分数阶Fourier域宽带相干LFM信号的DOA估计

针对具有相同时频分布的宽带相干LFM信号,提出了一种DOA估计新算法.该方法利用分数阶Fourier域前后向空间平滑技术对信号去相干,然后由MUSIC算法估计信号的DOA.这种算法既具有避免矩阵插值和汇聚变换,不需要到达角初始估计等优点,又能正确地估计宽带相干LFM信号的DOA.仿真结果验证了算法的有效性.     

分数阶Fourier域宽带LFM信号DOA估计的克拉美·罗界

针对宽带LFM信号的DOA估计问题,从宽带LFM信号模型的描述入手提出且详细分析了在该模型下基于分数阶Fourier变换的DOA估计算法.并以计算机仿真实验结果为依据,表明该算法与时频-相干信号子空间算法相比,该算法具有较高的估计精度,且随着信号源信噪比的增加,算法的估计方差越来越接近其克拉美·罗下界.     

基于多窗口时频重排的非线性调频信号时频结构分析方法

基于时频重排的高时频聚集性和多窗口分析方法低方差、高分辨率等优点,提出一种基于多窗口时频重排的非线性调频信号时频结构分析方法.该算法结合时频重排和多窗口分析方法,降低由重排振荡和噪声引起的波动,保持时频重排的高时频聚集性,同时清楚地展示了非线性调频信号的频率调制规律.仿真实验结果证实该方法对两个相距很近的二次多项式调频信号和实际的蝙蝠声纳信号都非常有效.     

非规则部分校准阵列下的宽带LFM信号二维DOA估计

提出了一种宽带线性调频（LFM）信号的二维波达方向（DOA）估计新方法.该方法在空域和时域同时对信号进行采样,并利用观测样本的分数阶Fourier域峰值构造出新的时频空DOA矩阵,进而通过特征值分解的方法实现多个LFM信号的DOA估计.该方法充分地挖掘了观测信号所包含的时频信息,降低了对阵列结构和阵元一致性的约束,使其适用于阵元几何分布不规则且大部分阵元未经校准的阵列.此外,该方法无需谱峰搜索和二维参数配对,计算简单且估计精度较高.仿真结果显示,在DOA估计的均方根误差（RMSE）相同时,与传统方法相比,该方法可获得6～8 dB的信噪比增益.     

跳频信号的自适应谱图分析

基于跳频信号的多分量模型,分析了谱图(Spectrogram)和维格纳分布交叉项特点,提出了自适应谱图的跳频信号时频分析方法.该方法利用最大相关准则,自适应地变化窗函数长度,匹配跳频信号的局域化属性,进而获得较好的时频分辨率.算法性能与平滑伪维格纳分布(SPWVD:Smoothed Pseudo Wigner-Ville Distribution)进行了比较,通过理论研究和仿真分析表明,自适应谱图方法能够反映跳频信号的时频特征,改善了跳频信号的谱图分辨率,提高了参数的估计精度,具有很强的鲁棒性.     

一种跳频信号跳周期联合估计算法

针对通信对抗中的实际应用,给出了一种联合算法估计跳频信号跳周期,与传统跳周期估计方法不同,该方法通过对信号进行谱图重排变换,然后提取时频脊线并对其进行小波变换,精确定位跳变时刻,最后得到跳周期的准确估计。仿真结果表明,该方法具有较好的抗噪性能,在信噪比大于-1db时能得到准确的参数估计。     

基于酉ESPRIT的跳频信号DOA估计

为了利用跳频信号的空域信息辅助同步跳频信号的网台分选,提出了一种基于STFD酉ESPRIT的跳频信号DOA估计算法。首先用WVDSPWVD组合时频分析方法对接收数据进行时频变换,然后提取出跳频信号的有效跳(hop),并对其建立空时频矩阵(STFD),最后利用酉ESPRIT算法进行跳频信号DOA估计。该方法通过酉变换将ESPRIT算法的协方差矩阵从复数域转化到实数域,降低了计算量,而且酉ESPRIT算法利用了数据的共轭信息使数据长度等价增加了一倍,提高了估计精度。仿真结果表明文中算法在信噪比大于2dB时,DOA估计性能优于ESPRIT算法。     

