一种低复杂度线性调频信号参数估计算法

为降低线性调频(LFM)信号参数估计的复杂度,该文提出一种二次估计算法。首先通过短时相干积分与非相干累加对频率斜升和起始频率进行预估计;然后以预估计结果为中心,利用多路并行部分匹配滤波快速傅里叶变换(PMF-FFT)和二次插值对参数进行精确估计;最后综合预估计和精确估计结果得到参数的最终估计值。仿真结果表明,该算法信噪比门限较低,估计精度接近克拉美罗下界,其计算复杂度和资源消耗均远低于频率斜升试探算法和插值联合估计算法。     

基于正交训练序列的MIMO系统联合最大似然时频同步和信道估计

该文推导了多输入多输出(MIMO)系统中的符号定时、频偏和信道参数的联合最大似然(ML)估计。针对联合ML估计没有闭合的表达式、数值计算复杂度高的问题,该文提出了一种基于重复结构的正交训练序列的简化估计算法。该估计算法形式简单、复杂度低,且仍为最大似然估计。最后仿真分析了最大似然参数估计的均方误差与接收信噪比和天线数目的关系,并与Cramer-Rao界作了比较,表明了该算法的有效性。     

基于最大似然估计的16APSK载波捕获算法研究

针对在低信噪比情况下16APSK信号频偏捕获困难的问题,讨论了一种结合Kalman滤波和最大似然估计的非数据辅助频偏估计算法。该算法对包含载波频偏信息的相位序列进行最大似然频偏估计,通过Kalman滤波,降低了噪声对估计精度的影响。对结合Kalman滤波和最大似然估计的16APSK频偏估计算法进行了仿真。仿真结果表明,在低信噪比条件下,结合Kalman滤波的最大似然频偏估计算法可获得良好的性能。     

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。     

一种基于自相关函数的载波频偏估计方法

为解决前向载波频偏估计中捕获范围和估计精度矛盾的问题,在最大似然准则的基础上,利用相位折叠现象使得自相关函数的频偏具有周期化规律,提出了一种利用最大似然估计中的自相关函数进行频偏估计的算法,该算法估计范围广,精度高且复杂度低,适于突发通信的频偏估计。最后进行了MATLAB仿真实验,仿真结果表明了该算法估计精度高、捕获范围广和计算复杂度低的性能。     

BICM-OFDM系统中基于ML算法的迭代频偏估计

正交频分复用(OFDM)联合比特交织编码调制(BICM),是一种能够有效地抗频率选择性衰落的技术.由于载波频偏的存在会引起载波间干扰,导致系统性能的严莺下降.针对BICM-OFDM系统提出了一种基于最大似然(ML)估计的迭代频偏估计算法.该算法充分利用了译码信息,分两步进行.首先,利用最大似然估计进行初始频偏估计,然后再利用BICM译码的硬判决反馈信息进行残留频偏估计.通过BICM迭代译码,更新译码反馈信息,提高频偏估计精度.在短波宽带信道下的仿真结果表明,在频偏为0～0.2的范围内,提出的算法经过3次迭代可有效地进行频偏估计.与传统最大似然估计算法相比,本文提出的算法提高了低信噪比下的频偏估计精度,并且提高了频偏估计范围.     

载波频率估计的编码辅助算法

本文讨论了载波频率估计的编码辅助(code-aided)算法。因为难以直接计算频率的最大似然估计值,我们转而利用EM算法迭代逼近这一结果,而且将EM迭代与MAP译码器结合起来,在频率估计中利用了译码输出的信息,从而在低信噪比下获得了非常理想的性能。仿真结果表明,文中所给算法的性能远优于传统的NDA算法。     

