基于逼近噪声子空间的求根时延估计算法

多重信号分类(MUSIC)时延估计算法需要多径数估计,且其特征分解和谱峰搜索的计算复杂度较高。针对此问题,给出了一种基于逼近噪声子空间的求根时延估计算法。该算法利用协方差矩阵逆的高次幂逼近噪声子空间与其自身共轭转置的积,并构造多项式等式,以多项式求根的方式避免谱峰搜索,从而降低了计算复杂度。仿真结果表明,在无需多径数估计和复杂度低于MUSIC算法的条件下,所提算法的性能与MUSIC算法的性能相当,并且逼近克拉美罗界。     

OFDM系统中基于PM的时延估计算法

在正交频分复用(OFDM)系统的超分辨时延估计中,针对多重信号分类(MUSIC)算法的特征分解计算复杂度较高的问题,给出一种基于传播算子(PM)的时延估计算法。对OFDM系统进行信道估计,根据信道估计结果计算协方差矩阵,并利用协方差矩阵计算PM,然后根据PM构造出噪声子空间并将其标准正交化,最后利用伪谱函数进行时延估计。仿真结果和复杂度分析表明,在复杂度大幅度下降的条件下,所提算法与MUSIC性能相当,且逼近克拉美罗界。     

基于自适应步长萤火虫-多重信号分类算法的低空目标波达方向估计

该文针对传统多重信号分类算法(MUSIC)不适用于低空多径环境下目标波达方向(DOA)估计且谱峰搜索计算量大的问题,在解相干基础上,提出一种基于自适应步长萤火虫算法的多重信号分类算法.该方法通过对快拍数据协方差矩阵虚拟平滑实现多径信号的完全解相干和满秩相关矩阵的构造,利用自适应步长萤火虫算法实现谱峰搜索和目标角度估计.仿真结果表明,新方法能够在无孔径损失的情况下较好克服低空多径效应影响,快速、精确地估计目标波达方向.      

电力无线专网中一种OFDM载波同步算法

电力无线专网在1.8 GHz频段建设4G TD-LTE网络,正交频分复用(OFDM)是其关键技术之一,OFDM系统对信道产生的载波频率偏移(CFO)很敏感,频率偏移会造成系统性能的严重下降。因此,需要对OFDM系统中的频率载波偏移精确估计并补偿,以保证系统的性能。本文提出了一种用于OFDM系统中基于局部搜索的多重信号分类(MUSIC)盲CFO估计的算法,该算法利用频率偏移矩阵列矢量与噪声子空间的正交性和CFO的单峰特性,构造一个改进空间谱函数,然后通过局部谱峰搜索得到频偏估计值。该算法的CFO估计性能优于传统CFO估计算法,且能够克服传统MUSIC算法低信噪比下谱峰缺失的问题。仿真结果证明了该算法的有效性。     

超宽带信号时延估计算法研究

研究定位中的超宽带(Ultra Wide-band,简称UWB)信号时延估计问题,给出UWB信号的模型,在研究传统的相关法、双谱法及MUSIC算法的基础上,提出一种改进的MUSIC算法.通过仿真实验,给出估计性能曲线,和传统的相关法、双谱法及MUSIC算法相比,仿真结果表明改进的MUSIC算法具有更好的估计性能.     

基于多径分布源模型的米波雷达测高算法

针对复杂环境下的米波雷达低仰角测高问题,建立多径信号服从高斯分布源的阵列信号模型,提出一种广义约束多重信号分类(MUSIC)算法。该算法将多径信号作为约束,通过限制信号子空间包含多径导向矢量,来提高直达波的估计精确度。算法性能不受信号相干和地面反射系数的影响。与传统的测高算法相比,该方法在复杂反射地形下能有效进行目标高度估计。计算机仿真结果验证了该算法的可行性。     

宽带独立信号和相干信号的DOA估计

当独立信号和相干信号共存时,传统四阶累积量方法无法估计出宽带相干信号的来波方向(DOA),针对这个问题提出了一种新方法。该方法首先通过离散傅里叶变换,将宽带阵列接收数据分解为若干个窄带信号,构造出各个窄带频率处的自相关矩阵,再通过MUSIC(Multiple Signal Classification)算法估计出各个窄带信号的DOA,将各个窄带信号的空间谱相加求平均,通过谱峰搜索得到宽带独立信号的DOA;然后分离出独立信号的信息,构造出一个只包含宽带相干信号信息的矩阵,最后通过稀疏重构的方法估计出相干信号的DOA。计算机仿真结果证明该算法的正确性和有效性。     

