正弦信号参数估计的最小二乘算法

为了提高信号相位匹配原理估计正弦信号参数的精度,提出了一种正弦信号频率、振幅和相位参数的最小二乘估计方法.推导了利用单传感器接收信号的参数估计的最小二乘估计计算公式.给出了已知频带内的未知频率,振幅和相位的信号参数估计的搜索算法;分析了最小二乘法使用的方程数、信噪比和采样频率确定后FFT的序列长度对参数估计精度的影响.理论和仿真结果说明,该方法不仅能降低估计频率带宽以外的噪声,还可降低被估计频率信号带宽内的噪声,提高低信噪比时的信号参数估计精度.该算法简单、快速、具有工程应用前景.     

基于相位匹配原理的波达方向遗传搜索算法

提出了一种将信号相位匹配原理和遗传算法相结合的信号波达方向估计方法.根据信号相位匹配原理的最小二乘解所确定的期望信号能量函数,设计了遗传算法的适应度函数.分析了不同信噪比下阵元数和FFT序列长度对波达方向估计精度的影响,给出了不同信噪比时波达方向估计的Monte-Carlo实验结果.计算机仿真表明,该方法不但可在360°范围内快速搜索波达方向,而且还能同时对信号频率进行参数估计.只估计波达方向时,在信噪比为0dB、8阵元、1024点FFT和种群规模为20的情况下,20代遗传进化就可搜索到精度较高的波达方向;同时进行方向和参数估计也取得较好的效果,证明了该方法的有效性.     

一种基于FPGA的高动态高数据率直扩信号的捕获算法

改进了以快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)为基础的高动态、高数据率直接序列扩频信号快速捕获的算法.详细介绍了算法实现的理论,推导了参数的选择范围,最后采用现场可编程门阵列(field programmable gate ar-ray,FPGA)程序对算法进行了设计与仿真.仿真结果表明,算法通过将相干积累与非相干积累相结合,在一定程度上消除了数据符号跳变对载波频偏估计的影响,有效地提高了低信噪比条件下多普勒频率估计的精度.     

基于相干平均的正弦信号频率估计

文章提出了一种适用于高斯白噪声背景下的正弦信号频率估计新算法.在给定的频率分辨率△f下,以(m-1)f/△f+1,m=1,2…M为起点进行分段,分段长度根据谱估计要求设定.当正弦信号频率fc/△f为整数时,各分段中期望信号全相关,应用相干平均法可获得M倍信噪比增益,FFT分析后其谱极大值对应的频点即为正弦信号频率.当fc/△f不为整数时,由于分段平均引入了相位误差,无法正确进行频率估计.因此可由大到小设定若干频率分辨率△f,在每个△f下按上述方法进行频率估计,当相邻△f下的估计结果一致,或者某个△f下估计的谱极大值远大于次极大时,即可认为频率估计完成.仿真结果表明,基于相干平均的正弦信号频率估计性能优于直接对同样长数据作FFT分析,且计算量小,硬件上更容易实现.     

最低限度通信中多普勒频偏估计算法

针对最低限度通信中多普勒频偏估计范围不足、估计精度较低的问题,提出一种改进的基于相关FFT的直扩信号同步捕获算法.该算法通过补零运算提高算法的估计精度、采用正交扩频序列优化算法的性能.数值分析表明,在低信噪比环境下,改进后的算法能够以较高的精度捕获较大频偏.     

基于宽带欠采样阵列的频率估计算法研究

鉴于宽带欠采样阵列的常规FFT频率估计算法只适用于输入信噪比较高且精度要求不高的单信号频率估计,给出了多组采样频率联合解模糊的方法,在无需增加复杂配对算法的情况下,实现了多信号频率的无模糊估计．针对常规FFT法估计精度不高的问题,提出了一种分级高分辨频率估计方法（CMUSIC算法）．该算法估计精度可达到10kHz级,相对于常FFT法的MHz级提高了至少一个数量级．最后,仿真结果验证了本文所提方法的有效性．     

