改进的基于最大似然估计的多通道InSAR高程重建方法

在通过InSAR技术获取地表数字高程模型(DEM)的应用中,为了提高该技术对大斜坡或突变等复杂地形的测绘能力,解决单基线情况下的高度模糊问题,可以利用多通道(多频率或多基线)InSAR技术实现。该文比较了最大似然估计法(ML)和最大后验概率估计法(MAP)的性能,并在最大似然估计法的基础上增加了坏点判断和加权均值滤波的环节,通过聚类分析和与相邻点的关系来判断目标像素是否为误差比较大的坏点,然后再利用加权均值滤波的方法将这些坏点剔除。这样,既保留了ML估计法速度快的特点,又提高了DEM的精度。仿真结果表明,在相同条件下,该方法既能保持较好的精度,同时又大大提高了算法的运行效率,非常有利于大规模数据的处理。     

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。     

基于EM算法的极大似然分布式量化估计融合新方法

该文针对水下目标探测中的多传感器分布式量化估计融合问题,建立了分布式量化估计融合模型,在考虑信道噪声且其统计特性不完全已知条件下,充分利用EM算法在观测数据缺失时参数估计的优越性,提出了一种基于期望极大化(EM)算法的极大似然分布式量化估计融合新方法。该方法将未知的水声信道噪声参数以及局部量化器量化概率建模为EM算法中二元高斯混合模型参数,利用极大似然估计方法的估计不变性得到目标参数的估计融合结果。仿真实验表明：该方法在局部传感器观测样本数目大于5000和信噪比大于6 dB时与已有理想信道条件下的估计方法性能相当,该方法为水下目标探测中分布式量化估计融合系统的工程实现提供了理论依据。     

基于FFT滑动平均极大似然法的正弦信号频率估计

该文基于正弦信号采样序列的FFT频谱,利用谱图上多条显著谱线与峰值谱线实部之间的关系,推导建立了一用于信号频率估计的滑动平均模型,基于此模型得出的极大似然频率估计器结合传统的Quinn方法后得到一种新的基于FFT谱滑动平均极大似然估计算法。仿真实验表明该算法精确有效,估计性能优于Rife,Quinn法,十分接近CRLB下限,计算量不大且信噪比门限要求可降至-9dB左右。     

基于先验信息的M-APSK信号迭代信噪比估计

该文提出了一种适合多进制振幅移相键控信号信噪比估计的迭代算法。给定先验信息的条件下,由经过平坦衰落的多进制振幅移相键控信号的概率分布出发,对其对数期望求导得到信噪比参数和数据的关系,引入数据可信度更新信噪比参数,从而获得相应的迭代算法。与已有的矩方法相比,该文提出的基于先验信息迭代算法在迭代四次,互信息大于0.4以上时性能优于已有非数据辅助算法,而无先验信息下的五次迭代时中高信噪比下优于矩方法。     

基于扩维的多通道联合频率和到达角估计

针对宽频段信号的时空欠采样问题,该文提出基于扩维的多通道联合频率和到达角估计方法。在时间和空间均欠采样的情况下,该方法实现了频率和到达角的2维无模糊估计。通过构造空时2维无模糊阵列结构,将多个采样通道联合扩维,解决了时间欠采样问题;将多个快拍通道联合扩维,克服了空间欠采样问题。同时,为了降低运算量,利用时域滤波技术,将频率和到达角估计进行时空级联,得到了自动配对的频率和到达角无模糊估计值,且避免了高维特征值分解和2维谱峰搜索,减少了运算量。仿真结果验证了该方法的有效性。     

Estimation of carrier frequency offsets for MIMO systems with distributed transmit antennas

The problem of estimating the carrier frequency offsets in Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) systems with distributed transmit antennas is addressed. It is supposed that the transmit antennas are distributed while the receive antennas are still centralized, and the general case where both the time delays and the frequency offsets are possibly different for each transmit antenna is considered. The channel is supposed to be frequency flat, and the macroscopic fading is also taken into consideration. A carrier frequency offset estimator based on Maximum Likelihood (ML) is proposed, which can separately estimate the frequency offset for each transmit antenna and exploit the spatial diversity. The Cramer-Rao Bound (CRB) for synchronous MIMO (i.e., the time delays for each transmit antenna are all equal) is also derived. Simulation results are given to illustrate the per- formance of the estimator and compare it with the CRB. It is shown that the estimator can provide satisfactory frequency offset estimates and its performance is close to the CRB for the Signal-to-Noise Ratio (SNR) below 20dB.     