基于马尔科夫键蒙特卡洛抽样的最大似然时差-频差联合估计算法

该文针对无源定位中参考信号真实值未知的时差-频差联合估计问题,构建了一种新的时差-频差最大似然估计模型,并采用马尔科夫链蒙特卡洛(MCMC)方法求解似然函数的全局极大值,得到时差-频差联合估计。算法通过生成时差-频差样本,并统计样本均值得到估计值,克服了传统互模糊函数(CAF)算法只能得到时域和频域采样间隔整数倍估计值的问题,且不存在期望最大化(EM)等迭代算法的初值依赖和收敛问题。推导了时差-频差联合估计的克拉美罗界,并通过仿真实验表明,算法在不同信噪比条件下的估计精度优于CAF算法和EM算法,且计算复杂度较低。     

OFDM频偏信道联合估计算法

针对OFDM系统中频偏和信道联合估计问题进行了研究。为了克服单独估计的缺陷,提高精度,提出了一种低复杂度的频偏信道联合估计算法。该算法首先通过采用正交性质的恒包络零相关序列,运用最大似然法估计信道,提取频偏估计值,然后对信道结果进行修正,使之更接近真实信道。同时给出了频偏估计的克拉美罗界。仿真结果表明,相比于最小二乘联合估计法,本文算法估计均方误差更小,具有更好的估计性能。      

基于ML和ESPRIT方法的OFDMA上行链路频偏估计算法

由于载波频偏会给正交频分多址接入OFDMA系统带来子载波之间干扰,从而造成多用户之间的干扰,导致系统性能下降。该文提出一种基于ESPRIT和ML方法联合估计的频偏估计算法。该算法首先使用ESPRIT方法估计出多个可能的频偏构成的子集,然后使用最大似然估计方法在这个有限子集合中搜索出估计的频偏。该算法解决了使用似然估计进行多维搜索的问题,大大降低了算法的复杂度,同时解决了多个频偏估计的问题。     

基于谱线平移的低信噪比高动态信号多普勒频偏捕获算法

针对低信噪比高动态信号的载波频偏捕获提出了一种新的算法即谱线平移算法.首先,介绍了现有的大载波频偏捕获技术,分析了其不能适应高动态信号捕获的原因;其次,分析了载波频偏及其变化率对载波频偏捕获的影响,主要考虑多普勒频移变化率对信号捕获的影响,它将严重限制低信噪比情况下对载波频偏估计时非相干累加的次数,在此基础上,提出并研究了适应低信噪比高动态信号大载波频偏捕获的谱线平移算法,并对算法进行了性能仿真,表明其具有2 ～3dB的改善增益,与最大似然算法相比具有绝对优势.     

基于小波变换的多普勒频率变化率高精度估计方法

在单站无源定位与跟踪系统中,获取多普勒频率变化率信息对运动目标的状态估计和定位具有非常重要的意义.多普勒频率变化率非常微弱,很难精确测量.小波变换是一种时频局域化的分析方法,具有较低的信噪比门限.本文提出了基于小波变换的多普勒频率变化率估计方法,计算机仿真研究表明本文提出的方法具有较低的信噪比门限,并且可以快速精确地实现参数估计.     

基于相位补偿的BPSK相参脉冲串信号多普勒频率变化率估计算法

目标与观测平台之间径向加速度引起的接收信号多普勒频率变化率的精确估计对于高精度单站无源定位与跟踪具有重要意义。该文针对脉内相位调制信号的频率变化率不能直接表征多普勒频率变化率的问题,首先引入相位补偿的方法消除BPSK相位调制序列的影响,然后针对固定脉冲重复频率和脉冲重复频率抖动两种情况分别提出了径向加速度引起的多普勒频率变化率的精确估计方法,并且给出了多普勒频率变化率与采样频率、观测时间及脉冲重复频率之间的约束关系。仿真结果表明,典型参数条件下该文提出算法的信噪比门限比已有算法低约4~6 dB。     