频点自跟踪自适应频率相位联合估计器及性能评价

基于二阶自适应陷波滤波器的频率相位联合估计器在工程上有着广泛的应用,但其应用前提是参考信号相对输入信号频偏较小.因为随着频偏增大,频率和相位估计的偏差和方差也随之增大.文章分析了自适应频率相位联合估计器的性能及频偏的影响,提出了频点自跟踪自适应频率相位联合估计器,并针对目标辐射噪声信号和主动发射信号的回波进行了仿真.仿真结果表明,相同条件下该估计器较自适应频率相位联合估计器大大减小了估计偏差和方差,可实现无偏估计且使估计方差接近CRLB.这一特性甚至在低信噪比时也保持良好.     

基于EM的多天线信号合成权值估计算法

针对多天线信号合成技术的权值估计问题,提出了一种高斯信道下基于EM算法的权值估计算法,该算法能够实现非数据辅助情况下权值幅度和相位的联合估计,推导了多路情况下相位估计的Cramer-Rao下界（CRLB）。对MPSK和MQAM信号进行大量计算机仿真,结果表明该算法估计精度高,适用于多种调制方式,高信噪比下权值幅度与相位的估计值能够达到CRLB。     

机动目标ISAR自聚焦新方法

针对机动目标提出一种新的自聚焦方法．该方法在平动相位误差估计过程中考虑对方位调频相位的优化估计;通过对多样本信号的相干积累,有效提高低信噪比下的估计性能;结合迭代处理可进一步提高相位误差估计的精度．仿真和实测数据处理结果表明,提出的方法具有比传统方法更好的自聚焦效果和对噪声的容忍性．     

基于子空间分解类算法的高精度频率估计

针对高速全数字解调器中频率估计算法的高精确度及实时性要求,该文深入分析了基于子空间分解类算法的特点,提出了将求根多重信号分类(RMUSIC)法和旋转不变技术估计信号参数(ESPRIT)法分别与快速傅里叶变换(FFT)法相结合的高精度频率估计算法。首先应用RMUSIC或ESPRIT算法对信号频率进行预估计,确定粗略的窄带频率区间后,再应用加窗FFT算法对细化域内的频率进行精估计。此外,为满足不同信噪比条件的需求,提出了一种具有可选结构的高精度频率估计方法。仿真结果与分析表明,该算法极大地提高了已有频率估计算法的精度,具有较快的信号处理速度和良好的抗噪声性能。     

一种高精度空间多载波测距新算法

根据空间精密测距的需求,由多载波最大似然传输时延估计算法的表达式,推导了其克拉美罗界;根据似然函数的形式,提出了一种迭代最大似然时延估计算法．计算机仿真结果表明,所提出的迭代时延估计算法收敛速度快,与使用穷搜索的最大似然方法相比,具有复杂度低的特点; 在信噪比为-10dB的恶劣条件下,同基于相位的多载波测距方法相比精度至少提高了2倍; 随着信噪比的增加,性能趋于克拉美罗界．     

短突发传输系统的联合导频和迭代译码载波同步简

Considering the low estimation accuracy and small synchronization range of carrier synchronization algorithms in low signal to noise ratio (SNR) for short burst communication systems, a joint pilot and iterative decoding soft-output carrier synchronization algorithm is proposed. Firstly, the received pilot sequence is extracted and modulation is removed, with the modulation-removed signals made cross-correlated. Then the summation of all the correlation values is used to perform initial carrier parameters estimation. Secondly, the pilot sequence is reused with the soft-output information based on the extended Turbo decoder to obtain fine frequency and phase estimation values. Theoretical analysis and simulation results show that the coarse estimation algorithm can satisfy the requirements of the frequency estimation range and estimation accuracy, and preamble-middle pilot placement is optimal for a certain length of the data frame; The turbo decoder can obtain more reliable soft-output information with small residual frequency offset after initial coarse synchronization when the normalized frequency offset is less than 1.5×10^-3, with the joint pilot and soft-output of the decoder used to estimate fine carrier parameters, which can make the turbo code achieve optimal BER performance.     

