对具有声音特性的目标进行跟踪的特点,研究了基于时延估计的声源定位方法.选择广义互相关法作为时延估计算法,并改进球形插值法用于声源定位,从而减小了算法复杂度;再利用IRIS节点设计了一个面向目标跟踪的声学无线传感器网络原型系统,并进行相应的实验.实验结果表明,利用所设计的原型系统能实现对移动目标跟踪,而...     

时延估计的声源定位算法及MATLAB实现

概述评价了在机器人、视频会议、大型会议记录中等常用声源定位的时延估计和定位方法,包括广义互相关函数时延估计法、最小方差自适应时延估计法和角度距离定位算法、球形差值定位算法、线性差值法的声源定位方法.利用仿真软件Matlab对各种算法的仿真结果,综合考虑仿真中使用的信号和噪音的互相关性,并结合改进后的相位变换加权函数改进了广义互相关函数时延估计法.结果表明利用改进的广义互相关算法结合球形差值定位技术能够得到更有效、更精确地定位.     

空间相关高斯噪声中基于四阶累积量的自适应时延估计方法

针对高斯色噪声中零均值、具有非零三谱信号,提出了一种基于四阶(互)累积量的自适应时延估计方法,并分析了算法的收敛性。该方法不仅具有抑制空间相关(或不相关)高斯色噪声的能力,而且可估计正弦信号的时延,理论和仿真实验均证明了该方法在空间相关高斯色噪声背景下,具有优越于互相关方法的时延估计性能。     

基于位移相位中心算法的合成孔径声纳运动补偿研究

运动补偿是合成孔径声纳（SAS）成像的关键问题，SAS系统一般利用多接收元回波信号的互相关特性进行运动补偿。在深入分析位移相位中心算法的基础上，给出了一种改进的SAS运动补偿算法。该算法首先修正声信号的实际传播距离与采用等效相位中心近似的传播距离之间的偏差，然后基于时延和相位误差估计运动误差，从而在扩大了算法适用的运动误差范围的同时，提高了运动误差估计的精度。文中给出了计算机仿真结果，从结果可以看出改进算法有效地补偿了运动误差，改善了成像质量。     

非半周期采样信号相位差估计的相位校正相关法

针对非半周期采样信号的相位差估计问题,提出一种非半周期采样信号相位差估计的相位校正相关法。首先,利用频率估计的相位匹配方法对采样信号进行频率估计,得到采样信号的频率估计值;其次,对采样信号进行互相关,得到互相关信号,并通过采样信号的信号时移和互相关构造一路新的互相关信号,使两路互相关信号具有相同的误差项;然后,利用两路互相关信号得到相位校正互相关信号;最后,利用相位校正互相关信号和频率估计值获得采样信号的相位差估计值。理论分析表明,该方法消除了采样信号非半周期采样对相位差估计的影响,无需预知信号幅值即可实现采样信号相位差的无偏估计。为验证所提方法的有效性和优越性,在不同相位差、信噪比和信号长度条件下对本文方法进行了仿真实验,并利用科氏流量计进行了应用实验。仿真实验结果表明,本文方法有效提高了非半周期采样信号的相位差估计精度,其相位差估计精度优于互相关方法、数据延拓式相关方法和正交时延估计方法的相位差估计精度,更接近克拉美罗下限。科氏流量计流量测量实验验证了本文方法在实际应用中的有效性。     

相关背景噪声下ETDE算法研究

相关背景噪声下的时延估计问题是现阶段的一个研究热点。在时延估计的众多算法中,属于“约束”类算法的ETDE（Explicit Time Delay Estimation）算法具有适用性广、可靠性高、计算量小和实时性好等优点。文中首次将ETDE算法扩展到相关背景噪声领域。从理论上分析了在相关背景噪声下ETDE算法的估计效果,得出了时延估计的期望表达式。指出在此种情况下,ETDE算法得到的是时延的有偏估计,其偏差量与时延真值、信噪比以及背景噪声问互相关函数值的大小有关。通过计算机仿真验证了理论结果。     

一种新的MIMO-OFDM自适应信道估计算法

基于经典的多输入多输出 正交频分复用(MIMO－OFDM)系统离散傅里叶变换(DFT)信道估计方案,提出了一种新的自适应信道参数估计算法,该算法能在一个OFDM导频符号内准确地估计出信道冲激响应、多径时延和噪声方差. 首先通过DFT信道估计得到初步估计值;然后提出了联合估计算法估计出各个接收天线上的噪声方差和多径时延,利用多径时延估计值提取信道初步估计中多径点上的信息,有效去除非多径采样点上的噪声. 仿真和分析表明,相比传统固定多径数目的估计算法,该算法能自适应地跟踪信道噪声能量和多径时延的变化,提高信道估计的精度.     

基于自相关系数插值的迭代符号定时同步

在无线数字通信系统中,全数字化接收机以固定的时钟进行采样,容易出现符号采样偏差,需要在接收端进行估计并补偿。针对符号定时估计的问题,提出了一种基于自相关系数插值的迭代符号定时同步算法。该算法分为两个步骤：粗同步与精同步。粗同步先利用零相滤波器或三相滤波器组对接收信号进行匹配滤波,再利用滑动自相关的方法对同步头序列进行相关运算,当超过同步门限时,开始进行同步跟踪对自相关系数进行峰值搜索,以确定精同步搜索区间。精同步直接在搜索区间内进行迭代搜索,迭代过程中需要先根据估计的时延值生成群时延的匹配滤波器以对接收信号进行补偿,再利用最小二乘逼近函数度量,同时,采用高斯插值的方法提高搜索速度以获取精确的估计结果。与传统算法相比,该算法降低了同步搜索过程中的计算复杂度,同时利用迭代搜索易于实现高精度的符号定时同步。仿真结果表明：对于长度为64的同步头序列,在高斯白噪声信道条件下,信噪比–2 dB时,该算法利用两次迭代即可逼近克拉美罗界;在信噪比为10 dB,针对±1/2符号周期内的采样偏差,本文算法的MSE性能均优于升余弦插值、MMSE插值与多相滤波器组算法;在瑞利信道、CCIR中等信道以及CCIR坏信道下也能进行有效的估计,适合无线数字通信系统的信道环境。     

