Alpha稳定分布噪声中的韧性投影 近似子空间跟踪算法

 为了克服投影近似子空间跟踪算法(PAST)在脉冲噪声环境下性能的退化,本文以Alpha 稳定分布为脉冲噪声模型,依据韧性的M估计方法提出了一种新的代价函数,并推导出基于递归最小M估计的韧性投影近似自适应信号子空间跟踪算法(RLM_-PAST).由于采用了适合噪声模型的M估计函数,新算法与采用递归最小二乘估计的子空间跟踪算法相比,在稳定分布脉冲噪声环境下具有更好的性能.把新方法应用于波达方向(DOA)估计,数值仿真结果表明了该算法的有效性.     

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。     

对称稳定分布噪声下基于广义相关熵的DOA估计新方法

针对稳定随机变量有限二阶矩不存在的特点,该文定义了一种新的广义相关熵,并从理论上证明了对称稳定分布随机变量广义相关熵的有界性。此外,提出了一种稳定分布噪声下基于最小广义相关熵准则的DOA估计新方法,给出了一种迭代优化算法并通过仿真实验分析了算法的收敛性。仿真结果表明,与现有基于分数低阶矩的FLOM-MUSIC、基于类相关熵的CRCO-MUSIC以及基于lp范数的ACO-MUSIC算法相比,所提方法可以获得更好的估计结果,尤其是在高脉冲性噪声环境下具有更加明显的优势。     

单通道SAR无模糊估计快速运动目标速度

该文提出一种利用单通道相位信息无模糊估计地面运动目标径向速度方法。在距离频域做两视处理,并在多普勒域经过两视干涉处理,使得运动目标的干涉相位满足相位连续性假设。利用最小二乘线性拟合估计干涉相位关于多普勒频率的斜率,径向速度可由该斜率计算得到。该文方法具有不受相位缠绕影响的优点。相比于单通道幅度方法,该方法具有更高的估计精度和实时性。该方法在多普勒域能够同时估计多个目标径向速度。通过实测数据处理验证了该文方法的有效性。     

Alpha稳定分布噪声下基于柯西分布的相位键控信号码速率最大似然估计

针对现有的相位键控(PSK)编码信号码速率估计方法在Alpha稳定分布中性能严重退化的问题,该文提出一种基于柯西分布的码速率最大似然估计(CMLE)新方法,该方法可同时估计码速率与定时偏差.CMLE利用窗口法将信号划分为定时偏差窗和多个宽度一定的非重叠且已同步的时域窗,每个窗只包含一个码元符号;在 Alpha稳定分布噪声下,利用窗中符号信息构造了基于柯西分布的似然函数,可同时获得定时偏差窗宽与码元符号窗宽的最大似然估计.仿真结果表明,该方法能有效抑制Alpha稳定分布噪声并具有良好的参数估计性能.     

采用距离无偏估计的加权最小二乘定位算法

随着WiFi网络的广泛覆盖,基于接收信号强度的定位技术成为研究热点。针对已有基于接收信号强度定位算法定位性能不高的实际问题,提出一种基于距离无偏估计的加权最小二乘定位算法。该方法首先利用接收信号强度观测模型计算得到信号源与传感器之间距离的无偏估计量,然后根据距离计算公式建立方程组;接着把距离的无偏估计量代入方程组得到关于信号源位置的线性最小二乘模型,同时计算线性最小二乘模型中的噪声协方差矩阵;最后运用加权最小二乘方法计算得到信号源位置的估计量。该文对所提算法进行了充分的计算机仿真,仿真结果表明:在不同的定位环境下,所提算法的定位性能均优于传统加权最小二乘算法和最佳线性无偏估计算法。      

脉冲噪声下基于中值离差相关熵的DOA估计方法

作为阵列信号处理的一个基本问题,波达方向估计在现代通信领域有着广泛的应用。常规估计方法通常基于高斯噪声假设。 而当阵列接收数据包含 Alpha 稳定分布脉冲噪声时算法将完全失效。针对 Alpha 稳定分布噪声下的波达方向估计问题,本文定义了一种改进的相关熵算子——中值离差相关熵,并从理论上证明了它的有界性。 以此为基础结合 MUSIC 算法提出了一种波达方向估计新方法。该方法不需要噪声先验知识,且在脉冲噪声环境中具有鲁棒性。仿真实验表明, 即使在短快拍、强脉冲噪声的恶劣环境下,本文方法依然具有良好的性能。      