Channel Estimation and Compensation for Underwater Acoustic Pipeline Communication

An estimation and compensation algorithm for underwater acoustic pipeline channel is investigated. A joint time-frequency adaptive signal-to-noise ratio (SNR) estimation based on the maximum likelihood method is introduced firstly, and the Cramer-Rao lower bound (CRLB) is proposed so as to evaluate the performance of the SNR estimation algorithm. For frequency-selective fading channel part, estimation and compensation are made to improve the robustness of the system on the basis of the LMS algorithm. Furthermore,real-time update iteration algorithm in the frequency domain is investigated to realize synchronous receiving and estimation. For verification, simulations and actual data tests were made, and the results show that the algorithm possesses great robustness, efficiency and accuracy inrealization of SNR estimation, signal detection and frequency impulse compensation for the channel.     

改进的三次相位函数法LFM雷达信号参数估计

为了研究对线性调频(LFM)雷达信号的参数估计,提出了利用改进的三次相位函数法对LFM雷达信号进行参数估计.三次相位函数法可提取信号的相位函数的各项系数,并且只需通过二阶非线性变换在信号参数空间形成最大值来进行估计参数,具有较高的精度和良好的低信噪比能力,但是计算量较大.针对三次相位函数法计算量大的问题,提出调频斜率搜索范围设定准则及双尺度调频斜率搜索法,可减少大量计算量,同时保持了低信噪比下的算法精度.仿真测试结果表明,新算法有效地减小了计算量,并且保证了低信噪比下的算法精度,算法性能得到了提高.     

基于单频信号频率估计的载波频偏估计算法

在前向载波频偏估计中,为扩大捕获范围,提高估计精度,在最大似然准则的基础上,给出了一种非数据辅助的前向载波频偏估计算法。该算法利用由自相关函数估计频偏等效为在噪声中估计复单频信号频率的思想,将基于傅立叶变换的复单频信号频率估计方法应用到载波频偏估计中。对于2π／M旋转对称星座,该算法的估计范围扩大到了±1／2MT,并且具有较高的估计精度。计算机仿真结果给出了该算法在估计精度和估计范围方面的性能。     

OFDM系统中新的同步与信道联合估计算法

提出了一种新的基于判决反馈的OFDM同步与信道联合跟踪算法。该算法提取出信道估计结果中包含的同步信息用于实现同步估计,并利用同步估计结果对信道估计结果进行修正,使其尽量逼近真实信道。仿真结果表明该算法在信噪比较大时可以获得较高的估计性能,具有计算量小和实现简单的优点。适当增加块长具有更强的抑制噪声的能力,但却减弱了信道的时变跟踪能力,因此块长的选择必须权衡考虑。     

一种新的宽频带信号频率欠采样估计方法

提出了一种新的基于欠采样技术的宽频带信号频率估计方法．利用两个独立欠采样通道得到的有模糊的信号频率信息，结合一定的解模糊和配对方法得到无模糊的信号频率估计．该方法不受两个欠采样通道间不一致性的影响，且两通道的采样数据可并行处理，增强了算法的实用性．     

Joint pilot and soft information assisted carrier synchronization for short burst SOQPSK signals

To solve the carrier recovery problem with large frequency offset in short burst communication systems using shaped-offset quadrature phase shift keying(SOQPSK), a joint pilot and demodulation soft information assisted carrier synchronization algorithm is proposed. First, coarse synchronization based on a few short pilot sequences is carried out. Then, further fine search is done around the coarse synchronization estimation region. The precise carrier synchronization parameters are obtained based on the maximum-mean-square soft output of SOQPSK. Simulation results show that at E_b/N₀≥0dB the proposed algorithm can eliminate large carrier offsets by as much as half the symbol rate, resist phase confusion and achieve effective carrier synchronization with 30 pilot bits and low computation complexity, achieving a BER performance which is very near the optimal coherent demodulation performance. When BER is in the region of 10^-2～10^-5, SNR degradation is below 0.3dB.