一种基于波束空间的单次快拍MUSIC算法

针对MUSIC算法在工程应用中存在的计算量大、快拍需求数多等问题,详细研究了一种单次快拍MUSIC算法。针对这种算法存在的分辨力差、估计偏差大等缺陷,提出了一种新的基于波束空间的单次快拍MUSIC算法,该方法首先利用单次快拍来估计阵列数据的协方差矩阵,再将常规波束形成方法和MUSIC超分辨方法相结合,实现对空间谱的估计。仿真结果表明,这种新方法提高了分辨力,降低了估计偏差,进一步减少了运算量。     

基于压缩感知子空间的时延估计算法

现有单快拍条件下子空间类时延估计算法由于降低有效带宽导致估计精确度下降,多快拍条件下压缩感知类算法由于多次采样具有相似稀疏结构也导致了性能下降。针对以上条件下2种算法鲁棒性不强的问题,提出一种在单快拍与多快拍条件下均具有较高精确度的基于压缩感知子空间的时延估计算法。该算法首先判定快拍数与多径数的关系,在快拍数大于等于多径数时通过求解谱峰的目标函数得到时延估计,在快拍数小于多径数时先重构得到改进的噪声子空间,再求解谱峰的目标函数得到时延估计。仿真结果表明,该算法在单快拍与多快拍条件下具有较高的估计精确度,与子空间类算法和压缩感知类算法相比具有更好的鲁棒性。     

基于信号分离估计理论的GPS多径抑制算法

信号多径效应是全球卫星定位系统(Global Positioning System,GPS)定位误差的主要来源之一.虽然差分技术可以提高导航系统的定位精度,但由于参考站和用户所处的地理环境不同,因此差分GPS系统仍然不能消除由于卫星信号多径所引起的定位误差.根据GPS多径信号模型的特点,本文提出了一种基于信号分离估计理论的GPS时延估计算法.该算法在信号时延未知情况下,先估计出信号的载波频率,然后根据估计得到频率,利用信号分离估计理论估计信号时延.仿真结果表明,该方法具有很好的估计精度,能够准确的估计出信号时延和频率,有效地抑制信号多径.当存在多径时,本文方法效果明显好于常规方法,并在大多数情况下优于常用的窄带相关算法.     

Super-Resolution Time Delay Estimation in Multipath Environments

The super-resolution time delay estimation in multipath environment is very important for many applications. Conventional super-resolution approaches can only deal with signals with wideband and flat spectra. In this paper, we propose a novel super-resolution time delay estimation method that can treat signals with narrowband spectra. In our method, the time delay estimation is first transformed into the frequency domain, in which the problem is converted into the parameter estimation of sinusoidal signals with lowpass envelopes. Then a MUSIC-type algorithm taking account of the envelope variation is applied to achieve the super-resolution estimation. Time delay estimation in active and passive systems are considered. Simulation results confirm that the proposed estimators provide better performance than the classical correlation approach and the conventional MUSIC algorithm for separating closely spaced signals with narrowband spectra.     

一种子空间识别DOA估计算法的研究

在传统MUSIC的基础上介绍了SSMUSIC,并以ULA为例,通过计算机模拟发现SSMUSIC比传统的MUSIC具有更好的角度分辨力。但是当阵列入射信号相干时,SSMUSIC的估计性能明显下降。为了解决此问题,首先对数据协方差矩阵进行前后向平滑,再用SSMUSIC进行波达方向（DOA）估计。计算机仿真结果表明,引入了前后向平滑后,提高了SSMUSIC的解相干能力。     

基于特征子空间的快速多径时延测量

提出一种基于特征子空间的快速多径时延测量方法.新方法对参考信号与接收信号的互相关函数做离散傅里叶反变换,将时延测量问题转换成具有低通包络的正弦信号频率估计问题.重构互相关函数的离散傅里叶反变换序列,形成的信号矩阵用于构造低阶协方差矩阵,使新方法的运算量与传统MUSIC算法相比大幅减小.理论分析、仿真结果验证了新方法的正确性,表明新方法以稍微降低时延测量性能为代价换取运算量的大幅减小.     

