运动双基地MIMO雷达参数估计的克拉美罗界

在杂波环境下,该文研究了目标、发射站及接收站均运动时双基地多输入多输出(MIMO)雷达参数估计的克拉美罗界(CRB)。首先建立了运动双基地MIMO雷达的数学模型,推导了杂波背景下多目标参数估计CRB的一般表示式,然后给出了无杂波时单目标波离方向(DOD)、波达方向(DOA)以及速度CRB的闭式解,并分析了各参数对CRB性能的影响。理论与仿真实验表明：无杂波时的参数估计性能优于杂波背景下的参数估计性能;目标DOD(DOA)的估计性能与收发站速度、目标速度无关,而目标速度的估计性能将随着收、发站和目标速度的增大而下降。     

步进频率雷达目标的运动参数估计

文中分析了目标运动对步进频率雷达相参合成目标一维距离像的影响 ,并在此基础上提出了一种以最小脉组误差为准则的最优运动参数估计方法 .仿真结果表明 ,该方法测速精度高 ,对噪声的影响具有一定的稳健性 ,且计算量较小 ,便于实时处理 .     

基于状态空间法的宽带阵列雷达三维参数联合估计

基于状态空间方法提出了一种适用于宽带阵列雷达距离、速度和角度三维参数的联合估计方法。根据宽带阵列雷达三参数信号模型,给出对应参数估计的克拉美罗下界(CRLB);通过构造广义Hankel矩阵,将现有的状态空间方法推广到三维参数联合估计问题上。实验仿真表明,该方法对于雷达三维参数联合估计是有效的,可一致逼近CRLB,且比传统快速傅里叶逆变换(IFFT)方法具有更好的参数估计和目标分辨性能。     

线性调频-Costas频率步进信号分析及宽带合成处理

针对宽带宽角扫描相控阵雷达系统高精度测距、测速应用需求,提出了脉间Costas编码跳频、脉内线性调频调制的信号形式。通过对信号建模及距离-多普勒二维模糊度函数的分析表明,该信号形式综合了线性调频信号和Costas编码的优点,具有接近理想图钉型的模糊函数,可实现距离-速度的二维高分辨率。推导了线性调频-Costas频率步进信号宽带合成的处理方法,并通过仿真验证了该算法的有效性。     

基于可见光通信的室内定位算法及相应参数估计克拉美罗界

基于可见光通信的新型室内定位方法具有传统无线定位方法难以替代的优势,且室内光源布局对定位性能的好坏有着直接影响。在满足室内光照条件要求的前提下,针对典型可见光通信室内定位模拟环境,推导了待测点的克拉美罗界(CRB)和定位性能最佳的光源布局,并使用高斯-牛顿算法进行了仿真分析,证明了文中推导的正确性。     

实现频率步进相控阵雷达宽带宽角扫描的一种方法

相控阵雷达天线在进行宽带宽角扫描时,天线波束会“色散”,使得到的距离像展宽,从而降低了系统分辨率。频率步进信号是常用的合成宽带信号,该信号在各脉冲周期内均是窄带的。因此,频率步进相控阵雷达可以通过脉间配相的方法,解决相控阵天线波束随频率“色散”的问题,使其能够在宽角扫描下合成宽带信号,获得高分辨的目标距离像。该方法具有设备变动小易于实现的优点。     

频率步进雷达信号的多普勒性能分析

综述了目标运动对频率雷达信号的影响。将频率进信号的多普勒特性分解为几个基本因素，详细分析了各部分对合成处理距离输出的不同影响。计算了不同情况下需要进行目标运动补偿的最小速度变化单元，讨论了距离率补偿的方法。     

频率步进雷达目标运动参数估计的新方法

基于频率步进脉冲串的脉内、脉间及帧间相关性提出了三种运动参数估计的新方法.其核心思想是从不同角度巧妙地利用回波本身的相关性,得到与速度相关的相位或距离信息,并通过一定的分析处理提取出径向速度.设计进行了车辆运动目标的毫米波频率步进雷达外场试验,着重选择第三种方法阐述了处理流程,结合仿真实验和实测数据分析验证了方法的正确性和精确性.该方法物理意义清晰,工程适用性强,估计精度高,可在无外界辅助的情况下精确估计多种情况的运动参数,为后续的运动补偿处理、高分辨距离像获取提供了有力支撑.     

一种频率步进雷达目标运动参数估计方法

为实现低信噪比下目标的精确运动补偿,提出基于Keystone变换和Morlet小波变换的方法估计低信噪比下目标速度和初始距离参数。在分析频率步进雷达运动目标回波信号基础上,首先采用Keystone变换法去除回波信号高次相位项,然后对回波信号做IFFT运算,再进行FFT 操作,便可得到距离-速度二维参数谱。考虑低信噪比对参数估计的影响,文中将距离维参数谱通过Morlet小波变换去除噪声,进而获得目标运动参数的精确估计。最后计算机仿真实验进一步说明了该方法的有效性。     

频率步进雷达信号的模糊函数

频率步进信号是一类很重要的高距离分辨力雷达信号。文章理论推导了频率步进信号的模糊函数，通过它分析了该种信号性能，并给出了在大时宽－带宽积条件下的模糊函数定义式，该定义能够包含由于速度失配而产生的匹配滤波失真情况。     

