脉冲噪声环境下基于矩阵差分的远近场混合源定位

为了提高脉冲噪声环境下基于二阶协方差矩阵差分（COV-MD）的远近场混合源定位算法的估计性能,本文提出了基于分数低阶协方差矩阵差分（FLOC-MD）和基于压缩变换协方差矩阵差分（CTC-MD）的远近场混合源定位算法。所提出的算法首先利用一维MUSIC谱峰搜索获得远场源信号的方位角估计,然后利用矩阵差分法实现远近场信号源的分离得到扩展的近场源分数低阶协方差矩阵（或压缩变换协方差矩阵）,最后在利用类旋转不变方法（ESPRIT-Like）估计得到的近场源方位角的基础上,再次利用一维MUSIC谱峰搜索获得近场源距离的估计。计算机仿真结果表明:CTC-MD算法和FLOC-MD算法在强脉冲和低信噪比情况下的估计性能都要明显优于COV-MD算法和其他基于二阶统计量的远近场混合源定位算法,同时CTC-MD算法的性能要好于FLOC-MD算法并且不依赖于脉冲噪声的先验信息。      

一种基于代价函数的相位估计算法

针对BPSK,QPSK,OQPSK信号的相位估计问题,提出了一种基于代价函数的相位估计算法。该算法不依赖符号同步信息,直接使用零中频信号进行相位估计。构造了一个代价函数并从理论上推导了代价函数与信号相位的关系,给出了基于代价函数的相位估计算法的实现方法,分析了算法的性能以及计算的复杂度。仿真结果表明,该算法能有效地估计BPSK,QPSK,OQPSK信号的相位,估计精度受搜索步长、信号长度和信噪比等参数的影响。     

基于自相关函数相位的正弦信号频率估计新算法

针对加性高斯白噪声的正弦信号,提出了基于自相关函数相位的频率估计新算法。首先,推导了一种新的自相关函数相位的频率估计式,然后,针对频率估计范围与频率估计精度之间的矛盾问题,提出了一种消除相位模糊的方法。算法分析与仿真结果表明,在信噪比高于6 dB时,估计方差接近克拉美罗下界(CRLB),与TSA算法相比,在估计性能相同条件下,具有更低的计算量,便于工程实现。     

对称α稳定分布噪声环境下短波衰落信号时延估计的新算法

脉冲噪声环境下信号时延估计是信号处理领域十分活跃的研究方向。在对称α稳定分布噪声环境下,文章提出了一种基于非线性压缩核函数（NCCF）的短波衰落信号的时延估计算法。该算法采用非线性压缩核函数抑制了对称α稳定分布噪声的脉冲拖尾,同时较好保持了目标信号之间的互相关特性,从而保证了信号时延估计的准确性。同以往算法相比,本算法不仅降低了计算复杂度,而且对于衰落信号的时延估计具有更强的稳定性。理论证明和仿真结果均表明,该算法比GCC、FLOC、GCF和非线性变换等算法具有更好的时延估计有效性和准确度。      

近场非圆信号参数快速估计算法

该文基于对称的均匀线阵提出了一种近场非圆信号参数的快速估计算法,算法基于信号的非圆特性以及阵列的对称性对近场导向矢量进行解耦,并利用多项式求根取代传统的谱峰搜索对近场源的角度及距离参数进行快速估计。基于给定的阵列结构,建立非圆信号参数估计的多项式数学模型,然后对其进行求根即可获得近场信号源位置参数。所提算法采用多项式求根的方法有效地降低了运算复杂度,同时利用信号的非圆特性提高了参数估计的自由度(DOF)。通过性能分析和计算机仿真实验可以看出该算法能够分辨更多的近场非圆信号,并且参数估计性能有所提升,更接近于近场源参数估计的克拉美罗界(CRB)。      

MC-SAR改进正交子空间相位误差估计算法

方位多通道SAR用于高分辨率宽测绘带成像有着广阔的前景,然而通道失配引起的通道相位误差会较大地影响成像的质量。针对这一问题提出了一种改进正交子空间(OS)算法用于校正通道相位误差。改进OS算法的通道相位误差估计考虑了天线方向图加权,并利用全部多普勒频点信号子空间与噪声子空间的正交约束条件建立代价函数,从而得到相位误差估计的最优值。该方法有效克服常规正交子空间算法利用单个多普勒频点估计通道相位误差时的不稳健问题。基于机载实测数据的实验验证了改进OS算法的有效性和稳健性。     

Alpha稳定分布噪声环境下类M估计相关的DOA估计新算法

提出了一类适用于Alpha稳定分布随机变量的统计量—类M估计相关（MELC）,通过构造阵列输出的类M估计相关矩阵,提出了适用于Alpha稳定分布噪声环境下的波达方向（DOA）估计新算法,即MELC-MUSIC算法。仿真实验表明,在Alpha稳定分布噪声环境下,MELC-MUSIC算法在抗噪声特性、多源信号分辨性以及对不同形式信号（圆对称信号或非圆对称信号）的适应性方面获得比基于分数低阶统计量（FLOS）的MUSIC方法更好的估计性能。     

