多循环频率循环时延估计方法及性能分析

由于单循环频率循环估计子估计性能对循环频率的选择有较大的依赖性,使其在实际应用中受到了较大的限制.为解决该问题,文章研究并给出了多循环频率循环时延估计方法,还详细推导得到了多循环频率估计子组的估计均方误差.在平稳高斯白噪声和慢变化时变高斯白噪声条件下对BPSK和QPSK信号的仿真结果表明,较高信噪比时(SNR＞-6dB)循环估计子组的估计理论精度与仿真精度基本上是一致的,并且三循环频率循环估计子组估计性能要优于双循环频率循环估计子组,而双循环频率循环估计子组的估计性能要优于单循环频率循环估计子.仿真结果充分说明了文章理论分析的正确性,也说明了多循环频率循环时延估计方法的有效性及估计算子的稳健性.     

循环互相关时延估计算法在合作目标测距中的应用

为了克服传统信号TDOA估计的不足,本文基于循环谱和循环谱密度函数的基本定义,给出了BPSK直序扩谱信号的循环谱密度函数,提出了利用循环互相关法对合作目标测距信号进行时延估计的算法。该算法利用信号的循环平稳性去除接收信号中的非循环平稳信号和不同循环频率的循环平稳信号,用循环统计量方法替代传统的二阶统计量方法,通过MATLAB进行仿真验证,并与广义互相关法进行了仿真比较,得到很好的TDOA估计效果。     

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。     

改进SSMUSIC超分辨多径时延估计算法

传统的MUSIC超分辨时延估计技术是直接基于测量数据,其性能往往只对宽带且频谱近似平坦的信号较优,而对窄带信号估计性能较差。针对上述问题,本文通过利用谐波频率估计模型和DOA (Direction of Arrival)估计模型之间的等价性,将时延估计问题转化为谐波频率估计问题,提出了一种改进SSMUSIC(Signal Subspace Scaled Multiple Signal Classification)超分辨多径时延估计算法。改进后的算法采用平滑的思想和SSMUSIC算法的思想构造协方差矩阵和MUSIC谱,实现了对多径时延的超分辨估计。仿真表明,该算法能够实现对窄带信号多径时延超分辨估计且具有DP(Direct-Path)不模糊和谱峰陡峭的特点,估计性能优于传统的超分辨算法。      

基于HHT时频图的时延估计方法

时延估计方法主要有广义相关法、相位数据法以及自适应时延估计法等。对于水中爆炸冲击波这种瞬态、非平稳信号的时延估计,常用的时延估计方法存在一定的误差。针对爆炸冲击信号的特征,利用HHT变换在处理非平稳信号的优势,提出了一种基于希尔伯特黄时频图的时延估计方法。该方法首先将信号进行EMD分解,然后得出爆炸信号的时频图,最后根据时频图中能量最大的频率所对应的时间得出时延估计。仿真实验表明,该方法能够有效、精确地对爆炸冲击信号进行时延估计。     

卫星信道下混合信号频偏的估计方法

针对非协作卫星通信场合中同调制参数的MSK单通道混合信号的载波频偏估计问题进行研究,推导了卫星信道条件下MSK混合信号的循环谱表达式。通过搜索零频率处循环频率轴上的大强度谱线进行混合信号频偏估计,并针对谱线选择时存在的模糊问题,利用循环谱快速算法中的泄漏谱线包络辅助进行模糊消除。仿真结果表明在信噪比大于-20 dB时,对混合信号载波频偏估计较为准确。该方法对混合信号载波初相和时延等未知参数影响不敏感,并且不需要任何先验信息,其估计精度能够满足后续信号处理的需要。     

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.     

相位编码信号的谱相关分析与调制参数估计

对BPSK和QPSK信号的谱相关性进行了详细的理论分析,并通过计算机仿真得到了两种信号的谱相关图,最后利用信号谱相关函数特征谱的非零循环频率处峰值的位置估计出信号的载频和码元速率,并通过仿真实验对估计算法性能进行了评估,该方法在低信噪比的情况下也具有较好的估计效果。     

基于最小方差谱估计的循环平稳信号 到达角估计方法

文章提出了基于最小方差谱估计的多循环频率到达角估计方法.通过对指数函数进行Jacobi-Anger展开,将目标方向矩阵近似分解为两个独立矩阵相乘的形式,并构造相应的变换矩阵,将多个不同循环频率处阵列输出信号循环相关函数矩阵进行叠加,再利用最小方差谱估计方法实现对目标到达角的估计.新方法克服了已有基于信号循环平稳特性估计方法只利用信号单个循环频率信息的不足.仿真结果证实了新方法的有效性,同时也证实该方法确实具有较单循环频率SC-SSF方法和传统宽带聚焦方法更好的估计性能.     

低信噪比下周期平稳信号的稳健检测算法

本文提出了一种新的对周期平稳信号进行检测以及对二阶周期循环频率进行估计的算法。该算法利用信号的递归性质构造高阶自相关矩阵,并通过利用周期平稳信号与自相关矩阵特征值和特征向量的关系,对其进行检测以及对循环频率进行估计。传统检测周期平稳信号的算法是通过计算其循环自相关函数或循环谱实现,相比传统算法而言,本算法由于利用到了信号更多的先验信息,因而在较低信噪比以及较低快拍数下对周期平稳信号均能有较好的检测性能。文中仿真实验表明,本文所提算法估计出的伪循环谱相比传统方法估计出的循环谱更为平滑,在相同快拍和信噪比条件下,检测概率均高于传统方法,特别在低信噪比下对检测概率的改善更为明显。