一种估计ISAR成像转角的新方法

ISAR成像中的转角估计是进行正确成像的先决条件。该文从分析目标回波信号入手提出了一种新的转角估计方法,对目标转动时不同距离单元回波数据近似为多分量三次相位信号,通过理论推导,得出每个信号分量的三次相位系数与一次相位系数成正比的结论,其比例系数为目标转动的角速度平方,然后采用最大似然方法估计三次相位信号参数,进而得到总转角。外场实测数据结果验证了该文方法的有效性。     

基于SSME的DS/SS信号码速率估计算法

针对直接序列扩频(DS/SS)信号的码速率盲估计问题,该文提出了一种基于分离符号矩估计(SSME)的新算法。在加性高斯白噪声(AWGN)背景下,通过分析直扩信号符号速率和码片速率以及码片速率与信噪比之间的关系,论证了该算法的有效性。计算机仿真结果表明,该算法在较低的信噪比下可正确地估计出直扩信号码片速率,且可通过增加采样数据长度来提高码片速率估计的精度。     

一种融合残差点信息的改进的多基线InSAR高程重建方法

针对不连续地形难以精确重建地形高程的问题,将干涉图残差点和相邻像素点差异比较相结合的坏点判断方法与基于全变分能量函数的最大后验估计算法结合起来,该文提出一种改进的多基线InSAR高程重建方法。该方法利用干涉图残差点和相邻像素点差异比较对不连续点计算原理的不同,对基于全变分能量函数的最大后验估计算法重建的预估地形高程图进行坏点判断,有效判断出高程图不连续点中由于噪声或计算误差引起的坏点,并对预估地形高程图中坏点进行适当加权更新获得最终估计的地形高程图。该文算法在保留基于全变分能量函数的最大后验估计算法简便的优点的同时提高了目标地形高程的估计精度。最后通过2种不同类型地形的仿真实验,表明该方法简单有效。     

基于混沌寻优的DOA估计

提出用混沌优化的方法来实现阵列信号波达方向(DOA)的极大似然估计。基于混沌运动的遍历性、内在的随机性、规律性等特点的混沌优化算法是一种有效的全局优化算法,其计算复杂度较低。仿真结果表明该文提出的方法在获得与AP算法相当测向精度和测向分辨率的情况下有更低的计算量;在相干信号的情况下,其性能比AP算法有较大的提高;同时其基于轨道搜索的结构易于并行实现,以进一步满足实时性的要求。     

利用低秩先验的噪声模糊图像盲去卷积

单幅图像盲去卷积的目的是从一幅观测的模糊图像估计出模糊核和清晰图像。该问题是严重病态的,尤其是观测图像中噪声不可忽略时更具挑战性。该文主要针对如何有效利用低秩先验约束进行噪声模糊图像盲去卷积问题,提出一种在交替最大后验(MAP)估计框架下利用低秩先验约束的单幅噪声模糊图像盲去卷积方法。首先,在估计中间复原图像时,利用低秩先验约束对复原图像中的噪声进行抑制。然后,采用降噪后的中间复原图像估计模糊核,得到更好质量的模糊核估计。迭代上述两个操作获得最终可靠的模糊核估计。最后,根据所估计的模糊核,通过非盲去卷积方法复原出清晰图像。实验结果表明：所提方法在定量和定性评价指标上优于已有的代表性方法。     

短采样宽带信号方位估计快速算法

该文针对短采样宽带信号近似最大似然(AML)方位估计计算量大的问题,将马尔可夫蒙特卡罗方法与近似最大似然方位估计相结合,提出一种基于Gibbs抽样的近似最大似然方位估计新方法(Approximated Maximum Likelihood DOA estimator based on Gibbs Sampling, AMLGS)。研究结果表明,AMLGS方法不但保持了原近似最大似然方位估计方法的优良性能,而且显著减小了计算量。把原方法的计算复杂度从O(LK)减少到O(KJNs)。     