基于延时相关预处理的MUSIC算法

针对MUSIC算法的分辨力受信噪比、快拍数及阵元数等因素限制的问题,利用各阵元接收数据的延时相关函数重新构造协方差矩阵,提出了基于延时相关预处理的MUSIC算法.根据阵元间的延时相关函数与原阵列流型及信号延时相关函数的关系,推导了4个与原阵列流型相同（共轭）的延时相关函数矩阵,分别对各矩阵求协方差并按规则求和得到新的协方差矩阵,之后对协方差矩阵进行特征分解,根据信号子空间处理稳健性高和噪声子空间处理估计精度高的特点构造谱函数进行谱峰搜索,实现DOA估计.通过仿真实验验证了本文算法的可行性和有效性.     

基于四阶累积量的时延估计新方法

针对无线电定位中的时延估计问题,考虑接收信号为窄带信号以及背景噪声为高斯分布的情况下,将四阶累积量的一维切片作为高阶统计量,结合希尔伯特变换,给出一种新的时延估计方法.该方法对相关峰值进行了锐化处理,提高了估计精度.与广义互相关法相比,该算法可有效抑制空间相关高斯噪声的影响,计算量小,易于实现.仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于子空间的DS-UWB系统高分辨率低复杂度时延估计

研究了在室内多径衰落信道下直接序列超宽带(DS-UWB)系统的时间延迟估计问题,提出了一种基于子空间的高分辨率、低复杂度的时延估计方法。该方法将滑动相关输出的时间平均相关矩阵分解成信号和噪声子空间,然后用MUSIC谱计算,再通过最大值搜索获取时延估计。将滑动相关的时间分辨率与传统相关MUSIC方法的计算复杂度进行了对比。计算机仿真结果表明,在多径时延差接近一个切谱(Chip)周期情况下,新的算法能够有效分辨出多径时延,性能明显高于传统的滑动相关方法。     

无数字时延滤波器的宽带大规模阵列雷达去斜算法

在宽带雷达接收机中,为了降低宽带信号采样对模数转换单元性能的要求,需对接收的宽带信号进行去斜处理。传统去斜处理算法需使用数字时延滤波器,具有设计复杂、成本高的缺点,因此不适合大规模阵列应用。为了解决此问题,提出一种无数字时延滤波器的去斜处理算法,通过频率和相位补偿,使各通道数据达到一致,从而省去数字时延滤波器,简化了系统的设计复杂度。结合子阵划分技术,减少处理通道数量,降低系统硬件成本与数据处理难度。同时,还分析了所提算法中回波时延估计误差的边界条件。仿真结果表明,相比传统算法,该算法输出信噪比更高,且对回波时延估计误差的敏感度更低。     

基于宽带欠采样阵列的频率估计算法研究

鉴于宽带欠采样阵列的常规FFT频率估计算法只适用于输入信噪比较高且精度要求不高的单信号频率估计,给出了多组采样频率联合解模糊的方法,在无需增加复杂配对算法的情况下,实现了多信号频率的无模糊估计．针对常规FFT法估计精度不高的问题,提出了一种分级高分辨频率估计方法（CMUSIC算法）．该算法估计精度可达到10kHz级,相对于常FFT法的MHz级提高了至少一个数量级．最后,仿真结果验证了本文所提方法的有效性．     

PPM-UWB信号的GLRT同步捕获算法研究

提出了一种适合于PPM-UWB信号的基于广义似然比检测（GLRT）的同步捕获算法，首先采用了一种新颖的本地模板信号与接收信号进行滑动相关，得到符号速率的采样信号，然后通过精心设计训练序列的图案，利用GLRT实现信号时延估计．由于该算法采用了符号速率（几百兆赫兹）的采样信号，与传统的需要极高采样率（几吉赫兹）的同步算法相比，它极大地降低了系统的复杂度和运算量，同时也提高了捕获速度．通过在密集多径信道模型下，对PPM-UWB信号的同步捕获进行计算机仿真，仿真表明该算法能够快速有效地实现同步捕获．     

无线OFDM系统广义信道分析和自适应盲信道估计算法

将OFDM系统接收端的FFT看成是广义信道的一部分,对无线OFDM系统多径环境下的广义信道进行了理论分析,证明了无线OFDM系统多径环境下广义信道子信道输出和其非线性估计输出之间服从Bussgang过程. 在此基础上得到了自适应LMS-Bussgang盲信道估计算法,并提出了加快算法收敛和防止误差传播的方法. 避免了信号相关检测时,周期重发导频信号带来的有效传输速率降低和传输时延. 结果证明该算法是稳健、低复杂度、次最优的.     

基于稀疏重构的窄带弱信号时延估计算法

提出了一种基于稀疏重构的窄带弱信号时延估计算法.利用信号的互相关谱构造数据矩阵,然后建立时延参数的冗余字典,最后通过矩阵奇异值分解在信号子空间中利用正交匹配追踪算法得到高精度时延估计.理论分析和仿真实验验证了算法的正确性和有效性.相比于传统方法,该算法可将窄带弱信号时延估计精度提高约1倍.