超宽带雷达生命信号频率检测的Cramer-Rao下界

该文基于脉冲超宽带顺序信号模型和极大似然准则,结合Fisher信息矩阵和Cramer-Rao矩阵不等式,分析了UWB生命信号参数估计的泛化Cramer-Rao下界(CRLB)。根据等效时间采样原理,采用正弦位移函数近似生命微动信号,推导出了修正的UWB生命信号频率检测CRLB公式。仿真结果表明,增大观测时间、发射脉冲带宽以及系统信噪比可提高UWB雷达生命信号频率检测的精度。心跳信号检测比呼吸信号要求更高。     

MIMO雷达GMTI性能及DOA估计的克拉美·罗界分析

研究了MIMO雷达GMTI 性能及其DOA估计的克拉美·罗界(CRB)。首先建立机载平台下MIMO雷达信号模型,通过对系统参数设置,可使MIMO雷达工作在3种不同模式中。接着分析了MIMO雷达GMTI性能,并推导出了在MIMO雷达空时信号模型下,利用空时联合域信息时DOA估计的CRB。仿真结果表明,无论是GMTI性能还是DOA估计性能,MIMO雷达均优于相控阵雷达,尤其是发射稀疏阵MIMO雷达性能最佳。同时,利用空时联合域信息能有效改善MIMO雷达DOA估计的CRB,在目标多普勒频率相差较大时效果更加明显。     

Cramer-Rao Bounds for parameter estimation of phase-coding signals

In this paper, Cramer-Rao Bound (CRB) is derived from phase-coding signal with additive white noise, where three important parameters are focused on: carrier frequency, chip width and amplitude. Simplified and close form expressions of CRB are obtained through complicated derivation, and then are applied to evaluate the performance of the cyclic estimator. The results are accurate enough and serve well as benchmark for evaluating the performance of parameter estimation method. Numerical simulations illustrate the accuracy and applicability of the derived CRB.     

LFM信号参数估计误差分析及改进算法

为进一步提高LFM信号参数估计的实时性和精确性,研究分析了分数阶傅里叶变换(FRFT)对LFM信号进行参数估计的误差来源,通过对其参数估计公式的研究,得出采样点数和搜索间隔对估计精度的不同影响,并提出了相应的改进算法。同时,采用DPT算法与FRFT离散并行快速算法相结合,提高了算法的实时性。最后,利用能量重心法对参数估计结果进行谱校正,进一步提高了估计精度。仿真结果表明,该算法对LFM信号参数估计精度高,性能接近CRLB,同时能够实现实时处理。     

一种基于相关系数的频率估计算法

针对单点频信号,基于相关系数,在现有频率估计方法的基础上,提出了一种新的频率估计算法,称之为相关测频算法。该方法在FFT的基础上,结合相关系数进行估计。理论研究和仿真分析表明:当被估计信号的信噪比较大时,相关测频算法的估计误差接近Cramer-Rao下界。与迭代插值FFT估计算法和改进Rife算法相比,相关测频算法的估计精度略低,但计算量较低,适合工程应用。     

On the Cramer-Rao lower bound for RSS-based positioning in wireless cellular networks

An accurate position of a mobile user's location is substantial in wireless cellular networks with respect to location based services (LBS) implementation. Among the available parameters used to estimate a desired location, low cost measurement of received signal strength (RSS) makes it suitable for outdoor and indoor positioning. Our aim here is to look at the performance of a theoretically optimal user's position estimator. We examine the Cramer-Rao lower bound (CRLB), which sets the lowest variance of any unbiased estimator. Due to the oversimplification with respect to reliance on detailed cognizance of environment, we deploy theoretical free-space and empirical COST-231-Hata, Stanford University Interim (SUI) and ECC-33 path loss models that are dominantly used in real scenarios aiming to form the system model equations. The findings show that the CRLB on estimation precision depends on the underlying path loss exponents (PLE) and the relative positions of the mobile and base stations. The calculated bounds provide a benchmark against which it is possible to evaluate different positioning algorithms, techniques and estimators relying on the specified path loss models.     

伪码-线性调频复合信号参数估计理论性能分析

针对伪码-线性调频复合信号参数估计的理论性能评价问题,该文分析了分步估计方法对参数估计的影响,给出了较高信噪比时分步估计方法的理论近似性能;推导了高斯白噪声环境中伪码-线性调频信号参数无偏估计的修正克拉美-罗下限(MCRLB)的解析表达式。利用伪码序列的统计特征推导出起始频率、调制斜率、初始相位及码元宽度参数联合估计的修正Fisher信息矩阵,从而得到各参数估计的MCRLB。对结果进行了对比分析,并通过数值仿真实验,证明了该理论下限的有效性。     

调频步进脉冲雷达目标的运动参数估计

介绍目标运动对调频步进脉冲雷达相参合成目标一维距离像的影响,分析了一种基于最小脉组误差准则的运动参数估计方法,并在此基础上将该方法运用于调频步进脉冲雷达,以解决其中运动目标速度的估计和补偿问题。理论分析和仿真结果表明,该方法具有可行性、测速精度高、抗噪声性能强的优点,可实现对运动目标速度的精确测量。     

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。