基于循环相关的LFM脉冲雷达宽带回波Doppler和多径时延的联合估计

基于循环相关特性,该文提出了针对线性调频(LFM)脉冲雷达宽带回波Doppler和多径时延联合估计的方法.该方法首先利用雷达回波的循环相关变换,通过多径分量的能量累积估计Doppler频移尺度参数,然后结合发射信号的先验信息构造降阶函数,将回波信号降为多个单频信号,最后利用零频率截面循环谱能够将时间上有重叠的多径回波信号在该截面上分开且分辨率加倍的特性,估计出各多径分量的时延值.该方法只需要一个脉冲信号即可完成Doppler和多径时延的联合估计,对低信噪比噪声有较强的容忍性,能抑制各径相关交叉项的影响,并且具有较高的多径时延估计分辨率.文中给出了计算机仿真实验,仿真结果表明了该算法的有效性.     

无源雷达目标信号时延与多普勒频率联合估计

提出一种基于STFRFT的无源雷达目标时延与多普勒联合估计新方法。首先,给出了一种STFRFT时频分辨率量化方法及其数学表达式;其次,利用STFRFT的投影包络对回波信号时延与Doppler频移进行了联合估计;最后,讨论分析了脉内信噪比、高斯窗参数等对所提方法估计性能的影响。仿真结果表明,与CAF方法相比,所提方法更容易获得高精度的时延与Doppler频移的联合估计,具有更高的可靠性。     

OFDM通信系统中的一种最大Doppler频移估计算法

在分析了已有各种Doppler估计算法的基础上，根据功率谱估计经典算法——窗函数法的原理，直接利用接收到的频域中连续导频信号，进行最大Doppler频移估计。该算法同时适合于单载波和多载波系统。仿真结果均表明：在单径和多径条件下，该算法均可对正交频分复用（OFDM）传输系统中的最大Doppler频移获得较精确的估计结果。该算法十分适合于OFDM移动通信系统。     

基于CDMA蜂窝网的运动目标检测与定位技术

利用CDMA蜂窝网中多个基站发射的导频信号实现对三维运动目标检测和定位的方法.根据直达干扰分量的多普勒频移为零,而目标反射信号的多普勒频移非零以及伪随机序列自相关函数的特点,采用级联对消方法滤除各个基站直达分量的干扰;再根据基站间的位置关系及各个导频序列的偏移量,采用该文提出的"簇"方法实现基站与多径时延的配对,完成对定位参数的估计;最后,将Chan提出的TDOA定位方法[7]推广到三维情况,实现运动目标的定位.仿真结果证明了该方法的有效性.     

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).     

一种基于导频的OFDM信道估计

在移动通信环境下,由于Doppler频移以及多径影响,信道是时变的,为了消除信道对传输信号的影响,需要对信道进行估计。文中阐述了一种基于Comb-type导频类型以及IDFT/DFT内插方法的OFDM信道估计方法,分析了对导频个数选取的要求,并结合LS准则给出了16QAM信号在慢衰落Rayleigh多径信道下的误码率曲线和均方差曲线,验证了基于IDFT/DFT内插信道估计方法的准确性和可行性。     

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.     

多径信号到达角和时延高分辨联合估计算法

本文提出了一种新的高分辨高精度的多径信号到达角和时延联合估计算法.该方法通过对多径信号与参考信号进行相关处理,再根据PRO-ESPRIT算法的思想,实现了DOA(Direction-Of-Arrival)估计;并对相关延迟向量进行变换,从互功率谱相位中提取时延信息,完成了高分辨的TOA(Time-Of-Arrival)估计.最后,本文推导了频域模型下到达角和时延联合估计的Cramer-Rao下界.并将通过仿真对本算法的性能进行了评估.     

基于循环平稳性的约束自适应多径时延估计

在有多径信号、多通道非平稳干扰信号以及平稳背景噪声的情况下,不考虑多径信号传输的时延估计方法不能准确地估计时延,甚至估计性能会恶化.为此,本文提出了基于循环平稳性的约束自适应多径时延估计算法,并对算法的收敛性能进行了分析.该算法可以有效地抑制干扰和噪声的影响,在低信噪比的情况下直接地、准确地进行自适应多径时延估计,特别对噪声是空间相关的情形也适用,克服了传统算法不能直接估计非整数倍采样间隔的时延和多径时延的缺点.计算机仿真试验验证了新方法的有效性.     

未知波形信号的多径时延估计新方法

该文提出了一种从单个阵元接收数据中估计未知波形信号多径回波时延的新方法.该方法通过建立单阵元接收数据的频域信号模型,分析得出了利用该模型估计多径时延与利用阵列估计来波方向问题的相似性.进而,估计来波方向的ESPRIT算法被改造用于估计多径时延.文中还对通过信号模型估值存在的模糊问题进行了分析,并提出了解决办法.仿真实验结果证明了新方法的有效性.     

Modeling and Estimation of Wireless OFDM Channels by Using Time-Frequency Analysis

Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) has become a very popular method for high data rate wireless communications because of its advantages over single carrier modulation schemes on multipath, frequency selective fading channels. However, intercarrier interference, due to Doppler frequency shifts, and multipath fading severely degrade the performance of OFDM systems. Estimation of channel parameters is required at the receiver. In this paper, we present a channel modeling and estimation method based on the time-frequency representation of the received signal. The discrete evolutionary transform provides a time-frequency procedure to obtain a complete characterization of the multipath, fading, and frequency selective channels. Simulations are used to illustrate the performance of the proposed procedure and to compare it with other time-varying channel estimation techniques.     

