高斯白噪声中正弦信号的初相估计

对正弦信号初相估计精度受噪声影响较大,本文提出了一种在加性高斯白噪声中对正弦信号初相估计的方法。该方法基于DFT和Chirp-Z变换,用Chirp-Z变换进一步细化频谱,从Chirp-Z变换的相位中得到正弦信号初相估计值。与传统的基于DFT相位的初相估计法相比,该方法受噪声影响较小,能得到更加精确的频率估计值,从而具有更高的初相估计精度。仿真结果表明了此方法的有效性。     

基于相位分析CAPES的信号参数估计方法

由于存在栅栏效应,传统方法对单频信号参数估计时可能会存在精度下降问题。针对这一问题该文提出了一种基于相位分析的联合幅度与相位估计(CAPES)方法。采样数据的不同数据段之间因延时会存在相位差,该方法在估计信号参数时利用两数据段的相位差包含的信号频率信息来减小频率估计的偏差,进而提高信号频率、幅度和相位的估计精度。仿真实验表明该方法的参数估计精度高于传统的CAPES方法。将该方法应用于超视距雷达的海杂波对消中,实测数据的处理结果也表明了该方法的有效性。     

空时欠采样下多目标频率和方位联合估计新方法

针对空时欠采样下多个窄带信号参量估计问题,提出了一种基于同时估计多实数的广义稳健中国剩余定理的频率和方位联合解模糊方法.该方法首先对任意单阵元采用多次时域欠采样,获得多个目标的模糊的频率估计值,然后利用同时估计多个实数的广义稳健中国剩余定理估计出多目标的无模糊频率;在空时欠采样下,获得多组阵元接收到的信号相位差的模糊值,再利用广义稳健中国剩余定理解相位模糊,从而估计出多源信号的真实方位.仿真实例表明新提出的方法可以在空时欠采样情况下有效地对多个目标同时解频率和方位模糊,频率和方位联合估计的精度高,稳健性好.     

多径信道下OFDM系统的采样频率偏移盲估计方法

为提高实际的非合作通信系统中正交频分复用系统的采样频率偏移估计性能,提出了一种多径衰落环境下、非合作通信系统中、时频同步之前的正交频分复用系统采样偏移估计的新方法．该方法先利用一种改进循环谱对谱相关点进行粗估计,再利用另一种改进的循环谱对谱相关点进行细估计,最后根据估计出的相关点上循环谱的相位值,经跳变转化、最小二乘直线拟合后计算出相位变化率,得到正交频分复用系统采样偏移的估计值．仿真结果表明,该方法在多径信道条件下,比现有的盲估计方法具有更高的估计精度与性能．     

基于分维处理的单通道阵列频率与角度联合估计

针对现有无源单通道阵列频率与角度联合估计算法的信号采样时间较长以及运算复杂度较高等问题,提出了分维处理的频率与角度联合估计算法.其信号采样数据由时域采样数据与空域采样数据构成,前者来自于对参考阵元的多次采样,后者来自各阵元.仅对时域采样数据进行处理即可得到各信源的频率估计值;然后基于空域采样数据以各频率估计值为搜索频率,估计出各频率对应的空间谱,再利用频率误差与角度误差的关系以及方向矢量与噪声子空间的正交性从各空间谱中提取出与各频率估计值对应的角度估计值.与已有算法相比,该算法采样时间较短,复杂度较低,且直接对采样信号进行处理,避免了信号失真.理论推导与仿真分析证明了该算法的有效性.     

一种实现PSK信号快速码速率估计的新方法

为了解决如何快速、准确地估计相位编码信号码元速率问题,提出了一种基于信号离散域累加平均的码速率估计方法.通过对载频估计值和采样频率进行累加长度和步进的设置,累加平均值会在信号相位跳变点处出现峰值,设置一定的门限后,利用搜索峰值点即可迅速计算码速率.该方法只进行加法和少量的乘法运算,避免了传统瞬时自相关算法中的大量乘法运算,具有快速和易于工程实现的特点.仿真实验表明,该算法具有一定的有效性和准确性,与瞬时自相关方法相比具有更强的抗噪性.     

