基于时域相位思想的复自相关算法的研究

根据ADCP流速测量的需要,研究了利用复自相关法估计回波信号多普勒频移的算法.通过对比FFT法和复自相关法在频率估计量的偏差和标准差,以及算法运算量,表明复自相关算法是频率估计算法的一个合适选择.     

复高斯白噪声下基于多种方法的频率估计

对常用的几种频率估计方法进行了回顾,简单介绍了其中两种频率估计方法的原理;并应用最大似然、协方差、MUSIC、ESPRIT这几种方法对复高斯白噪声下信号的频率进行估计。给出了计算机仿真结果,并对各种方法估计结果进行了比较。比较结果表明:基于旋转不变的互谱估计方法(ESPRIT)避免了在固有的整个频域搜索,且能有效抑制噪声,具有良好频率估计性能。     

雷达信号脉内细微特征参数分析

介绍了基于正弦波频率估计的脉内特征参数估计方法,并与数字正交法相结合,解决了编码信号频率估计模糊问题。对单频信号、线性调频信号、二相编码信号、四相编码信号进行了脉内特征分析,给出了仿真结果。     

基于FPGA的BPSK信号载频估计单元设计与实现

根据BPSK调制信号调制机理和平方倍频法原理,在FPGA平台上设计实现了BPSK调制信号载波频率估计单元。利用ModelSim仿真环境对载频估计功能进行仿真,验证了平方倍频法对BPSK信号进行载波信号估计的有效性。仿真表明基于FPGA的BPSK信号载频估计单元,有较高的估计精度,且实现原理简单,有一定的实际应用价值。     

相干多普勒测风激光雷达的频率估计算法

采用Welch谱估计结合自相关检测与能量重心法的频率估计算法,来提高淹没在噪声中的相干测风激光雷达多普勒信号频率估计的精度问题。通过将信号进行自相关预处理,然后由Welch谱分析获取功率谱进行频率的粗估计,最后由能量重心法进行频率校正来获取高精度的信号频率。仿真表明,本文算法有较低的平均绝对误差和均方根误差且性能稳定,并应用到相干测风激光雷达系统中与仿真一致。     

基于频率模型和时频分析的正弦信号频率高精度估计算法

利用时频分析方法估计信号瞬时频率,在低信噪比条件下估计性能较差,但在时频图中,信号频率的变化趋势具有一定的规律,基本上都是围绕着信号的真实频率。基于此,给出了一种结合时频分析和信号频率模型相结合的方法,以实现信号瞬时频率的高精度估计。利用时频分析具有的良好时频分布的特点,采用最大能量方法（ME）预先估计得到信号的预估计瞬时频率（EIF）;再利用瞬时频率连续性、平滑性的先验信息,建立了信号瞬时频率估计模型,并采用概率最大原理(MP)估计瞬时频率概率最大的统计变化,估计得到预估计瞬时频率的滤波起始点;最后利用卡尔曼滤波和平滑算法对预估计瞬时频率进行滤波和平滑,从而得到信号频率的精确估计。      

基于时延差方差加权的时延差估计方法

针对目标信源数未知时的时延差估计问题,该文提出一种基于时延差方差加权的时延差估计方法。该方法利用目标辐射信号频率单元对应时延差估计比较稳定,噪声频率单元对应时延差估计比较随机的特点,对各频率单元的时延差估计结果进行时延差方差加权,突出信号所占频率单元时延差估计结果,实现对目标信源数未知时的时延差估计。在该文仿真条件下,相比一般分频带互相关法,该方法对信噪比的鲁棒性提高了。理论分析和实验结果表明:该方法对信源数和信噪比的鲁棒性好于一般分频带互相关法。     

一种基于频率校正的BPSK信号高精度载频估计算法

为了实现BPSK信号载频的高精度估计,提出一种基于频率校正的高精度BPSK信号载频估计算法。算法通过非线性变换将BPSK信号的载频估计问题转化为对点频信号的估计,再用DFT对点频信号进行粗估计,针对DFT估计频率分辨率差的问题,采用相位差校正法对DFT估计频率进行校正,从而实现BPSK信号载频的高精度估计。最后,通过性能分析和计算机仿真验证了算法的有效性,其结果表明:该算法在低信噪比情况下能获得较好的估计精度,在高信噪比情况下,估计精度大幅提高。     

