循环时延估计方法相互关系研究

系统分析了几种循环时延估计方法的原理,并对循环时延估计方法进行了分类.论证了几种方法的相互关系,揭示了这些方法之间的内在联系.结果表明广义循环互相关法(GCCC)与循环相位谱法是等效的;信号选择性自适应法是循环谱相关法(SPECCORR)的迭代实现;循环互相关函数相关法(CCCC)和循环谱相干法(SPECCOA)是循环互模糊函数法(CCA)的特例.     

一种基于OFDM训练序列的精确时延估计方法

提出了一种适用于OFDM系统的基于训练序列的精确时延估计方法.该方法利用频域差分互相关法,精确提取小数时延;在频域补偿小数时延后,再将时域相关法与上升沿法相结合,得到整数时延.由复杂度分析结果可知,当搜索法中获取小数时延的搜索次数大于2时,该方法的小数时延估计计算复杂度与搜索法相比低很多.仿真结果显示,当采样频率为10 MHz、多普勒频移为222.22 Hz、子载波个数为1 024的情况下,根据该方法所实现的时延估计精度能够达到分米级,平均比搜索法高出10 dB;同时,在低信噪比时,该方法比传统的时域相关法具有更健壮的整数时延估计性能.     

基于倒谱分析的防混响时延估计算法

为了提高混响条件下时延估计算法的精度,对广义互相关时延估计算法进行分析后,介绍了倒谱分析在去混响处理中的作用,根据接收信号中各种成分在倒谱的分布情况,对基于同态滤波的时延估计方法提出改进方案。通过仿真实验对比传统时延估计算法和新算法的性能,并从误差角度分析时延估计的准确度。从仿真结果可以看出,本文提出的算法在混响比较严重的环境中做时延估计,其均方根误差比广义互相关时延估计算法(GCC)降低了20%左右,比改进前的基于同态滤波广义互相关算法(CEP-GCC-TDE)降低了8%左右,估计精度有了进一步提高,在室内声源定位中具有实用价值。     

广义相关时延估计方法在漏水检测定位中的应用

广义相关时间延迟估计是解决时间延迟估计的重要方法.文章分析了应用广义相关时延估计方法处理管道泄漏噪声信号时间延迟估计问题.研究了广义相关时延估计方法在管道泄漏信号时延估计应用中的关键技术.计算机仿真结果表明广义相关时延估计方法可以有效的应用于管道漏检测定位中.     

V-BLAST OFDM系统的信道估计方法

下一代宽带无线通信系统的核心技术MIMO-OFDM(Multiple-Input Multiple-Output Orthogonal Frequency Division Multiplexing)能显著提高系统的容量,但要获得该技术所带来的性能优势,快速、准确的信道估计是关键。为降低V-BLAST OFDM(Vertical-Bell Laboratory Layered Space-Time Orthogonal Frequency Division Multi-plexing)系统中信道估计的运算复杂度和提高估计精度,提出了一种基于CAZAC(Constant Amplitude ZeroAuto Correlation)序列的信道估计方法。该方法避免了矩阵求逆运算,利用该序列良好的自相关性,通过相关运算可消除多发送天线信号间及多径信号间的相互干扰,并且明显抑制了噪声对估计性能的影响,使信道估计的性能得以显著提高。理论分析和计算机仿真结果表明,该方法无需多径时延估计,较已知功率时延谱与未知功率时延谱的传统信道估计算法,可分别获得约1 dB和2 dB的性能增益。     

基于变步长最小均方误差自适应滤波器的变压器机器鱼避障时延仿真

为了解决变压器机器鱼避障过程中时延信息难以准确估计的问题,提出一种基于变步长LMS（最小均方误差）自适应滤波器的时延估计方法。不同于传统的互相关时延估计算法,变步长LMS自适应滤波器算法不需要信号和噪声的统计先验知识,具有更好的适用性。算法根据最小均方误差准则和最速下降法对滤波器的输出和权系数向量进行自适应调节,迭代过程中采用变步长代替传统的固定步长提高了收敛速度,然后对权系数向量进行Sinc函数插值获得时延估计结果。仿真分析了不同信噪比条件的时延估计性能,并且与传统互相关算法进行了比较,结果表明所提算法相对于传统互相关算法具有更好的抗噪性和更明显的时延估计峰值。     

广义二次相关时延估计算法改进

在基于TDOA的声源定位算法中时延估计的精确度是关键,时延估计极小的误差也会导致定位结果的偏离,因此为了提高声源定位的精度,必须对时延进行准确的估计.传统的广义互相关时延估计方法是通过添加相应的加权函数来提高语音信号中的有效成分,从而提高时延估计的精度.然而现实中声学环境非常复杂,在较低信噪比的情况下,传统广义互相关时延估计法的性能开始下降,导致时延估计误差变大.针对这一问题提出了一种基于二次相关的广义互相关时延估计改进算法,该方法首先通过滤波器对接收到的音频信号进行滤波,再利用二次相关抑制了噪声对信号的干扰,然后对加权函数进行改进,提高时延估计精度.最后计算机仿真实验表明,无论在低信噪比还是在高信噪比甚至是弱混响的环境下,该方法都获得了较好的时延估计性能.     

被动声定位系统的设计与应用

讨论了用被动式传声器阵列估计目标方位角的问题．分析了时延估计的几种方法，提出了减小方位角估计误差的途径，给出了几种因素对误差量的影响；并设计了一种能用于时延（方位角）估计的装置；最后，给出了几组试验结果，证明了文章所提出的时延估计方法的准确性、可行性和装置的可靠性．     

同频干扰影响下的时延估计方法研究

为克服同频干扰对时延估计的影响,提出了一种基于频谱商差的时延估计方法.该方法借助模版匹配思想,在模版匹配过程中通过解析参考信号和观测信号中独立成分与同频成分的频谱特性来获取时延值,能够克服同频干扰的影响.通过有同频干扰、无同频干扰以及随机信号三类时延估计仿真实验验证了该方法的有效性.在同频干扰存在的仿真实验中,互相关法、自适应法和小波降噪法均不同程度的存在时延估计误差,而频谱商差法的时延估计误差为0,进一步验证了该方法能够克服同频干扰.     

