高动态多普勒频率估计及其Cramer-Rao界

用泰勒级数展开的形式表示高动态的多普勒频率参数,推导分析了对各阶频率参数估计的最大似然估计器(MLE)及其估计误差的Cramer Rao界;描述了最大似然估计器和扩展卡尔曼滤波器(EKF) 对各阶频率参数的估计模型;并以均方根估计误差和失锁概率为性能指标,通过对同一模拟的接收机高动态轨迹的跟踪估计,比较了两种不同估计技术的基本性能。     

多普勒频率变化率快速最大似然估计辅助的高动态载波跟踪环路

高动态环境下接收信号含有较大的多普勒频率及其变化率,传统载波跟踪方法难以在高动态应力和跟踪精度两方面取得较好折中,针对这一问题该文提出一种多普勒频率变化率快速最大似然估计方法,并利用估计值辅助载波跟踪环路。首先指出了多普勒频率及其变化率的最大似然估计可等效采用分数阶傅里叶变换(FrFT)来实现;其次,针对频率及其变化率2维搜索运算量大的问题,提出一种瞬时自相关与分段离散傅里叶变换(DFT)求相位差相结合的频率变化率估计方法,根据粗估值可大大缩小搜索范围;最后,利用估计值辅助载波跟踪环路,降低动态应力,提高跟踪精度。理论分析与计算机仿真表明,在典型高动态参数条件下,输入信噪比为-30 dB时,搜索运算量降为原来的5.25%,输出频率的均方根误差仅为8.46 Hz/s,和传统载波跟踪方法相比,灵敏度提高3 dB以上。     

OFDM载波频率偏差的校正技术

着重阐述了利用保护时隙估计OFDM载波频率偏差的最大似然估计算法,并对估计性能进行了分析;给出了载波频率偏差的最大似然估计在多径瑞利信道条件下的计算机模拟结果。此外,针对最大似然估计算法存在的不足,提出了采用相关检测技术对载波频率偏差进行初始捕获的方法。     

线性调频信号参数快速估计

线性调频(LFM)信号参数检测是对SAR对抗的一个重要问题，本文在对用Radon—Wigner变换、快速解线调和最大似然(ML)估计和分析LFM信号的基础上，给出一种消除ML估计带来旁瓣的方法，进一步提出了一种局部快速搜索的最大似然估计法，并用于LFM信号的起始频率和调频斜率等参数的估计。最后给出了三种快速算法的计算机模拟结果。     

跳频信号的归一化多普勒频差最大似然估计

针对双站定位涉及的跳频信号多普勒频差估计问题,提出了归一化的频差最大似然估计算法,利用两个定位站接收到的跳频脉冲串信号,构建一个关于基准跳频频率多普勒频差的似然函数,通过网格搜索得到使似然函数最大的多普勒频差估计,既解决了跳频信号在不同跳频频率上多普勒频差不一致的问题,又充分利用在不同频率的脉冲串信号提高了多普勒频差估计精度。通过仿真对算法的性能进行了评估,结果表明,与基于子空间的算法比较,在脉冲数达到240个时,所提算法执行效率提升30%以上。     

基于MUSIC和ML方法的MIMO系统参数估计

该文提出了一种基于MUSIC和ML方法联合估计MIMO系统频偏和信道增益的算法,该算法首先使用MUSIC方法估计出多个发射天线到某一接收天线的频偏子集,然后利用最大似然方法在这个有限子集中分离出不同天线对之间的频偏,最后在频率同步的基础上利用最大似然估计器对信道增益进行估计。该算法解决了在估计多个频偏时直接使用最大似然估计进行多维搜索的问题,将多维搜索转化为一维搜索,降低了算法的复杂度。     

最小均方误差光强估计技术

开关键控直接检测光通信系统需要对信号光强进行估计,提出了利用最小均方误差估计技术,并通过 仿真同最大似然估计进行了比较,可以看出最小均方误差估计器在弱湍流情况下优于最大似然估计器。     

线性调频信号参数快速估计

线性调频(LFM)信号参数检测是对SAR对抗的一个重要问题,本文在对用Radon-Wign er变换、快速解线调和最大似然(ML)估计和分析LFM信号的基础上,给出一种消除ML估计带来旁瓣的方法,进一步提出了一种局部快速搜索的最大似然估计法,并用于LFM信号的起始频率和调频斜率等参数的估计。最后给出了三种快速算法的计算机模拟结果。     

最小均方误差光强估计技术

开关键控直接检测光通信系统需要对信号光强进行估计，提出了利用最小均方误差估计技术，并通过仿真同最大似然估计进行了比较，可以看出最小均方误差估计器在弱湍流情况下优于最大似然估计器。     

噪声中信号时变参数的最佳解调

本文研究了在噪声中信号时变参数的非线性估计,提出了瞬时最大似然估计的概念,证明了这个瞬时最大似然估计是渐近充份的,给出了最佳估计的新途径;其实质是把信号时变参数非线性估计这样一个难题,分解为求出瞬时最大似然估计和对瞬时最大似然估计的最佳处理。文中定义实现瞬时最大似然估计的装置为最佳差调器,给出了它的一般构造。 附录比较了本文和D.C.Youla及D.L.Snyder等文的结果。     

基于重要性抽样的最大似然方位估计方法

最大似然估计是公认的最佳估计器,但是计算量很大.为了解决它的计算量大的问题,本文把蒙特卡罗方法与最大似然方位估计相结合,提出一种基于重要性抽样的最大似然方位估计新方法(Maximum Likelihood DOA Estimator Based on Importance Sampling,简称ISMLE).研究结果表明,ISMLE方法不但保持了原最大似然方位估计方法的优良性能,而且大大减小了计算量,把原方法的计算复杂度从O(L^K)减少到O(K×H).     

