基于FFT并二次修正的Rife频率估计算法

针对修正Rife(M-Rife)算法在低信噪比条件下频率估计性能下降的问题,提出一种改进的频率估计算法。首先利用最佳修正因子对快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)最大谱线进行修正,然后用校正的Rife法公式估计频率。若被估计信号频率接近于FFT量化频率,则对信号进行频移以使信号频率位于两相邻量化频率中心,再用校正的Rife法公式估计频率。频移过程中采用Quinn法来确定频移方向。仿真结果表明:改进算法不仅在整个被估计的频段内具有较高估计精度,均方根误差接近于CRLB,而且具有低信噪比门限,整体性能要优于M-Rife法。改进算法能够满足反潜鱼雷主动声引信提取目标回波多普勒频率的应用要求。     

鱼雷声引信目标回波高精度频率估计方法

针对鱼雷与潜艇交会近场区体目标效应对多普勒频率估计精度的影响,提出了一种快速高精度提取潜艇回波多普勒频率信息的频率估计方法。该方法是基于Rife算法和Quinn算法的联合频率估计方法,充分利用Rife算法运算量小,易工程实现的特点,同时结合Quinn算法良好抗噪性能进行快速频率估计。针对Rife算法和Quinn算法在离散傅立叶变换（DFT）量化频率点附近估计误差偏大的问题,采用对Rife算法和Quinn算法频率修正项进行加权的方法提高该区域的频率估计精度。仿真结果表明,该方法计算量小、频率估计性能稳定且估计均方根误差在整个频段上比Rife算法和Quinn算法更接近克拉美-罗下限,能较好满足反潜鱼雷主动声引信实现精确炸点预测的要求。     

改进WVD的调频信号瞬时频率估计算法

通常采用Wigner-Ville分布（WVD）的最大值作为信号的瞬时频率（IF）估计，但是在低信噪比条件下，由于噪声的影响，WVD最大值往往偏离真实的IF值。文中利用基于Viterbi改进WVD算法估计调频信号的瞬时频率。仿真结果表明对于任意形式的调频（FM）信号，在低信噪比条件下此算法得到的IF估计值更接近真实的IF值，估计性能明显优于基于WVD最大值算法。对于多分量FM信号，采用逐次消去的思想依次估计出每个信号分量的IF。     

基于自适应时频分布的瞬时频率估计算法

为了改善噪声条件下信号瞬时频率的估计方差及减少瞬时频率估计的计算量,提出了基于信号自适应最优核时频分布的瞬时频率估计算法及一种改进算法。在改进算法中,计算自适应时频分布时,综合利用线性时频分布（Gabor变换）和正交时频分布（Wigner- Ville变换）的特点生成一种基于信号的自适应时频分布。仿真和实际数据处理结果表明,改进算法同基于信号的自适应最优核时频分布的瞬时频率估计算法相比具有计算量小、方差接近的优点。     

基于分数阶傅里叶变换的线性调频脉冲信号波达方向估计

针对宽带线性调频脉冲信号的时宽与观测时宽不等的情况,基于分数阶傅里叶变换(FRFT)提出了一种新的中心频率估计方法,并据此对基于FRFT的MUSIC算法的波达方向(DOA)估计进行了改进。该算法利用线性调频信号在傅里叶变换域良好的能量聚集性,分析了脉冲信号中心频率随着脉冲信号在观测时间内位置的变化规律,并修正了中心频率估计的方法。在相应的分数阶傅里叶域,构造分数阶傅里叶域的方向向量,利用MUSIC算法进行DOA估计。数值仿真验证了该算法对方位估计的有效性,并仿真分析信噪比（SNR）和脉冲信号时间宽度对方位估计结果的影响。随着SNR的增大、脉冲信号时间宽度的增加,方位估计方差减小。     

突发多相移相键控通信中应用离散傅立叶变换内插技术联合估计载波参数

在突发数字通信中,通常采用相干检测,为解决参考载波的同步这一关键问题,给出了一种多相移相键控( MPSK)信号,利用离散傅立叶变换(DFT)内插技术,在较大频偏范围内联合估计载波频率和相位的算法。这种算法不需要增加DFT数据长度,适合突发工作方式。以正交移相键控( QPSK)信号为例,讨论了这种算法的理论推导和性能,并给出了计算机仿真的结果。     

