短时同频等长信号频率估计的加权融合算法

针对低信噪比条件下短时正弦信号的高精度频率估计问题,提出一种同频等长信号加权融合算法。首先,建立同频等长信号频谱模型,构造具有相位连续化特性和噪声对消特性的相位补偿矩阵;然后,利用相位补偿矩阵对同频等长信号频谱进行加权融合,使之基本达到与其总长度相等的相位连续信号频谱的分析效果;最后,谱峰搜索加权融合后的频谱,获得高精度的频率估计值。算法分析与仿真实验表明,与现有方法相比,本算法精度较高,计算量较小,抗噪性较强,普适性好,适用于任意类型的同频等长信号。     

基于同频等长信号融合的频率估计快速迭代算法

多段同频等长信号十分常见,对其进行信息融合能有效提高信号处理的精度,尤其适用于低信噪比、被测频率持续时间短的情况。为提高频率估计的精度、实时性和扩展已有方法的适用范围,给出了一种基于多段同频等长信号融合的快速迭代算法。在该算法中,设计相位差补偿因子矩阵以克服各段信号之间相位不连续;生成搜索频率序列以修正相位差补偿因子矩阵中的未知参量并得到具有特定形式的功率谱矩阵;采用间接迭代计算以改善算法实时性。在说明上述技术措施的应用原理时,给出了5项重要性质并作为该算法正确性的数学证明,针对多种应用环境状态进行了仿真实验,结果表明,该算法具有普适性、抗噪性好、频率估计精度比现有方法有较大提高,具有重要的理论和应用价值。     

基于正弦模型的汉语普通话语音分析合成方法

针对PSOLA算法会引起语音频谱的不连续,从而影响合成语音的质量,提出了一种基于正弦模型的汉语普通话语音基音同步分析和合成算法.首先,将连续的语音信号在时间轴上分为一帧帧短时信号,再把每一帧短时语音信号分解为一系列不同幅值、相位和频率的正弦分量,然后根据频率匹配的原则,对相邻两帧信号的幅度和相位进行插值,得到合成信号的正弦分量的幅值和相位,最后将各正弦分量相加,就得到了合成的语音信号.实验结果证明,该方法合成的语音信号的各个正弦波分量的相位和幅值均能平滑过渡,从而可以克服PSOLA算法带来的回声效应,有助于提高合成语音的自然度.     

一种快速高精度的改进Fitz频率估计算法

针对Fitz频率估计算法频率估计方差在高信噪比情况下仍与克拉美劳下限存在着较大差距问题,提出了一种改进的Fitz频率估计算法。首先定义一种广义Kay窗函数加权的修正自相关函数,然后计算修正自相关函数相位的加权和,最终得到复正弦信号的频率估计值。仿真实验结果表明:当数据长度N＝24,信噪比sNr ＝20 dB时,改进算法的频率估计方差降低了约2 dB,且改进算法的计算复杂度与Fitz算法相当。因此,改进算法在满足实时性要求的同时,取得了更高的频率估计精度。     

一种高频段正交频分复用系统中相位噪声消除算法

针对高频段正交频分复用（OFDM）无线通信中相位噪声功率增加导致系统性能降低,提出了一种低导频开销的相位噪声消除算法.通过分析高频段OFDM系统信道传递函数和相位噪声特性,在OFDM导频时隙上同时估计信道传递函数与相位噪声;在导频子载波假定信道不变,连续估计相位噪声以抑制相位噪声引起的载波间干扰.仿真结果表明,在大相位噪声下,该算法降低了导频开销,同时有效消除相位噪声,提高了信道传递函数估计的准确度.     

