相参脉冲序列频率估计的小波变换方法

在单站无源定位与跟踪系统中,接收信号的多普勒频率变化率信息对运动目标的状态估计和定位非常重要。对于脉冲体制的雷达来说,信号持续时间较短,很难精确测量多普勒频率变化率。小波变换在时频域同时具有良好的局域特性和较低的信噪比门限。文章引入了小波变换方法实现单站无源定位与跟踪系统的参数估计,推导了相参脉冲序列的小波变换方法。数值仿真证明该方法能实现脉冲的相参积累,大幅提高参数的估计精度。     

欺骗干扰信号中多普勒频率变化率测量技术研究

对欺骗干扰源进行单站无源定位与跟踪的一个关键技术就是能否实现多普勒频率变化率的高精度测量.受限于干扰源的运动速度,多普勒频率变化率信息一般都非常微弱.本文提出了一种基于Morlet小波变换的高精度多普勒频率变化率估计方法,通过对欺骗干扰信号的小波变换系数自相关,增强了多普勒频率变化率信息,消除了相位模糊.计算机仿真研究表明在一般无源观测条件下多普勒频率变化率的估计均方误差能逼近CRLB.     

基于相位补偿的BPSK相参脉冲串信号多普勒频率变化率估计算法

目标与观测平台之间径向加速度引起的接收信号多普勒频率变化率的精确估计对于高精度单站无源定位与跟踪具有重要意义。该文针对脉内相位调制信号的频率变化率不能直接表征多普勒频率变化率的问题,首先引入相位补偿的方法消除BPSK相位调制序列的影响,然后针对固定脉冲重复频率和脉冲重复频率抖动两种情况分别提出了径向加速度引起的多普勒频率变化率的精确估计方法,并且给出了多普勒频率变化率与采样频率、观测时间及脉冲重复频率之间的约束关系。仿真结果表明,典型参数条件下该文提出算法的信噪比门限比已有算法低约4~6 dB。     

一种关于LFM相参脉冲信号多普勒频率变化率的估计算法

LFM信号在雷达和通信中得到广泛应用,对于单站无源定位与跟踪系统来说,获取LFM信号中多普勒频率变化率信息具有十分重要的现实意义.接收信号的多普勒频率变化率十分微弱,很难精确测量.本文提出了基于渐近小波变换的多普勒频率变化率估计算法,通过对LFM信号的渐近小波变换谱做相关,增强了多普勒频率变化率信息,消除了调频率对参数估计的影响.数值仿真表明参数估计的精度接近CRLB,能达到单站无源定位与跟踪系统的精度要求.     

利用小波变换的高性能谱估计算法

本文提出了基于小波变换的一种新的高性能谱估计算法。由于小波变换同时在时、频域具有良好的局部化特性,本文的算法适用于低信噪比、短时数据序列的情况。文中给出的计算机仿真结果证明,本文算法具有较高的分辨率和估计精度、较低的信噪比门限。     

利用小波变换的高性能谱估计算法

本文提出了基于小波变换的一种新的高性能谱估计算法,由于小波变换同时在时,频域具有良好的局部化特性,本文的算法适用于低信噪比,短时数据序列的情况。文中给出的计算机仿真结果证明,本文算法具有较高的分辨率和估计精度,较低的信噪比门限。     

基于FrFT的LFM相参脉冲信号多普勒频率变化率估计算法

线性调频信号(LFM)在雷达中广泛应用,精确获取观测LFM信号中的多普勒频率变化率信息是单站无源定位与跟踪系统的一项关键技术。该文提出了基于分数阶Fourier变换(FrFT)的多普勒频率变化率估计算法,在分数阶变换域上使信号能量聚集,消除调频率对参数估计的影响的同时充分提高了信噪比,进而利用保留的脉冲间相对相位关系获得了多普勒频率变化率的高精度估计。理论分析表明,该算法估计精度接近理论下界,数值仿真验证了算法的有效性。     

面向高速移动通信系统的载波同步技术

针对高速移动通信系统大多普勒频偏和导频资源受限条件下的载频同步问题,提出了一种级联递进载波同步方法。首先利用数据帧首尾导频块估计与校正接收信号多普勒频率变化率;然后设计了基于多级自相关运算的高精度多普勒频偏估计模型;最后采用三阶锁相环跟踪剩余的多普勒变化率和频率偏移。仿真结果表明,该方法多普勒频率变化率校正满足载波同步需求,具有较高的多普勒频偏估计精度和较低的解调误码率。     

高速高机动弱小目标检测方法研究

本文针对高速高机动弱小目标检测中的距离走动和多普勒走动问题,提出一种多普勒频率补偿加尺度变换的目标检测方法.首先通过多普勒频率估计构建多普勒频率补偿函数,消除速度引起距离走动的影响,其次采用尺度变换方法消除多普勒调频率的影响,从而使积累时间不再受目标运动的限制.该方法无需多普勒调频率估计,解决了传统弱小目标检测方法中多普勒调频率估计准确性问题.在进行多普勒频率估计时,提出一种无模糊多普勒频率估计方法,该方法避免了模糊因子估计,大大减小了计算量,同时降低了对输入信噪比的要求,且有利于多目标情况.仿真结果验证了所提方法大大提高了高速高机动弱小目标的检测性能.     

基于小波变换模值的二相编码信号调制特征分析

在利用小波变换提取二相编码信号的调制特征时,尺度参数的设置很重要,文中通过正弦波频率估计的综合方法来精确的估计出信号的载频,从而得到合适的尺度参数,并得到小波脊线.通过计算小波脊线上小波变换的模值来得到二相编码信号调制特征.实验结果表明了此方法在较低信噪比下的有效性.     