一种基于短采样数据的快速超分辨SSMUSIC算法

基于多级维纳滤波(MSWF)理论,针对跳频通信或突发短时通信等情形下所造成的短采样数据,提出了利用CSA MSWF和Lanczos Algorithm快速实现在有限数据长度相较经典MUSIC算法角度估计性能更优、角度分辨率更高、算法鲁棒性更好的SSMUSIC算法。本文提出的MSWF SSMUSIC方法,不仅保持了SSMUSIC算法在短采样、低信噪比情形下角度估计性能更优、角度分辨率更高、算法鲁棒性更好等优点,而且避免了SSMUSIC算法为求得信号子空间、噪声子空间、协方差矩阵信号部分所对应的大特征值及噪声功率的估计而必须对高维协方差矩阵进行特征分解所带来的大的计算量的问题,扫除了SSMUSIC算法在短数据情形下由理论走向实际工程应用的主要障碍。仿真实验证明了该方法的有效性和可行性。     

机载JTIDS辐射源的时延估计方法研究

机载联合战术信息分布系统(JTIDS)辐射源,相对于长基线多站时差定位雷达的不同站而言,具有不同时延和多普勒频率,多普勒的变化引起时延估计存在盲区。文中引入雷达信号分析中的模糊函数,对JTIDS信号进行联合时延多普勒估计。通过对模糊函数图的二维峰值检测,修正多普勒,获得了对时延的准确估计。并给出了一种基于符号运算的联合时延多普勒估计算法,该算法与原算法的组合使用,简单易实现,同时满足时延估计的要求。计算机仿真证明了该算法的有效性。     

Multipath delay estimation using a superresolution PN-correlationmethod

This paper addresses the problem of high-resolution estimation of a multipath channel delay profile. We propose several improvements to the so-called superresolution pseudo-noise sequence correlation method (SPM) and analyze its performance on time-varying channels. SPM is based on the multiple signal classification (MUSIC) algorithm, which requires decorrelation of the multipath echoes. The proposed improvements enable SPM-based delay estimation in the presence of narrowband interference, and they reduce the necessary transmission window while preserving multipath echo decorrelation. These improvements are analyzed and are applied to underwater acoustic experimental data     

基于迭代超分辨的单快拍DOA估计方法

单快拍DOA估计方法可解决短时突发信号和相干信源背景下传统方法面临的秩亏损问题。本文提出一种基于迭代超分辨的单快拍DOA估计方法,利用迭代超分辨技术估计阵列的协方差矩阵,然后采用求根MUSIC算法实现对DOA的估计。该方法无需谱峰搜索,可在不损失阵列孔径的同时实现单快拍DOA估计。论文推导了基于最小方差无畸变响应原则的迭代超分辨技术,仿真分析了空间角度划分、迭代次数、信噪比等参数对DOA分辨的正确率和估计精度的影响,与已有方法的对比结果验证了本文方法的有效性。      

Modified higher order spectral analysis based TDE algorithm for CFAR signal detection problem

With the conditions of small data size and low Signal-to-Noise Ratio (SNR), the application of Higher Order Statistics (HOS) is restrained not only by its high estimation variance, but also by its low estimation precision. Therefore, a modified HOS based Time Delay Estimation (TDE) algorithm is proposed to overcome these problems. Comparing with the conventional TDE algorithms, the estimation variance is improved greatly. A typical simulation example is completed in order to test the performance of the algorithm proposed, which shows that the proposed algorithm has advantages over the traditional ones in both detection performance and computation efficiency.     

波形相关矩阵未知情况下单基地MIMO雷达中一种改进MUSIC的DOA估计算法

该文研究了波形相关矩阵未知情况下多输入多输出(MIMO)雷达中的角度估计问题,提出了一种单基地MIMO雷达中改进多重信号分类(MUSIC)的到达角(DOA )估计算法。该算法可以在波形相关矩阵未知的情况下工作且性能优于传统的传播算子(PM)和借助旋转不变技术估计信号参数(ESPRIT)算法以及基于接收信号重构的MUSIC算法。该文算法可以扩展到任意阵列结构的MIMO雷达中进行角度估计。该文还给出了单基地MIMO雷达中DOA估计的克拉美罗界(CRB)。仿真结果验证了该算法的有效性。