基于统计矩的盲信噪比估计算法性能分析

在无线通信中许多算法都需要估计信噪比以获取最优性能.文中研究了非数据辅助的PSK和QAM信号在AWGN信道中的信噪比估计.提出了两种基于统计矩的信噪比估计方法,对于QAM信号而言,高于四阶的统计矩具有更好的估计性能,并且推导了两个高阶统计矩的估计方法.计算机仿真结果表明,文中提出的算法为信噪比估计中统计矩的选择提供了有效的途径,估计性能优于二阶、四阶矩方法等基于统计量的盲信噪比估计方法.     

基于LE和IIN算法的正弦信号频率估计算法

针对信号频率位于两个相邻离散频率点的中心区域时,迭代插值(Iterative Interpolation Based Algorithm,IIN)算法估计误差较大,而当信号频率位于离散频率点附近时,线性方程(Linear Equation,LE)算法估计误差较大的问题,提出了一种基于LE和IIN算法的正弦信号频率估计算法。该算法运用频谱搬移的思想,首先利用LE算法进行频率粗估计,然后将原信号往离散频率点附近频移,再利用IIN算法进行二次迭代。Monte-Carlo仿真结果表明,该算法频率估计的均方根误差在全频段内逼近克拉美-罗界(Cramer-Rao Lower Bound,CRLB),精度和稳定性皆优于R-IIN算法、M-LE算法和IIN算法,并且运算量小于IIN算法(二次迭代)和M-LE算法。     

线阵中基于降维NC-MUSIC的非圆信号DOA估计算法

通信领域中非圆(NC)信号的波达方向(DOA)估计已经得到广泛的研究和应用。考虑到非圆信号的多重信号分类算法(MUSIC)计算复杂度较高,提出线阵中基于降维NC-MUSIC的非圆信号DOA估计算法。与传统的需要二维搜索的2D-NC-MUSIC算法相比,该算法只需要一维搜索,降低了计算复杂度。仿真结果表明,该算法优于传统的MUSIC算法,并且与2D-NCMUSIC算法的估计性能非常接近。     

基于多路延迟结构的频率估计新算法研究

针对多路延迟数字测频结构,提出了基于多级维纳滤波( MSWF)的MUSIC频率估计方法。该方法利用MSWF的前向递推的多级分解特性来实现信号子空间和噪声子空间的快速估计,不需要估计协方差矩阵和对其作特征值分解,所以运算复杂度可以明显降低,并且子空间估计性能与常规方法几乎一样。最后在子空间分解的基础上,通过MUSIC算法对其频率估计性能进行比较。仿真结果表明MSWF-MUSIC算法和常规子空间分解MUSIC算法具有几乎一样的频率估计精度;但本文箅法降低了计算量和复杂度,更易于信号的实时处理;随信噪比或快拍数的增加,两算法的频率估计误差都越来越趋近于Cramer—Rao界。     

基于插值短时分数阶傅里叶变换-变权拟合的线性调频信号参数估计

针对低信噪比下线性调频（LFM）信号参数估计精度不高的问题,提出一种基于Rife插值短时分数阶傅里叶变换（STFRFT）-变权拟合（VWSF）方法。该方法利用STFRFT提高LFM信号的聚集性,实现对LFM信号瞬时频率的高精度估计,并通过VWSF进一步提高信号初始频率和调频率的估计精度。推导得到了初始频率和调频率估计的克拉美-罗限（CRLB）,分析了信号时长、滑窗次数等因素对CRLB的影响。仿真实验及海试结果表明,相比于传统基于短时傅里叶变换的估计方法,Rife插值STFRFT-VWSF方法具有更高的LFM信号参数估计精度。     