改进的DFT正弦信号频率估计

通过分析Candan算法和2N点DFT算法的性能,本文提出了一种改进的基于DFT的正弦信号频率估计算法。在对原始信号进行必要的离散化预处理后,在粗估计阶段利用Candan算法估计出频率偏差后,利用该频偏对原始信号进行频率修正。然后对修正后的原始信号进行2N点DFT算法精估计。由于增加了原始信号的频率修正步骤,该算法发挥了Candan算法和2N点DFT算法的优点,同时避免了其缺点。仿真结果表明,在相对频偏为任意值时,改进算法频率估计的均方根误差均接近克拉美罗下限,并且估计性能优于现有的频率估计算法。      

一种高精度的TOA估计方法

提出了一种 CDMA系统的高精度的信号到达时延(TOA)的估计方法。在不提高采样频率的情况下,使用积分-清除电路对接收信号进行采样,将离散信号用离散傅里叶变换(DFT)转换到频率域中,然后根据 CDMA信号模型和多径信道模型以及已知的扩频码的离散频谱,估计出信号相对于一个码片周期的整数部分 TOA;再在离散频率域中用最小二乘法估计出信号到达的小数部分 TOA,该方法即使在采样频率不高的情况下,也有很高的精度,而且运算量小,因此是一种有效的高精度 TOA估计方法。     

Real-Time Frequency Estimation of Complex GMSK Signal of Green Communications Devices

Parameter estimation of signals of universal software radio peripheral (USRP) devices is crucial to solve the problem of phase offsets of received signals in distributed beamforming. For systems that will utilize the closed loop feedback algorithm where the receiver needs to send the received signal strength (RSS) values periodically to the beamforming node so as to take advantage of energy conservation, the frequency and phase of these signals should be estimated before smoothening by nonlinear filters. This article presents the estimation of the frequency offsets of a Gaussian minimum shift keying (GMSK) signal from N210 USRP devices in real time by using the Radix-2 fast Fourier transform (FFT) algorithm in GNURadio. For these green communications devices, most of the needed hardware parts have been software defined, thereby reducing the supposed energy consumption. The frequency offsets from reference carrier frequencies of 900 MHz and 2.4 GHz are less than 3 kHz each before the estimation, but the average offsets are 45 Hz and 100 Hz after the estimation, respectively. The high offset value experienced with the 2.4 GHz carrier was due to consistent interference from devices on that same frequency.     

组合幂调频信号的时频移估计

为了准确估计接收信号的时频移参数和降低估计复杂度,设计了一种组合幂调频(CPFM)信号,该信号由具有时间间隔的正负幂调频(PFM)信号构成,并提出了基于CPFM信号的时频移估计算法.在算法中首先将CPFM信号降阶,然后独立地估计时延和频移,即采用三次相位函数(CPF)估计时延,通过正负PFM相位相消后再估计频移.相比于分数阶傅里叶变换(FRFT)时频移估计算法,所提算法避免了时延估计对频移估计的影响,而且仅需两次一维搜索,降低了计算量.仿真结果表明,该算法能准确地估计CPFM信号的时延和频移,并且频移估计均方误差(MSE)接近克拉美劳下界(CRLB).     

一种高精度单频信号频率估计算法

根据离散傅里叶变换(DFT)理论和其系数的特点,提出了一种信号离散傅里叶变换系数来构造频率修正项的单频信号频率估计算法。算法利用峰值及前后1个位置的DFT变换系数得到频率修正项的初始值,再迭代计算修正后峰值前后位置的DFT系数来得到频率修正项的精细值。理论分析和仿真结果表明,算法在低信噪比下具有好的频率估计精度并能减少迭代次数。     