多径传播条件下宽带线性调频信号波达方向估计方法

针对信号出现多径传播情况时现有宽带信号波达方向（direction of arrival, DOA）估计方法性能下降的问题,提出了一种多径传播条件下宽带线性调频（chirp）信号波达方向估计方法,该方法将导向有效投影（steered effective projection, STEP）技术与宽带线性调频信号的时频特性相结合,对具有不同时频特性的信号分量进行分离,逐个处理,并以时频分布矩阵代替传统的协方差矩阵,从而构造有效噪声子空间,实现时域角度估计。本方法无需进行信号聚焦操作,因此理论上不受聚焦误差的影响。仿真结果验证了所提方法的有效性。      

A Hybrid Domain Block Equalizer for Single-Carrier Modulated Systems

Poor performance in the presence of multipath with long delay spread has been considered as one of the main weaknesses of most single carrier modulated systems, including ATSC (advanced television systems committee) system. The introduction of distributed transmission network and single frequency network brings new challenges for the ATSC equalizer design, since the delay spread of a multipath channel under such scenarios becomes significantly longer than the traditional broadcasting practice of using one high power transmitter to cover a wide area, where the multipath distortion is mainly from reflected echoes. An iterative hybrid frequency-time domain equalizer for ATSC system is proposed in this paper based on our block-based interference analysis. The multipath distortion in the received ATSC signal is first tentatively removed with a frequency domain equalizer on a block-by-block basis. However, inter-block and intra-block interferences still exist due to the lack of cyclic structure in the received ATSC signal. A time domain interference cancellation algorithm is then used to cancel the inter-block interference and intra-carrier interference, based on the tentative decisions in time domain after the frequency domain equalization. These two steps are iterated until desired receiver performance is achieved. The proposed equalizer and the subsequent analysis are verified through numerical simulations.     

宽带LFM信号数字脉压匹配滤波和去斜率方法的比较

在线性调频(LFM)信号数字脉压中，采用不同的数字脉压处理方法对脉压结果会有不同的影响。本文经理论分析和仿真验证，比较了数字脉压匹配滤波和去斜率两种方法的脉压性能。在这两种方法中，采样率、目标回波信号时延和目标多普勒频率的变化对数字脉压结果都有一定的影响，并且目标回波信号时延和目标多普勒频率之间有一定的对应关系。仿真试验结果为在工程应用中选择合适的数字脉压处理方法提供了依据。     

雷达动目标极化散射矩阵瞬时测量技术

研究了雷达运动目标的信息获取问题,提出了运动目标极化散射矩阵瞬时测量方法。雷达正交双极化天线同时发射正、负调频斜率线性调频信号,目标的正交双极化回波分别与2个线性调频信号进行匹配滤波,利用正、负斜率线性调频信号的模糊函数特性测量目标时延和多普勒频移,通过求解线性方程组消除极化-多普勒耦合,精确得到目标极化散射矩阵的4个元素。该方法可以在单个脉冲周期内同时获取目标的距离信息、速度信息和极化信息。仿真实验验证了该方法的有效性。     

DS-CDMA的一种时频二维联合解扩方法

多径环境中传统的DS-CDMA信号接收,一般采用RAKE接收技术.本文提出一种不使用RAKE接收机的DS-CDMA接收算法:基于时频二维扩频的思想,考虑DS-CDMA发射机发射的一个扩频符号对应时间内的信号,在接收机中先将接收到的信号做一个比扩频增益N小的DFT变换,联合对多个DFT变换后的信号进行扩频解扩处理,从而恢复出发射的原始信息比特.本文对比了DS-CDMA传统的RAKE接收算法、基于时频二维扩频的DS-CDMA接收算法(2DSS)、以及Wang等提出的具有信道选择的频域解扩算法的复杂度,并就性能进行了计算机仿真验证.结果表明,在根均方时延较小信道中的性能优于传统RAKE接收算法和具有信道选择的频域解扩算法的性能.     

LFM脉冲雷达的宽带回波多普勒频移和时延联合估计

针对LFM脉冲雷达的宽带回波信号的多普勒频移和时延估计问题进行了研究。分析了发射信号与回波信号的互相关特性,对其相关函数进行了修正处理,在此基础上提出了基于修正的循环相关函数包络的多普勒尺度参数估计算法,然后构造二次项消去函数,得到回波信号的单频信号,进而得到了回波时延参数的估计。该方法能有效地估计回波信号的多普勒尺度和时延参数。最后利用计算机进行了仿真实验,验证了该算法的有效性。     

Methods for blind equalization and resolution of overlapping echoesof unknown shape

This paper considers the related problems of using an uncalibrated antenna array to (1) recover an unknown signal transmitted over an unknown (but stationary) multipath channel and (2) resolve overlapping pulse echoes with unknown shape. Unlike previously proposed multichannel blind equalization techniques, the methods described herein employ a model based on physical channel parameters rather than unstructured single-input, multi-output FIR filters. The algorithms exploit similarities between a model for the data in the frequency domain and the standard direction-of-arrival estimation problem. This connection between the two problems suggests several different approaches based on, for example, maximum likelihood, MODE, IQML, and ESPRIT. These approaches are developed in some detail, and the results of several simulation examples are included to compare their performance     

导航卫星发射端多径的高精度测量技术

针对国内外学者关于星体是导致“北斗”卫星码载波偏差随观测仰角存在相关性的主要原因的怀疑,提出了一种导航卫星发射端星体多径的高精度测试方法。利用连续频率调制信号的时域合成,获得窄时域脉冲,通过时域窗函数截取多径信号,从而获得多径的高精度延时和幅度。理论分析和试验验证表明：所提方法简单有效,获得了较高的时域分辨性能和测量精度,由此得出了导航卫星星体多径不是产生码载波偏差主要原因的结论。