基于STFAP的MIMO雷达运动目标参数估计的CRB研究

多发多收(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)雷达在目标检测、参数估计等方面具有显著优势。目标参数估值的CRB被证明是系统设计和空时自适应处理(STAP)性能分析中的有力工具。该文针对采用频分正交信号的共置天线MIMO雷达,首先建立基于MIMO雷达的目标和杂波空-时-频信号模型;在此基础上,研究基于空-时-频自适应处理(STFAP)的MIMO雷达地面运动目标角度和多普勒参数最大似然估值的克拉美-罗界(CRB);最后通过CRB性能仿真分析验证了MIMO雷达STFAP有效消除动目标检测盲速,提高目标参数估计精度的优势。     

广义Pareto分布海杂波模型参数的组合双分位点估计方法

广义Pareto分布的复合高斯模型可以很好地描述高分辨低擦地角对海探测场景中海杂波的重拖尾特性,实现该杂波模型下双参数的有效估计对雷达检测性能具有重要意义。对此,该文提出一种双参数的组合双分位点(CBiP)估计方法。该估计方法基于低阶多项式方程的显式求根表达式,充分组合利用回波中的样本信息,旨在实现高精度的双参数估计过程。此外,考虑到实际雷达工作中存在岛礁、渔船等造成的功率异常大的野点样本时,不同于传统的矩估计、最大似然(ML)估计等方法,组合双分位点估计方法仍可保持估计性能的鲁棒性。仿真及实测数据实验表明,在纯杂波环境中,组合双分位点估计方法可以实现与最大似然估计方法近似的估计精度,若存在异常样本,组合双分位点估计方法的估计性能优于上述几种传统估计方法。     

基于秩减估计器的L型阵列二维波达角估计算法

针对L型阵列2维波达角(2D-DOA)估计问题,该文提出了一种新的基于秩减估计器的算法。该算法利用辅助角将2D-DOA估计问题转换为两个级联的1D-DOA估计问题：首先采用基于传播算子的秩减估计器获得高精度的辅助角估计;其次利用辅助角估计结果获得某一入射角的一元代价函数,借鉴root-MUSIC算法通过对多项式求根获得某一入射角估计,而另一入射角估计可由已得角度估计和辅助角估计通过简单转换获得且两入射角之间无需配对。运算量分析表明,该算法运算量与JEADE算法接近,大于CODE和root-MUSIC算法。仿真实验验证了该算法在不同信噪比、快拍数目条件下可获得高精度的DOA估计结果。     

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。     

盲匹配滤波接收机中的一种改进方法

将零逼近和最小均方估计算法运用于盲匹配滤波接收机(MFR)中，并对这两种算法所得到的比特误码率(BER)作了仿真比较。在噪声存在时，使用常系数算法(CMA)对信道进行估计的效果变差；为此，改用了最大似然序列估计算法(MLSE)并对匹配滤波器(MF系数进行了修正，同时使用Matlab进行了仿真，仿真结果表明：MLSE方法在低信噪比时使接收机表现出良好的性能。     

线性调频连续波信号的周期分数阶Fourier变换检测与估计

分数阶Fourier变换(FRFT)对LFM信号具有最优检测能力,但对线性调频连续波(LFMCW)信号的检测与估计是次优的。由于LFMCW信号可视为LFM信号的周期拓展,基于FRFT对LFM信号的能量聚集和相干累积思想,该文提出一种新的信号处理方法周期分数阶Fourier变换,以实现对LFMCW信号的检测和估计。周期分数阶Fourier变换的核函数可以与LFMCW信号实现最佳匹配,理论分析和仿真实验表明,随着观测时间的增加,可以实现对LFMCW信号的渐进最优估计,具有比FRFT更优的检测性能。     

采用Radon-Wigner变换的二维波达方向估计

针对宽带多线性调频信号2维波达方向(2-D DOA)估计精度低的问题,该文提出了一种基于Radon-Wigner变换(RWT)的2-D DOA估计方法。该方法利用RWT在多目标环境下能够有效抑制交叉项干扰和噪声,具有很好的时频汇聚性特点,通过峰值搜索确定目标个数并重构信号阵列,最后利用MUSIC空间谱分析方法实现了对多个LFM信号的2-D DOA估计。仿真实验表明,基于RWT的DOA估计方法能对非平稳信号进行有效的2-D DOA估计。