雷达目标角度跟踪环路滤波器设计新方法

角度跟踪环路在机载雷达对目标的距离、速度、角度3维联合跟踪中起着至关重要的作用。该文分析指出传统采用卡尔曼滤波算法形成角度跟踪环路对机动目标角度进行跟踪时跟踪精度低,角跟踪误差收敛速度慢的缺点,提出弯曲度检测跟踪环路滤波器(Bend Degree Tracking Loop Filter, BDTLF)设计方法,其利用弯曲度检测角度曲线拐点,自适应地调节环路滤波器环路等效噪声带宽,并以此来控制角度跟踪环路。此算法加快了角跟踪误差的收敛速度,减轻了拐点处的角度滤波扰动,保持了滤波性能的连续性。计算机仿真结果验证了该文方法相比于卡尔曼滤波算法、粒子滤波算法、-- 滤波算法及恒定系数环路滤波器方法,对弱机动目标角度跟踪具有更加出色的性能。     

基于幅相误差阵列的远近场混合信号超分辨测向方法

大多数的超分辨测向方法都需要掌握准确的阵列流型,然而在实际应用当中,各阵元通道对信号的幅度增益和延时往往不一致,使得真正的阵列流型和它的理论模型之间存在一定的误差,最终造成测向性能的下降.针对这个问题,论文提出了一种基于幅相误差阵列的远近场混合信号超分辨测向估计方法.首先对信号的空间谱函数进行变换判断出远场信号方向,接着根据远场信号子空间和噪声子空间的正交性估计出阵列误差并对数据进行校正,在此基础上通过矩阵分解判断出近场信号方向,同时还能够实现近场信号的定位.所提方法直接对信号空间谱函数分母的多项式求根得出信号方向和近场信号距离,回避了谱峰搜索的过程,在保证一定精度的前提下大大提高了计算速度.     

一种基于APPA的码辅助载波同步算法

在低信噪比环境下,小的频偏和相偏的存在会使Turbo编码系统的译码性能恶化,所以必须结合迭代译码系统,对信号的残留频偏和相差进行估计。该文提出一种改进的残留频偏载波相位估计算法后验概率辅助(APPA)相位估计,该算法将译码器输出的外信息用于辅助迭代的相位估计。环路滤波器将相位误差信号转换成控制信号,控制数控振荡器的输出,这样可以得到待估计的相位误差。仿真表明,在极低信噪比下(比如,SNR-7.8 dB)该算法在同时存在频偏和相偏的时候能正常工作,其性能非常接近理想同步条件下的性能。     

四相鉴频器辅助的高动态BOC信号载波跟踪

叉积鉴频器的输出频率范围比较窄,捕获信号以后的多普勒频偏可能不在其跟踪范围内。针对此问题,提出了使用四相鉴频器( FQFD )算法辅助已经成型的二阶锁频环加三阶锁相环模型。首先,利用四相鉴频器的非线性特性将接收信号频偏大步长牵引到较低范围,然后使用锁频环消除其大部分动态性,最后利用锁相环跟踪精度高的特点实现高动态二进制偏移载波( Binary Offset Car-rier,BOC)信号载波的快速准确跟踪。在分析各跟踪模块算法的基础上,讨论了其本身的热噪声误差、动态适应力以及最优带宽等相关问题,理论分析和仿真结果验证了该方法比原有跟踪算法提高了300 Hz左右的鉴频范围,并且跟踪效果良好。     

基于PL-EPLL的未知时变窄带噪声有源控制方法

针对船舶动力机械装置未知时变窄带噪声的有源控制问题,基于锁相环信号跟踪生成原理,通过在锁相环中引入次级通道执行机构,推导了新的未知时变窄带噪声有源控制方法.首先,通过EPLL（Enhanced Phase Locked Loop）环节中引入次级通道,形成基于EPLL的未知时变窄带噪声有源控制方法;其次,通过近似分析得到其等效线性差分方程,研究了窄带噪声信号幅值和次级通道特性对算法收敛性能的影响;再次,通过引入幅值归一化和次级通道归一化改进措施,提出了基于Pseudolinear（PL）-EPLL的窄带噪声控制方法.相比原方法,改进算法幅值、频率/相位收敛方程的收敛特性与窄带噪声信号幅值和次级通道特性无关,对不同强度分量的多频窄带噪声控制,具有较为一致的收敛速度.最后,通过仿真分析,验证所提出方法的有效性.     

INS辅助GPS载波跟踪环分析

高动态环境会造成较大的多普勒频移,这使得一般的GPS接收机在没有外界辅助的情况下难以可靠工作.为了同时满足高动态GPS接收机动态性能和噪声抑制两方面的需要,GPS/INS紧耦合系统利用INS的信息辅助GPS接收机的载波跟踪回路.对紧耦合系统的关键技术--INS辅助GPS载波跟踪回路进行了系统分析,阐述了INS信息辅助G...     