Alpha稳定分布噪声下时频重叠信号的载波频率估计方法

针对Alpha稳定噪声下时频重叠信号载波频率估计困难的问题,该文提出一种Alpha稳定噪声下时频重叠信号的载波频率估计方法。该方法首先提出时频重叠信号的广义四阶循环累积量的定义,然后检测离散谱线所对应的广义四阶循环累积量幅度谱的循环频率,进而估计出各个信号分量的载波频率,最后进行渐近性的理论分析,证明了该估计方法是渐近无偏和一致的。仿真结果表明,在Alpha稳定分布噪声下,该方法具有良好的估计性能和稳健性。     

脉冲噪声下基于相关熵的相干分布源DOA估计新方法

针对复杂电磁环境下被动无线监测定位问题,该文提出广义相关熵的概念,推导了广义相关熵的性质,用以抑制阵列输出信号中的脉冲噪声。为了实现脉冲噪声环境下相干分布源中心DOA和扩散角的联合估计,提出基于广义相关熵的DOA估计新方法,并证明了该方法的有界性。为进一步提升算法的鲁棒性,推导了一种仅依赖阵列输出信号的自适应核函数。仿真结果表明,该算法能够实现脉冲噪声环境下相干分布源参数的联合估计,相比已有算法,具有更高的估计精度和鲁棒性。     

一种Alpha稳定分布噪声下目标螺旋桨特征提取方法

为了解决Alpha稳定分布噪声下目标螺旋桨特征提取问题,该文提出一种基于分数低阶循环谱的特征提取方法。首先,从理论上推导出脉冲噪声条件下舰船辐射噪声分数低阶循环谱,指出分数低阶循环谱中出现峰值与螺旋桨特征的关系。然后根据该关系,提出基于分数低阶循环谱的螺旋桨特征估计方法。最后,通过仿真实验验证该方法的性能,并通过实测数据进一步验证了算法有效性。     

Alpha稳定分布下基于RHMy滤波的MQAM信号码元速率估计方法

针对Alpha稳定分布噪声环境下,传统的MQAM信号码元速率估计方法性能恶化甚至完全失效的问题,本文结合了改进的Myriad类滤波与小波变换法的优点,提出一种基于递归混合Myriad滤波(Recursive Hybrid Myriad filter, RHMy)的高阶消失矩二次小波变换法对MQAM信号进行码元速率估计。首先采用RHMy滤波充分抑制噪声中的脉冲成分,再采用高阶消失矩小波估计码元速率。仿真结果表明,在Alpha稳定分布噪声环境中,相比于多尺度Haar小波变换法、分数低阶循环谱法与基于加权Myriad滤波(Weighted Myriad filter, WMy)的小波变换法,该方法有效的提高了低广义信噪比下的估计精度,同时在不同的脉冲噪声条件下具有较好的鲁棒性。      

多载波雷达的单次回波速度估计方法

该文分析了多载波雷达信号静止目标和运动目标的回波模型,利用各个子载波上多普勒频率间的特殊关系,提出了分别在单散射点和多散射点目标模型下单次回波的速度估计方法,该方法将各个载波自相关处理后的数据进行非线性最小二乘估计测量速度。给出了相应的实现框图,分析了速度估计方法的理论精度和复杂度。理论分析和仿真结果表明该方法运算量小,灵活简便,且是有效的。     

基于双天线回波互相关的切向运动目标检测

常规雷达探测仅处理单一天线回波,难以通过径向多普勒频率对相对于雷达切向运动目标进行检测 和速度估计,为解决这一问题,文中提出了一种基于双天线回波互相关的切向运动目标检测方法,首先计算多周期 不同接收天线互相关后得到的相位变化信息,后利用选带快速傅里叶变换(Zoom Fast Fourier Transform, ZFFT)获得 两天线回波波程差的变化频率,然后通过该频率较为精准地估计了切向运动目标速度,最后用恒虚警率检测器实现 对目标的检测。为验证算法检测精度,仿真实验了有无噪声环境、不同目标数目的情况,并进行了实际场景测试。 实际测试使用载频10 GHz 的雷达对垂直雷达波束运动的切向运动目标进行检测,检测结果表明对目标的速度估计 误差小于0. 5 m/ s。     

基于线性调频步进信号的高速目标ISAR成像

该文讨论了一种利用线性调频步进(LMSF)雷达信号通过频域带宽合成以进行高距离分辨率逆合成孔径雷达(ISAR)成像的方法。文中建立了高速目标的回波模型。为了精确估计高速运动目标运动参数,给出了利用包络对齐和多普勒中心估计拟合目标运动轨迹的方法。针对ISAR中目标回波的特点,对原始的多普勒中心估计方法进行了改进,提高了运动参数估计精度。最后给出了处理流程,并用仿真结果验证此种方法的有效性。     