以欠采样速率实现盲谱感知及二维DOA估计

提出了两种以欠采样率实现盲谱感知与二维波达方向(DOA)估计的算法。这两种算法利用了MWC的周期信号所对应的傅里叶级数系数矩阵来确定未知信号频谱所在的子频带位置,然后利用二维阵列的信号模型估计得到包含二维DOA的空间相位。通过空间相位信息与子频带位置信息能重构出子带谱信息,以此能得到频率的高精度估计,最后通过空间相位分别估计得到信号的方位角与俯仰角。仿真验证了所提欠采样接收机与相应算法的有效性,以及在低信噪比环境下依然有较好的鲁棒性。     

空间精密OFDM测距技术

根据OFDM的时频特性,提出了一种新的空间测距方法．首先在时域对OFDM信号进行相关处理,得到距离的粗估计,在粗估计的基础上,利用OFDM不同子载波数据之间的相位差,得到距离的精确估计,根据精确估计的结果对粗估计的结果进行校正,从而得到最终的距离估计值．仿真结果表明,该方法的测距精度比采用延迟锁定环的伪码测距方法至少提高了4倍,并且在信噪比大于20dB时,可以达到厘米级．     

实正弦信号的快速相位差分频率估计方法

基于最小均方误差相位差分频率估计原理,提出了能够直接处理实正弦信号的相位差分频率估计算法。新的修改算法利用零交越或FFT变换,能快速有效地在时域或频域上得到实正弦信号的相位信息,改善了频率估计的SNR阈值,且便于工程实现。     

基于有限域实值MUSIC法的涡街信号处理方法

针对涡街流量计高实时性、高精度的要求,提出一种基于有限域实值多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)法的涡街信号处理方法.该方法利用能量重心校正法对涡街信号幅度谱进行频率校正,确定频率搜索域;利用实值MUSIC法快速得到谱峰频率值,通过牛顿迭代法对谱峰频率值进行计算,以达到提高频率估计精度的目的.仿真结果表明:该改进方法的频率估计精度较MUSIC法提高了0.1%,实时性高,满足涡街流量计高精度与高实时性要求.     

带残余频偏的QPSK-DSSS信号伪码序列盲估计

针对正交相移键控(QPSK)调制的带残余频偏直接序列扩频(DSSS)信号伪码序列难以估计的问题,提出信号相关矩阵特征分解结合全数字锁相环(DPLL)进行伪码序列估计的方法。首先对接收信号进行采样和分段得到数据矩阵;根据最大化信号相关矩阵的谱范数估计出伪码序列的同步点;在同步基础上再计算信号相关矩阵的特征子空间;针对其主分量特征向量带有残余频偏且相位存在π/2跳变的问题,采用全数字锁相环跟踪和消除其残余频偏进而恢复伪码序列。研究结果表明,针对QPSK-DSSS信号,所提方法能够实现负信噪比下伪码序列的盲估计。     

基于双随机相位估计的无功补偿方法

为了解决实时无功补偿问题,提出了一种基于双随机相位估计的无功补偿方法.对采样电能信号进行傅里叶变换,通过频谱峰值定位算法确定电能信号的基波、各阶次谐波的频率信息.采用同频率不同相位信号调制,得到调制后信号,再经过低通滤波得到滤波后信号.结合滤波信号的比值和随机相位三角函数数值得到所要估计的信号相位信息,辅助无功补偿.通过仿真电能信号和实际采集的电能信号验证了该算法的有效性,结果表明信号相位估计相对误差在1‰以下,无功补偿能够有效提升电路的能量利用效率.     

基于频域相位差信息的多天线频谱检测方法研究

目前多天线频谱检测主要通过对信号能量、循环平稳性等信息进行统计判决实现。针对这一问题,考虑多天线的接收环境,提出一种利用接收信号间频域相位差信息进行频谱检测的算法,并将最小二乘估计应用到实际的频谱检测过程。理论分析与仿真结果表明,在接收环境较差时,本算法依然可以保持较好的频谱检测性能。     

基于迭代的交叉信息融合频率估计方法

对工程中短时、低信噪比信号进行频率估计时,传统信息融合法存在抗噪性差、信息损失大、信息利用率低等不足,为此提出一种基于迭代的交叉信息融合频率估计方法.由相位关系确定粗测频率范围,在此范围内对交叉组合后的多段信号进行信息融合,得到交叉信息融合频谱,进而利用该频谱与单段信号频谱的关系进行迭代,得到新的交叉信息融合频谱,计算新交叉信息融合频谱的算术平均值实现频率估计.仿真结果表明,与现有方法相比,提出的算法在提高频率估计精度的同时,具有更好的抗噪性和鲁棒性,验证了其可行性和有效性.     