无线信道中OFDM系统的频偏估计

OFDM技术作为一种适用于高速无线传输的调制技术近年来越来越受到关注。但 OFDM系统的显著问题是对频率偏移十分敏感。针对OFDM信道传输系统,提出了一种频率 偏移估计算法。该估计器采用内插技术,通过频域来实现,与传统的最大似然估计器相比,该 算法具有良好的性能和较简单的结构。     

一种基于非线性高频波形的双通道参数估计器

传统的跟踪雷达中使用多普勒滤波器组结构的距离、速度联合估计器是理论上的最大似然估计器,这种估计器结构复杂开销大,在多目标环境下对小目标检测的损失,在对具有比较宽的多普勒响应范围的非线性调频（NonLinear Frequency Modulation,NLFM)波形优化设计的基础上,文章提出了一种双通道非线性调频脉压结构的参数估计器,并分析了其理论性能,给出了相应的仿真结果。     

一种基于非线性调频波形的双通道参数估计器

传统的跟踪雷达中使用多普勒滤波器组结构的距离、速度联合估计器是理论上的最大似然估计器,这种估计器结构复杂开销大,在多目标环境下对小目标检测有损失．在对具有比较宽的多普勒响应范围的非线性调频（NonLinear Frequency Modulation,NLFM）波形优化设计的基础上,文章提出了一种双通道非线性调频脉压结构的参数估计器,并分析了其理论性能,给出了相应的仿真结果．     

基于LS-SVM的电力线通信网络载波频率估计

针对电力线通信网络信号载波频率估计问题,文中将其转化为模式识别问题,并导出了最小二乘支持向量机(LS-SVM)估计器。该估计器可以有效地对信号载波频率进行估计且不需要观测数据的统计知识,并且估计性能对载波相位不敏感。仿真结果表明,在低信噪比下,由于基于分类的方法不具有非线性估计的阈值效应,因此与传统的最大似然估计(LM)方法相比,所提出的估计方法具有更好的性能。     

OFDM系统中基于导符号和判决数据的频率跟踪环路

在相干正交频分复用(OFDM)系统中为跟踪多径信道的实时变化通常在时频网格上插入导符号来进行信道估计.对利用这些导符号结合判决数据进行频率跟踪的算法作了进一步的研究.在时域和频域都重新推导了频偏的估计结果,经过合理近似,得到了时域最大似然估计的近似解;在频域推导了另一种形式的似然函数,得出了最大似然估计的解析表达式.新的频率跟踪算法降低了计算量,提高了频率同步的精确度.     

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。     

基于最大似然估计的锁频环改进算法

在森林、室内、高空轨道等弱信号环境中,卫星导航接收机已不能使用传统锁频环正常跟踪接收信号多普勒频率,针对这一问题,基于最大似然估计提出了一种改进的锁频环算法,在传统锁频环混频器之前加入最大似然估计模块,给出了该算法的推导过程,结合传统锁频环的实现结构,提出一种整合了该算法的实现方案。仿真结果表明,该算法比传统锁频环在频率跟踪性能上有很大的改进。     

接收机

0623323卫星导航接收机信噪比分析[刊,中]/高玉龙//电讯技术．—2006,46(3)．—106-109(G)用噪声温度的概念给出了卫星导航接收机射频前端的噪声,分析A/D转换器和码环不同步带来的噪声。根据上述结论设计的卫星接收机的各项技术指标都达到了先进水平,验证了本文的合理性和正确性。参4 0623324高动态GPS信号模糊函数估计器及其CRB研究[刊,中]/吕艳梅//装备指挥技术学院学报．—2006,17 (3)．—67-72(C)提出了一种新的适用于高动态环境GPS信号捕获跟踪的参数估计方法——模糊函数方法。在假定高信噪比的条件下,推导了模糊函数估计器的估计方差以及Cramer-Rao界(Cramer-rao bounds,CRB)；通过模拟仿真,得出了采用模糊函数算法对高动态环境GPS信号的时延和多普勒频移进行联合估计是渐近无偏和渐近有效的结论。参4     

高动态环境的GPS信号接收及其算法研究

高动态环境存在较大的多普勒频移,这使得普通的GPS接收机在没有惯导辅助的情况下很难可靠工作。为了同时满足高动态GPS接收机动态性能和跟踪误差两方面的需要,本文提供了一种以DSP为核心的高动态GPS接收机设计方案,并对其各模块的功能进行了详细的解释说明。为了帮助DSP的设计,本文还研究了3种适应高动态环境的GPS信号参数估计算法,包括最大似然估计算法,卡尔曼滤波算法和频率扩展卡尔曼滤波算法。通过仿真,比较分析了这3种算法的估计精度和动态跟踪能力等性能。并对高动态GPS中的DSP实用化的设计方案进行了探讨分析。