基于自适应滤波与倒谱联合分析的时延估计方法

为了加强倒谱分析方法在窄带信号多途时延估计的抗噪声性能,该文在自适应滤波的基础上,提出了一种基于自适应陷波滤波与波形修正的信号预处理方法。该方法首先对回波信号进行自适应陷波滤波,有效减少噪声分量,然后对输出波形的包络进行调整,恢复信号的边沿信息,在保留信号中信道信息的前提下有效提高输入信噪比。仿真结果证明,该预处理方法提高信噪比效果明显,并不破坏时延分量,与倒谱分析相结合,能够有效提取线谱信号中的信道信息。     

用扩展KALMAN滤波器计算多径下两路间时延

尝试通过扩展Ｋａｌｍａｎ滤波器计算两独立接收端接收同一信号时的接收时间差,并考虑了存在多径干扰时的情况,方法如下：１）运用卷积定理,交埋延估计问题转化成对一线性滤波器系数的估计问题;（２）运用ＥＫＦ,使对滤波器多个系数的估计转化为对一个或几个参数的估计;（３）在多径情况下,同时对三个滤波器进行处理,使两点信号的差值平方最小,并在叠代过程中采用类似分时的处理,使对多径情况下两路时延的估计过程大大简化     

一种基于扩展Kalman滤波的多径估计算法

定位系统中,噪声环境下的多径估计是消除多径干扰的前提。提出了一种基于扩展Kal-man滤波(EKF)的多径估计算法,可以有效的估计多径信号的时间延迟和幅度。分析了本地码估计偏差、EKF的估计初值、相关间距以及采样频率对多径估计性能的影响。结果表明,EKF在估计多径信号时,EKF初值不仅影响其收敛速度,而且EKF初值中的幅度初值决定其是否收敛。同时,EKF时间延迟估计误差可以通过提高采样频率和增加最大早晚码间距来减小。     

相关时延估计方法DSP实现研究

基于相关分析的时延估计方法是一种重要的时间延迟估计算法.文章分析了基于相关分析的时延估计方法的信号模型,研究了利用DSP实现相关时间延迟估计的关键技术,以及实现中需要注意的问题和提高程序执行效率的方法.仿真结果表明,文中提出的方法能够检测序列的时延值.     

基于非线性最小二乘算法的超宽带TOA估计

研究室内密集多径信道环境下的超宽带到达时间(TOA)估计技术.提出一种改进的门限比较TOA估计算法,利用非线性最小二乘算法同时估计多径延时和幅度,采用迭代算法提高参数估计精度,根据判决门限比较结果终止多径搜索过程并估计出TOA.分析该算法在室内多径信道模型中的性能,给出门限的设置方案.仿真结果表明,在不同的信噪比下设置合理的判决门限后,该算法具有较高的估计精度,能够满足精确定位需求.     

声信号时延的倒谱相关分析

介绍了作者发明的一种新的广义相关算法，介绍了该算法引入的思路，分析了该算法优于传统相关算法的几个主要原因，该算法将相关分析和倒频技术有机地结合起来，融两种分析方法的优点于一身，使传统相关函数分析方法无法分辨的时延峰在该算法中也能清楚地呈现，实验和理论表明该算法有着广泛的应用前景。     

时间延迟估计的循环相关法

依据离散时间序列的长度有限性,将其扩充为以序列长度为周期的周期序列,又依据周期序列的相关原理———循环相关,对信号进行时间延迟估计.由于循环相关的平稳特性,即使在较大延迟量存在的情况下,仍然能够达到准确的时延估计效果.模拟得到了不同强度的高斯噪声或不同时间延迟量下的广义相关能量图和循环相关能量图.模拟实验结果表明,在低信噪比或大延迟量的环境下,循环相关时延估计方法比广义相关时延估计方法具有明显的优势.     

利用高阶矩进行延时估计的方法

采用一种利用高阶矩进行延时估计的方法。该方法利用四阶累积量代替相关法，克服了现有诸多方法仅能用于高斯白噪声中而不能用于高斯色噪声中进行延时估计的缺点。在运算中采用了ＦＦＴ算法，具有运算速度快的优点。实验结果表明该方法是行之有效的。     

基于分数阶傅里叶变换的时延和频率偏移联合估计方法

针对传统相关运算对时延和频移进行联合估计计算复杂度高的缺陷,提出一种基于分数阶傅里叶变换的时延和频移联合估计方法.该方法利用信号的时延和频偏变换到分数域表现为分数域谱位置的平移特性,通过在不同的分数域利用最小均方误差准则来获得分数域谱位置的偏移量来进行联合估计.该方法不局限于仅适用于Chirp信号,对其它类型的信号同样适用.且与传统相关估计法相比,具有简洁、高效的特点.计算机仿真结果表明,该方法是有效的.     

地铁隧道场景中时延估计的改进算法

基于地铁隧道场景,利用射线跟踪法,将多径效应产生的时延估计问题转化为在立体空间中求解不同路径之间的时间差问题.不同于发射端与接收端相对静止的情况,考虑列车在高速运行时具有的多普勒效应,提出了在接收与发射端运动状态下的时延估计改进方法.仿真结果表明:相较于在收发端相对静止状态下估计得到的时延参数,改进方法的结果与实际场景更加匹配.