一种基于SAR稀疏采样数据的动目标运动参数估计方法

该文针对地面动目标运动参数估计问题进行研究,提出一种利用单天线合成孔径雷达(SAR)稀疏采样数据的动目标2维速度估计方法。首先以目标2维速度为参数构建一个等效参数化模型将动目标回波数据转化为小斜视回波数据,然后利用改进的迭代阈值算法实现不同参数条件下的动目标2维成像,最后以成像结果的图像熵值为优化准则对初始模型参数进行搜索,从而获得准确的动目标运动参数。该方法以稀疏采样数据为输入,可以减少所需数据量,并且能够有效避免多普勒模糊问题,在较低信杂比条件下仍然能够准确估计出目标运动参数。仿真实验结果验证了所提动目标参数估计方法的有效性。     

SAR-GMTI构型下分布式小卫星误差估计方法

 针对合成孔径雷达(SAR)成像、地面动目标检测(GMTI)功能的实现,分布式小卫星的最佳构型为沿航向分布,但误差的存在会使性能下降.提出了一种基于距离脉压后时间－方位多普勒域回波数据的分布式小卫星误差估计方法.通过距离向脉压,提高了信噪比,采用预先估计并补偿幅度误差的方法,克服了幅度误差与沿航向位置误差的相互影响.仿真结果表明,与传统方法相比,本文方法收敛速度加快,估计精度得到提高.     

水下运动目标线谱噪声源识别方法研究

根据运动声源的多普勒频移特性,该文提出单水听器识别低频线谱噪声源位置的3种方法。首先,利用加窗互Wigner-Ville分布(cross Wigner-Ville Distribution, XWVD)精确提取微弱多普勒频移曲线后,分别使用频率交点和最小二乘来估计噪声源通过水听器的正横时刻从而识别噪声源位置,这两种方法称为频率交点法和最小二乘法。进一步地,利用直接对多普勒信号做WVD后自交叉项的能量发散特性,得到一种计算量相对较小的噪声源识别方法。水池试验和海上试验分析结果表明,基于多普勒效应的3种方法都对噪声源进行了有效定位,性能明显优于现有的通过特性法,其中最小二乘法定位精度略优于基于交叉项特性的方法,频率交点法定位误差略大。     

基于封闭式鲁棒中国余数定理的两目标距离估计算法

工作在高脉冲重复频率（Pulsed Repetition Frequency, PRF）模式下的脉冲多普勒（Pulse Doppler, PD）雷达具有复杂气象杂波和强地杂波背景下检测运动目标的能力,但是远距离目标检测存在距离模糊问题。传统的解距离模糊算法大都采用参差重频模式下的中国余数定理（Chinese Remainder Theorem, CRT）,但是由于多目标的视在距离与目标的对应关系事先未知,对基于中国余数定理算法进行距离估计带来困难。该文提出一种基于封闭式鲁棒中国余数定理的两个目标距离估计的方法,该方法无需考虑视在距离与目标的对应关系,在视在距离存在误差的情况下,利用封闭式的简单解析方法快速准确地重构出两个目标的真实距离。理论分析和仿真结果表明,该文所提方法可以高效地实现高PRF雷达两个远距离目标的距离估计。      

基于联合似然函数的多扩展目标广义标签多伯努利滤波器

高分辨率雷达监视系统可观测到区域内不同形状的多个扩展目标,可靠的形状估计有利于提高扩展目标跟踪性能,并可作为战场态势评估的重要依据。该文针对不同形状多扩展目标跟踪问题,提出一种基于联合似然函数的广义标签多伯努利(JL-GLMB)滤波器,可实现目标数目、航迹以及形状的精确估计。首先,将目标形状建模为星凸集,并利用非线性量测变换滤波器更新GLMB分布中的高斯分量,有效提高扩展目标状态估计精度。然后,通过对数加权融合策略,构造联合似然函数,综合衡量扩展目标和量测单元之间的相似程度。最后,基于吉布斯采样,提出快速计算扩展目标状态后验概率密度的方法,有效提高数据关联的准确率和计算效率。仿真实验结果表明,所提滤波器能够有效估计不同形状的多扩展目标状态,且在杂波环境下具有稳定的势估计。