多段降频等长信号的频率估计快速迭代算法

为改善多段平稳信号频率估计的精度、实时性和扩展已有方法的适用范围,给出一种多段降频等长信号的快速迭代算法。在算法中,生成频域分析参数矩阵以克服各段信号频率不等;设计相位差补偿因子矩阵以达到相位连续信号的效果;生成搜索频率序列以修正相位差补偿因子矩阵中的未知参量并得到具有特定形式的功率谱矩阵;采用间接迭代计算以改善算法实时性。在说明上述技术措施的应用原理时,给出了5项重要性质作为该算法正确性的数学证明。针对多种应用环境状态进行了仿真实验,结果表明:该算法具有普适性、抗噪性和实时性好,频率估计精度比现有方法有     

多段降频等长信号的频率估计快速迭代算法

为改善多段平稳信号频率估计的精度、实时性和扩展已有方法的适用范围,给出一种多段降频等长信号的快速迭代算法.在算法中,生成频域分析参数矩阵以克服各段信号频率不等;设计相位差补偿因子矩阵以达到相位连续信号的效果;生成搜索频率序列以修正相位差补偿因子矩阵中的未知参量并得到具有特定形式的功率谱矩阵;采用间接迭代计算以改善算法实时性.在说明上述技术措施的应用原理时,给出了5项重要性质作为该算法正确性的数学证明.针对多种应用环境状态进行了仿真实验,结果表明:该算法具有普适性、抗噪性和实时性好,频率估计精度比现有方法有较大提高.     

低信噪比下时频联合的载波同步算法

针对短突发通信在低信噪比下编码辅助同步算法存在估计精度低和同步范围小的问题,提出了一种时频联合的载波同步(JTDFDCY)算法。首先采用频域估计算法、时域估计算法和最大似然(ML)算法对导频信号进行处理,得到频率粗估计值和相位粗估计值;然后用频率粗估计值和相位粗估计值对接收信号进行补偿,并对补偿后的信号进行解调解码、重新编码、基带调制,得到软判决符号;最后采用时域相关和算法和ML算法对软判决符号进行处理,得到频率细估计值和相位细估计值,进而实现有效的载波同步。仿真结果表明:JTDFDCY算法在低信噪比下的粗估计能够兼顾频率估计范围和估计均方根误差的要求;当归一化频偏在(-0.5,0.5)范围时,仅利用6.1%的导频开销即可将系统的性能损失控制在0.1dB以内。     

基于自相关检测法和能量重心法的正弦信号频率估计算法

为了提高淹没在高斯白噪声中的实正弦信号的频率估计精度,提出了一种综合的结合自相关检测法和能量重心法的正弦信号频率估计算法。该算法首先通过多次自相关运算对输入信号进行预处理,可检测出淹没在噪声中的微弱正弦信号,来提高信噪比;然后对信号进行FFT(fast fourier transform)运算可得信号的功率谱,通过搜索最大值谱线的位置可粗估计出信号频率;最后运用离散频谱能量重心法,可精确估计出正弦信号的频率。仿真结果表明本算法在整个频段上频率估计性能比较稳定、频率估计的均方根误差更小,性能优于Rife算法、Quinn算法和能量重心法,并易于硬件实现,具有工程实用价值。     

基于加权型三次相位函数和FRFT的LPI信号识别研究

针对低截获概率雷达信号难以识别和分类的问题,提出了基于加权型三次相位函数和分数阶傅里叶变换的低截获概率雷达信号识别算法。用短时傅里叶变换剖析了应用较广的八种低截获概率雷达信号的时频特性,然后依据调频率将其分为两类。先用加权型三次相位函数估计信号的调频率,然后再用分数阶傅里叶变换获得信号的各分量峰值,根据峰值能量比进行细分类。通过大量的实验仿真验证,本算法在信噪比为0 d B的条件下,正确识别率能够达到95%以上。     

OFDM信号过采样率盲估计的新方法

针对低信噪比多径信道下过采样率估计性能低的问题,根据正交频分复用( OFDM)基带采样信号的频谱特性,提出了基于采样信号频谱逼近的过采样率盲估计方法.该方法首先利用改进的移动协方差方法估计信号的载波频率,采用修正的周期图平均法估计信号的功率谱;然后通过选择最佳的滚降系数,设计一个最佳余弦滚降滤波器,使余弦滚降滤波器的截止频率逼近信号的截止频率;最后根据过采样信号的频谱特性原理估计出接收信号的过采样率,实现了不同类型OFDM信号的过采样率的盲估计.仿真结果表明,在信噪比为-2 dB,多径信道条件下OFDM信号的过采样率估计的均方误差不超过0.2.可见该方法无需任何先验知识,在低信噪比多径信道下具有良好的估计性能.     