非合作通信中循环前缀线性调频信号的频率估计

针对非合作通信中循环前缀线性调频信号频率估计范围小的问题,提出了一种宽范围高精度的频率估计算法。该算法首先利用循环前缀的相关性确定符号周期起点,然后利用部分线性调频信号匹配相关确定接收信号的零频达到时刻,根据两者的时延差得到大范围频偏粗估计。最后,利用高精度单频估计算法估计匹配相关后波形的残余频偏,提高频率估计精度。理论分析和仿真结果表明,所提算法在保证估计精度的同时大大提高了频率估计范围,更适用于非合作接收环境。      

LFM信号参数估计的最大似然改进算法

为实现含噪声LFM信号参数的快速检测和精确估计,提出了一种基于延时相关解线调的最大似然估计改进算法,即首先在时域内进行延时相关解线调,然后对解线调后含噪声信号进行经典功率谱估计,得到调频斜率的粗略估计,将此估计值作为初始值,再进行最大似然估计,得到调频斜率的精确估计值,用此精确估计值对原LFM信号进行解线调,再以同样的思路可以得到LFM信号初始频率的最大似然精确估计值。仿真实验证明了该算法的有效性。     

基于综合谱的脉内多载频信号载频估计

研究了脉内多载频信号载频估计的算法,通过分析信号频谱和瞬时频率谱的综合谱特征;提出一种基于综合谱分析的多载频估计方法,该方法能够对频率编码和混合编码信号的载频及其与时间的对应关系进行估计;分析了估计算法的误差因素,并通过仿真实验验证了该算法的有效性。     

分数阶Fourier变换对LFM信号的特征参数估计能力仿真评估

将分数阶傅里叶变换（FrFT）对线性调频（LFM）信号处理方法应用到雷达侦察信号分选与参数估计中,研究FrFT对LFM信号在低信噪比下的检测与参数估计能力。设定了雷达侦察信号背景,制定了仿真验证流程,考察了FrFT对LFM信号的调频率和中心频率的估计能力,对比了不同信噪比下的参数估计运算时间。仿真结果验证了该算法可以完成低信噪比条件下雷达侦察LFM信号特征参数的估计。     

星地双基地SAR时频同步技术研究

本文研究了只依靠直达波信号的星地双基地SAR的时频同步误差估计方法并对估计精度进行了讨论。首先对直达波信号进行建模和分析,再对传统的基于幅度的多普勒中心频率的估计方法在双基地SAR情况下进行了估计结果的修正,从而提出了一种时频同步误差的估计方法。最后推导并分析了接收信号的信噪比、系统载频和带宽等因素与估计精度的定量关系。结果表明,当先验信息较少时,仅通过直达波数据进行同步误差的估计是可行的。由于误差估计精度由信号的信噪比、信号带宽和载频频率等因素共同决定。因此,需要对系统参数进行合理的设计,以实现高精度的误差估计,从而实现同步误差的补偿,提高双基地SAR的成像质量。      

一种基于PN序列的OFDMA上行链路参数估计和信号检测方法

该文研究了OFDMA上行链路的频偏信道参数估计和信号检测问题,设计了一种OFDMA上行链路发射信号帧结构,信号帧的帧头由PN序列构成;提出了基于PN序列的频偏信道参数估计算法;并根据频偏信道参数采用时域最小均方误差检测算法进行信号检测。仿真表明:该文提出的频偏信道估计算法充分利用PN序列的相关特性,具有良好的抗噪特性、衰落信道适应性和高的估计精度;而时域最小均方误差信号检测算法也具有较好的误比特率性能。     

二阶自适应陷波器频率估计方法统计性能分析

为对如何提高自适应陷波器频率估计精度提供参考,通过评估自适应陷波器频率估计方法性能,对基于均方误差函数的自适应陷波器频率估计方法进行了统计性能分析。首先,根据误差函数的不同,将自适应陷波器划分为自适应FIR陷波器和自适应IIR陷波器。然后,将自适应FIR陷波器看作自适应IIR陷波器的特例,重点分析了自适应陷波器的误差函数及稳态下的频率估计统计性能,讨论了自适应陷波器参数对正弦信号频率估计精度和收敛速度的影响。最后,给出正弦信号的频率估计计算结果。结果表明,实际计算结果同理论计算结果一致,证明了统计性能分析的正确性。