水下目标回波的多普勒频移仿真与研究

在水声环境中,由于发射和接收平台之间的相对运动,多普勒频移是无法避免的。提出了一种基于牛顿插值的回波多普勒频移仿真方法。该方法只用到相对径向速度,而不必知道发射脉冲的类型和频率参数,且具有仿真数据量小,精度较高的优点,可以很好地满足仿真系统逼真性和实时性的要求。该方法已用于研制成功的某型声纳仿真系统中,证明了该方法的正确性和有效性。     

基于Radon-Wigner变换的双基地SAR多普勒调频率估计

在传统单站机载合成孔径雷达（SAR）中,多普勒调频率的估计精度直接影响着成像的质量。在双基地SAR中该参数同样重要,但由于收发平台的独立性,多普勒调频率估计的难度增加,采用传统的方法效果不明显。该文采用了一种基于Radon-Wigner变换的多普勒调频率估计方法,首先给出了机载双基地SAR的空间几何模型和回波信号模型,然后给出了理论分析和仿真,并用单基地SAR回波实际数据进行了多普勒调频率估计。结果表明：该方法对目标统计特性的变化不敏感,它适合多分量和信噪比不高的情况,且估计值精度较高。     

基于FrFT的LFM相参脉冲信号多普勒频率变化率估计算法

线性调频信号(LFM)在雷达中广泛应用,精确获取观测LFM信号中的多普勒频率变化率信息是单站无源定位与跟踪系统的一项关键技术。该文提出了基于分数阶Fourier变换(FrFT)的多普勒频率变化率估计算法,在分数阶变换域上使信号能量聚集,消除调频率对参数估计的影响的同时充分提高了信噪比,进而利用保留的脉冲间相对相位关系获得了多普勒频率变化率的高精度估计。理论分析表明,该算法估计精度接近理论下界,数值仿真验证了算法的有效性。     

分布式MIMO雷达中仅使用多普勒频移的直接定位技术

本文研究了MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）雷达系统中,仅使用多普勒频移（Doppler Frequency Shifts, DFS）信息对目标进行直接定位（Direct Position Determination, DPD）的方法。通常的两步定位的方法需要先将定位参数从接收信号中提取出来再通过求解参数与目标位置的关系方程对目标位置进行估计。这一过程由于忽略了所有测量参数的提取必须相对于同一个目标位置的约束条件,因而是次优的定位方法。针对这一问题,本文提出了一种基于极大似然（Maximum Likelihood, ML）准则的直接定位算法,可以不需要进行参数提取而集中地处理所有接收到的数据,实现对目标位置的一步估计。仿真结果表明,所提算法性能在较低信噪比（signal to noise ratio, SNR）的条件下优于两步定位法,且在较高信噪比下与两步法定位精度相当。      

激光多普勒测速雷达高精度频率估计综合算法

为实现对目标速度的高精度测量,该文搭建了激光多普勒测速雷达系统,并对其频率估计算法进行了研究。对基于自相关运算的频率估计算法进行了改进,使其性能达到了最优,并结合Quinn算法的特点,提出了一种对信噪比具备自适应性的频率估计综合算法。Monte Carlo模拟仿真和圆形转台测速实验结果表明:新算法具有更优的性能,且采用该算法后,系统速度的均方根误差小于2 mm/s,相对误差优于0.06 %,实验结果与理论分析和仿真结果一致。     

极低信噪比大多普勒频移条件下基于双谱实现载频提取

针对极低信噪比大多普勒频移条件下载波提取问题,提出了一种基于AR模型双谱估计的下变频时域抽取载波提取方案,并在此基础上提出了分通道的改进方案,以及对其进行了MATLAB仿真。仿真结果表明了该方案及改进方案的有效性。     

ATTITUDE RATE ESTIMATION BY GPS DOPPLER SIGNAL PROCESSING

A method is presented for near-Earth spacecraft or aviation vehicle‘s attiude rate cstimation by using relative Doppler frequency shift of the Global Positioning System(GPS)carrier.It comprises two GPS receiving antennas,a signal processing circuit and an algorithm.The whole system is relatvely simple,the cost and weight,as well power consumption,are very low.