一种新的正弦波频率估计算法

研究了高斯白噪声条件下大样本点单一正弦波信号的频率估计方法.首先利用离散傅里叶变换确定频率粗估计,然后以该值为参考频率构造本地信号,将原信号下变频至基带,对基带信号分段求和,能得到一个新的正弦波信号,该信号的频率为真实频率与参考频率之差,最后利用最小二乘法估计新信号的载频,修正粗估计值就能得到原信号频率的最优估计.推导了算法的渐近方差与克拉美-罗限之间的关系.仿真结果表明,本算法能适用于整个频段范围,频率估计的精度接近正弦波频率估计的克拉美-罗限.     

OFDM系统中一种信道估计频域插值算法

对信道的准确估计是提高相干解调的正交频分复用(OFDM)系统性能的关键。在OFDM系统中,提出了频域内用均匀分布的导频符号,用离散Fourier变换(DFT)域插值思想,在时域对冲激响应用包络加权的方法完成频域信道估计。与传统的DFT变换域方法、线形插值方法进行了比较,并根据硬件实现的难易对加权因子做了几种简化。仿真结果表明,在低信噪比下,该方法估计的信道归一化均方误差明显小于其他算法,但随着信噪比的增加,性能改善逐渐较小。该方法复杂度增加很少,适合于工程实现。     

非协作通信中的信噪比估计算法

研究基于信号协方差矩阵分解的信噪比估计算法.该算法使用最小描述长度准则实现了信号空间维数的估计,进而实现信噪比估计.在此基础上,提出了基于信号功率谱的信噪比估计算法.由该方法计算出接收信号的功率谱,估计出有用信号的带宽,在有用信号频带外的噪声频带上估计出噪声的功率,从而估计出信噪比值.仿真实验表明,当信噪比小于3dB时,基于信号功率谱的信噪比估计算法优于基于信号协方差矩阵分解算法.     

浅海信道中舰船辐射噪声包络线谱传播特性

包络线谱是舰船辐射噪声的一个重要特征,反映了辐射噪声中低频线谱成分以及其他一些周期性对宽带连续谱噪声的调制效应,对包络谱线谱特征的提取分析,有利于目标信号的检测和识别.本文将舰船辐射噪声建模成为周期性局部平稳过程,在包络谱估计和包络线谱特性分析基础上,得到包络线谱高度等特征参数的具体表示,然后从传播过程中接收信噪比变化的角度,分析了包络线谱传播特性及其特征参数的变化.数值计算表明:从能量角度看,舰船辐射噪声中周期性局部平稳谱与平稳谱服从一样的传播规律,与通常的声场传播律一致;包络线谱高度的传播衰减取决于信噪比,信噪比较高时(正信噪比)它几乎保持不变,信噪比较低时(负信噪比)它按信噪比衰减规律下降;在浅海信道传播条件下,由于传播衰减较自由场情况要小,同样的包络线谱高度可以传播到更远的距离上.     

基于瞬时频率曲线拟合和局部搜索组合方法的三阶多项式相位信号参数估计

三阶多项式相位信号是一类非常重要而常见的非平稳信号。在非合情况下,针对低信噪比的三阶多项式相位信号参数估计问题提出一种新方法。该方法采用基于滤波器组的短时RadonWigner变换的时频检测算法完成信号的检测并获得信号瞬时频率的粗略估计,利用三阶多项式对瞬时频率进行最小二乘拟合,从而获得信号参数的粗略估计,再用局部二维搜索和快速傅里叶解线调的方法完成信号参数的精确估计。计算机模拟仿真证明了此方法在低信噪比和较短数据条件下的有效性。     

一种基于扩频信号的散射通信信噪比估计方法

针对散射多径衰落信道下信噪比估计误差较大的问题,提出一种基于扩频信号的信噪比估计方法,该方法在散射通信信道模型的基础上,给出散射通信信噪比估计方案并设计数据帧结构,提出基于扩频信号的信噪比估计方法并给出合路信噪比计算公式,同时提出采用特定接收信号处理算法的等效信噪比计算方法,用于准确表征散射通信中的有效信噪比.仿真结果表明该信噪比估计方法估计准确,等效信噪比计算方法正确有效,相比其他信噪比估计方法,估计范围更宽,可有效解决多径信道信噪比准确估计问题.