Noise and False-Lock Performance of the PSK-Tanlock Loop

The tanlock modification of the phase detector characteristics of a phase-lock loop can be used to increase the linear range of operation of the S-curve of an analog loop, hence increasing the tracking and acquisition ranges without increasing the loop gain. The phase-shift-keying tanlock loop is a realization of this modification for the coherent demodulation and tracking of a PSK suppressed carrier signal. In this paper we consider the PSK-TLL loop performance in the presence of additive noise. The equivalent noise source used with the baseband model of the loop is derived. Both linear and quasi-linear approximations are considered for evaluation of the phase error variance (mean-square tracking error) of the loop. The false-lock performance of the PSK-TLL due to distortion of the digital data caused by the limited bandwidth of the arm filters is also considered. Results are obtained for both NRZ and Manchester encoded data symbols.     

Performance Analysis of Demod-Remod Coherent Receiver for QPSK and SQPSK Input

A demod-remod coherent tracking loop for QPSK and SQPSK is described and analyzed in [1]. Those results are used to obtain the power spectral density of the equivalent noise of the tracking loop and the probability density function of the steady-state phase error, The effects of the IF and arm filters on the statistics of the noise and QPSK signal are developed. The results of performance computations are presented.     

抗干扰GPS接收机中角度、频偏和时延的联合估计及跟踪方法

全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System ,GNSS）应用广泛，但是卫星信号很小，容易受到干扰。传统的使用功率倒置的方法使用空时级联的方式，只能对所有导航卫星形成一个波束，限制了干扰的抑制性能。本文以GPS为例，提出了一种基于空时联合处理的多天线抗接收机的结构。在捕获阶段，先利用子空间分解求出干扰空间，进行投影后利用GPS信号结构实现角度和小数倍频偏的联合估计，从而分别对每颗卫星做波束形成，提高了干扰抑制能力。在跟踪阶段，在单天线跟踪环路的基础上增加角度跟踪环路，实现同时对角度、频偏、时延的跟踪。与已有的基于空时联合处理的方法相比，本文方法在不降低性能的前提下降低了实现复杂度。数值仿真结果表明，捕获阶段角度估计性能得到了提升，捕获概率增大，抗干扰能力也较传统的功率倒置方法有了大幅提升。      

Effect of optical amplifier noise on laser linewidth requirementsin long haul optical fiber communication systems with Costas PLLreceivers

The impact of optical amplifier noise is analyzed in investigating the performance of optical long-haul PSK homodyne communication systems with Costas phase locked loop (PLL) receivers. The laser linewidth requirement for an optically amplified system becomes relaxed in comparison with the system with no optical amplifier, owing to the fact that the effect of incomplete phase tracking becomes less important as a larger signal power is demanded to maintain a fixed bit-error rate. Also, it is found that the power splitting ratio regarding the power distributions for the I-arm and the Q-arm of a Costas loop can vary in a wide range without having much influence on the performance of an optically amplified system. As a matter of fact, the power penalty induced by incomplete phase tracking for a system with a large number of cascaded optical amplifiers is mainly due to the finite phase error and not due to the power splitting ratio, and this may fail a previously-reported method for finding the required laser linewidth by assigning a certain amount of power penalty that is due to the power splitting ratio     

联合到达时间估计的长基线测向相位解模糊算法研究

基线长度是影响测向精度的重要因素.长基线测向精度高,但基线长度大于半波长时会出现相位模糊.现有的相位解模糊算法大多限制了基线长度.本文在多基线比值法解模糊的基础上结合到达时间估计,提出了一种减小了基线长度限制条件的相位解模糊算法来实现长基线窄带信号测向.仿真结果表明,本算法解模糊概率不受基线长度影响,并且针对不同入射角的信号解模糊能力相同,在适当信噪比条件下能通过设置基线长度达到较高的测向精度.     

一种归一化QPLL的未知时变谐波噪声主动控制算法

针对船舶机械未知时变谐波噪声的主动控制问题,基于正交锁相环原理,提出了一种归一化QPLL（Quadrature Phase Locked Loop）的未知时变谐波噪声主动控制方法.通过在相位/频率更新结构中引入参数调整因子,形成一种改进的QPLL结构;引入次级通道,设计并提出了基于QPLL的未知时变谐波噪声控制算法.首先,通过平均化理论和线性化方法,分析该算法的稳定性,指出了次级通道特性和谐波信号幅值对该算法收敛性能的影响;其次,基于分析结果,引入次级通道、幅值归一化措施,形成一种归一化的未知时变谐波噪声主动控制算法,提升稳定性能和收敛速度;最后,通过仿真验证了归一化改进措施对未知时变谐波噪声主动控制算法综合性能的改善效果.