基于FFT的多普勒频偏估计算法研究

首先介绍了一种基于FFT的多普勒频偏估计算法,该算法可以在低信噪比下检测出载波多普勒频偏的绝对值大小和正负方向,然后定量分析了时域信号经过FFT变换到频域后信噪比有大幅的提升,且FFT分析的点数和栅栏效应都会影响信噪比的增益和检测概率。理论分析和仿真结果表明,该算法可以有效地降低时域的信噪比阈值,当信噪比大于某一阈值时,其估计精度与输入信号信噪比无关。     

基于插值的多普勒频偏和频率斜升联合估计算法

为解决卫星移动通信系统中突发传输在低信噪比条件下的载波快速同步问题,该文提出一种基于插值的频偏和频率斜升联合估计算法。先通过对多普勒斜升搜索结合低复杂度频偏估计获得频偏和频率斜升的粗估计结果,再以频率斜升粗估计结果为中心、计算3个频率斜升值所对应的对数似然函数并据此对频率斜升进行二次插值以获得频率斜升估计值,最后在该估计值下计算出对应的频偏估计值,完成频偏和频率斜升的联合估计。仿真结果表明,该文算法的信噪比门限较低,估计性能接近克拉美罗下界(CRLB),而且计算复杂度远低于最大似然估计算法,非常适于实际应用。     

相参脉冲序列多普勒变化率的一种快速高精度测量方法

雷达信号中的多普勒变化率信息的估计可以获得运动目标的加速度信息。但由于这一信息非常微弱,且脉冲信号的持续时间很短,多普勒变化率的精确测量也十分困难。本文利用了脉冲载频之间的相参特性,等效地延拓了信号的有效观测时间,推导出一种快速而精确的算法。数值仿真证明了使用该方法可以精确快速地估计信号中的多普勒变化率。     

一种随机共振联合小波变换的符号速率估计方法

在非合作通信中,很多情况下由于信道恶化,使得接收信号的信噪比偏低,导致无法对符号速率这一重要参数进行准确估计.随机共振能够在一定程度上利用噪声能量,使其转移并增强微弱信号,小波变换则可以有效检测相位和幅度的瞬变,利用二者各自优势,提出了一种将随机共振与小波变换联合进行MPSK（Multiple Phase Shift Keying,多进制数字相位调制）和MQAM（Multiple Quadrature Amplitude Modulation,多进制正交幅度调制）信号符号速率的估计方法.先利用自适应参数调节随机共振为带噪信号匹配最佳系统参数,之后利用Haar小波变换进一步提取突变信息,不仅弥补了单独使用随机共振效果不佳及其作为非线性系统易发散的缺点,还降低了小波最佳尺度难以确定的影响.仿真实验表明,该方法能够在一定程度上提高输出峰值,降低信噪比门限,适合于低信噪比下的符号速率估计.     

高动态弱直扩信号的分级捕获算法

针对低信噪比高动态环境下直扩信号经典捕获算法中多普勒频偏估计精度和快速傅里叶变换(FFT)运算量的矛盾,提出了一种基于频偏补偿的两级非相干累加捕获算法。该算法以部分匹配滤波器结合快速傅里叶变换(PMF-FFT)算法为单元,首先利用第一级频偏粗估值对多普勒频偏进行补偿,然后通过调整第二级PMF-FFT中部分匹配滤波器长度并利用滑动平均窗对残余频偏进行精估。理论分析和仿真结果表明,与经典捕获算法相比,该算法在FFT运算点数相同的条件下,可以有效地提高多普勒频偏估计精度,并且在高动态环境下具有更好的检测性能。     

一种低复杂度线性调频信号参数估计算法

为降低线性调频(LFM)信号参数估计的复杂度,该文提出一种二次估计算法。首先通过短时相干积分与非相干累加对频率斜升和起始频率进行预估计;然后以预估计结果为中心,利用多路并行部分匹配滤波快速傅里叶变换(PMF-FFT)和二次插值对参数进行精确估计;最后综合预估计和精确估计结果得到参数的最终估计值。仿真结果表明,该算法信噪比门限较低,估计精度接近克拉美罗下界,其计算复杂度和资源消耗均远低于频率斜升试探算法和插值联合估计算法。     

基于导频辅助的DFT时变频率捕获算法

以线性调频信号为信号模型,围绕时变频率捕获算法展开研究。重点研究了传统的时变频率捕获算法——延迟自相关算法,然后针对延迟自相关算法无法在低信噪比下实现线性调频信号参数估计的问题,提出一种基于导频辅助的离散傅里叶变换(DFT)时变频率捕获算法。仿真结果表明,提出的算法和延迟自相关算法均基于2次快速傅里叶变换(FFT)运算实现了线性调频信号的频偏和频偏变化率的捕获,该算法具有更低的信噪比门限。     

Doppler Spread Estimation for Broadband Wireless OFDM Systems Over Rician Fading Channels

In this paper, we present a new Doppler spread estimation algorithm for broadband wireless orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems with fast time-varying and frequency-selective Rayleigh or Rician fading channels. The new algorithm is developed by analyzing the statistical properties of the power of the received OFDM signal in the time domain, thus it is not affected by the influence of frequency-domain inter-carrier interference (ICI) introduced by channel variation within one OFDM symbol. The operation of the algorithm doesn’t require the knowledge of fading channel coefficients, transmitted data, or signal-to-noise ratio (SNR) at the receiver. It is robust against additive noise, and can provide accurate Doppler spread estimation with SNR as low as 0 dB. Moreover, unlike existing algorithms, the proposed algorithm takes into account the inter-tap correlation of the discrete-time channel representation, as is the case in practical systems. Simulation results demonstrate that this new algorithm can accurately estimate a wide range of Doppler spread with low estimation latency and high computational efficiency.