基于L阵的低计算复杂度二维波达方向估计

针对L阵的二维波达方向估计问题,提出了一种低计算复杂度、高精度的二维波达方向估计算法.首先利用L阵子阵互相关矩阵和均匀线阵导向矢量的共轭交换性质扩展阵列孔径,并构造新的阵列接收数据;然后利用旋转不变子空间算法得到二维角度估计;最后将子阵互相关矩阵对角元素Toeplitz化,在不损失阵列孔径的情况下重构出类阵列自相关矩阵,利用Nystöm方法得到信号子空间估计,进而通过少量角度搜索得到正确的二维角度配对.该算法无须大量角度搜索,具有角度估计精度高、运算量小、所需快拍数少的优点.理论分析和仿真实验结果证明了算法的正确性和有效性.     

Dual-Use Signal Design for Radar and Communication via Joint Orthogonal Signal and Phase Modulation

This paper proposes a new information modulation resorting to orthogonal signal and its phase for dual-function radar communication(DFRC) systems. Focusing on the standardized linear frequency modulation(LFM) signal by additional phase, a bank of signals enjoying satisfactory autocorrelation and cross-correlation characteristics, are generated. Then, these signals map the different information as well as their phases are also modulated to increase the communication bit rate, thus yielding a series of dual-use signals. Finally, the radar detection and communication performance of dual-use signals are also provided through numerical simulation and half-physical platform verification, confirming the effectiveness of the designed signals compared with the existing design strategy.     

Rake接收机基带实现方案和多径分量相位差估计方法

利用Rake接收机多径分量相位估计方法和非相干解调损失因子基带消除技术,提出了Rake接收机多径非相干解调基带实现方案. 提出了相位估计方法,不仅可以在基带上消除非相干解调损失因子的影响,而且也可以用于在射频上实现真正的相干解调. 性能分析结果表明,该Rake接收机基带实现方案可行.     

一种利用无网格技术和局部频率估计的相位展开算法

为了能提高干涉合成孔径雷达信号处理时相位的展开精度,作者在相位展开中利用高精度局部频率估计法代替相位差分法,这是因为局部频率估计法能够更加准确地反映实际地形的变化。同时为了抑制残差点处的错误传播至整个相位图,引入无网格法,通过在干涉图中划分局部支持域有效地限制了误差的扩散。通过仿真实验以及实测试数据验证了该方法能够有效地减少误差累积的影响,从而提高相位的展开精度。     

一种新的平坦衰落信道频差估计算法分析

频差估计是接收机设计中的一项关键技术,本文提出一种新的适用于时变衰落信道的前馈式数据辅助频差估计算法,算法无需估计信噪比以及多普勒扩展,通过比较接收信号自相关函数的相邻相位差实现频差估计。该算法有效的扩大了频差估计范围并解决了相位展开问题。理论分析及仿真结果证明了该算法的有效性。     

Rolling element bearing instantaneous rotational frequency estimation based on EMD soft-thresholding denoising and instantaneous fault characteristic frequency

The accurate estimation of the rolling element bearing instantaneous rotational frequency(IRF) is the key capability of the order tracking method based on time-frequency analysis. The rolling element bearing IRF can be accurately estimated according to the instantaneous fault characteristic frequency(IFCF). However, in an environment with a low signal-to-noise ratio(SNR), e.g., an incipient fault or function at a low speed, the signal contains strong background noise that seriously affects the effectiveness of the aforementioned method. An algorithm of signal preprocessing based on empirical mode decomposition(EMD) and wavelet shrinkage was proposed in this work. Compared with EMD denoising by the cross-correlation coefficient and kurtosis(CCK) criterion, the method of EMD soft-thresholding(ST) denoising can ensure the integrity of the signal, improve the SNR, and highlight fault features. The effectiveness of the algorithm for rolling element bearing IRF estimation by EMD ST denoising and the IFCF was validated by both simulated and experimental bearing vibration signals at a low SNR.