基于正反HFM信号的水下高速小目标处理算法与试验分析

针对水下高速小目标的特点,提出了基于宽带正反双曲调频（HFM）信号的水下高速小目标检测与参数估计快速算法,并完成了仿真。通过在信号发射端加入时间伸缩因子来模拟目标运动,实现了水下高速小目标检测与参数估计的动态试验。并采集了雷体的反射回波数据。设计的以TMS320C6701为核心的信号处理系统,通过本文提出的快速算法实现了低信噪比下雷体反射回波检测与参数估计。试验结果表明,基于正反HFM信号的快速处理算法及数字信号处理（DSP）系统能有效完成低信噪比下的高速目标回波的检测与参数估计,与仿真结果具有较好的一致性．     

一种新的频域波束切换算法

传统的时域波束切换算法( TDSB)在接收基阵阵元数少、单元接收信噪比低的情况下法正确检测指向信号入射方向的波束,获得阵增益。不适用于水下无人航行器(UUV)远程水声信系统。针对这一问题,提出了一种频域波束切换算法( FDSB)．该算法通过在频域中比较各波输出信号频谱峰值的大小对波束进行选择、切换。利用设计的UUV声接收基阵对算法进行了能仿真和湖试实验。仿真结果表明：FDSB算法在单元接收信噪比为 10 dB的情况下仍可以定、正确的切换波束;湖试25 km距离上通信实验结果表明：在UUV与信号发射端有相对运动情况下,应用本文提出FDSB算法对波束进行选择、切换,通信误码率小于10-4.     

基于谱相关的正弦调频和脉间伪码调相复合体制侦查信号识别

推导了正弦调频和脉间伪码调相复合体制信号的谱相关函数(SCF)，基于谱相关特征给出了对该复合体制侦察信号的自动识别算法。分析了宽带调频和窄带调频两种情况下谱相关函数的特征,对载频、调制频率、调制系数以及伪码的子脉冲宽度、子脉冲重复周期、编码个数进行了盲估计,分析了信噪比对参数估计精度的影响。仿真分析表明，在SNR为-5dB时,对载频和调制频率估计的归ー化均方根误差（NRMSE)小于2.5%,在SNR>0dB时,对伪码参数估计的NRMSE小于7.5%.     

基于双曲调频小波变换的水下运动目标参数估计

为了精确估计水下运动目标的运动参数，选择双曲调频小波作为发射信号，对其自小波变换进行了分析。对于参数未知的运动目标，给出了利用该小波变换消除尺度和时延耦合的方法。仿真结果表明，该方法能在低信噪比下估计运动目标的参数，验证了方法的有效性。     

A Void Reference Sensor-Multiple Signal Classification Algorithm for More Accurate Direction of Arrival Estimation of Low Altitude Target

There exists MUSIC （multiple signal classification） algorithm for direction of arrival （DOA） estimation. This paper is to present a different MUSIC algorithm for more accurate estimation of low altitude target. The possibility of better performance is analyzed using a void reference sensor （VRS） in MUSIC algorithm. The following two topics are discussed： 1） the time delay formula and VRS-MUSIC algorithm with VRS located on the minus of z-axes; 2） the DOA estimation results of VRS-MUSIC and MUSIC algorithms. The simulation results show VRS-MUSIC algorithm has three advantages compared with MUSIC： 1） When the signal to noise ratio （SNR） is more than - 5 dB, the direction estimation error is 1/2 as much as that obtained by MUSIC; 2） The side lobe is more lower and the stability is better; 3） The size of array that the algorithm requires is smaller.     

基于离散分数阶傅里叶变换的水下动目标线性调频回波检测算法的研究

水下动目标径向速度造成的回波和样本之间失配导致匹配滤波器对于线性调频( LFM)信号的检测性能下降。利用分数阶傅立叶变换对LFM信号的聚焦特性，提出一种基于离散分数阶傅立叶变换的水下动目标LFM回波检测算法。该算法与零速样本匹配滤波检测算法相比受目标径向速度影响较小，并且理论分析表明在目标回波存在的情况下，这两种算法输出的峰值位置之间存在数学关系。利用该数学关系本文算法同样可以估计目标距离。仿真和实验数据分析表明：本文算法在强混响噪声背景下对于径向速度未知动目标LFM回波昀检测性能优于或相当于零速样本匹配滤波。