基于聚焦矩阵的毫米波信号DOA估计

针对毫米波信号源的到达角(DOA)估计随频率变化、导致估计误差较大的问题,提出毫米波信号向窄带信号转化的DOA估计算法.该算法通过在频域内建立毫米波信号接收模型,将接收信号看成多个不相关的窄带信号,并将其“聚焦”在某一参考频率下,减少波束因频率变化带来的影响,进而利用旋转不变子空间(ESPRIT)算法进行毫米波DOA估计.仿真结果表明:该算法可有效降低中等信噪比下的DOA估计误差,当阵元数达到70时,可实现相对稳定的DOA估计,随频率变化估计效果保持整体稳定,从而提升毫米波系统定向传输时的链路质量.     

基于Gabor-Radon变换的低信噪比雷达LFM信号检测与估计

针对通常利用的匹配滤波法对低信噪比雷达LFM(linear frequency-modulated)进行信号检测和估计的不足,提出一种联合Gabor-Radon变换方法.通过计算雷达回波的Gabor时频变换,得到2D含强噪声和弱直线LFM的时频分布图;然后,利用Radon变换能对直线和边缘进行快速检测、抗噪能力强的特点,对时频2D图像进行Ra-don变换,检测出微弱LFM信号;再设置合适门限可对时频分布图去噪,进行Gabor逆变换可以得到去噪的时域波形.仿真结果证明了此方法能在低信噪比下有效地检测出LFM信号.     

EEMD和Cohen类联合抑制交叉项的时频特征提取方法

Wigner-Ville分布是一种双线性时频分布,对多分量信号分析存在交叉项干扰.本文提出了一种基于EEMD和Cohen类时频融合算法,该算法采用EEMD算法将信号从频域上分离为若干个固有模态函数之和,再对伪分量之外的各分量进行Cohen类时频变换并叠加,得到信号的时频分布,消除了信号内部各模态函数之间时频分布的交叉项.通过对EEMD和Cohen类时频融合算法进行仿真,与小波分解和Cohen类联合时频算法、EMD和Cohen类联合时频算法的仿真进行比较,结果表明,该算法抑制交叉项效果最好,重构误差最小,同时抑制了噪声对时频特征的干扰.     

空间稀疏角域以及多普勒域下的DOA估计

提出可在稀疏角域以及多普勒域下对天线阵列信号向量进行接收和分析的方法,讨论在多普勒频域范围内的DOA估计问题,并在有效的频带范围内提取信号冲激响应较大的值. 在稀疏DOA的恢复过程中采用的是L2,0估计算法,并在多路天线频谱感知的架构下充分利用DOA所固有的稀疏特性,对其进行稀疏恢复. 对于在测试环境中不可避免的噪声问题,分析三种不同噪声分布下的DOA估计误差问题. 仿真结果显示频域范围内的L2,0-DOA估计算法具有较低的计算复杂度和较高的准确度,并且算法对噪声不敏感,鲁棒性较高.     

MIMO PLC系统中脉冲噪声消除方法

电力线通信(power line communication, PLC)中,脉冲噪声严重影响通信的可靠性,如何有效消除脉冲噪声对系统的影响是目前电力线通信急需解决的问题。提出一种在多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)PLC系统中脉冲噪声消除方法,在时域通过设置最优阈值对高幅度脉冲噪声进行置零。在频域通过迭代法结合空频分组码(space frequency block code, SFBC)消除低幅度脉冲噪声,该步骤是先进行硬判决检测,利用空频分组码空间和频域的分集增益,检测出可靠性更高的符号;用频域的接收信号减去重构的经过信道的信号来重构出剩余的脉冲噪声;在时域减去剩余的脉冲噪声,1次迭代过程完成。经过1次迭代后已经消除部分脉冲噪声,多次迭代则系统性能将明显提升。仿真结果表明,该算法相比传统的脉冲噪声消除算法性能提升了1.46 dB,使脉冲噪声对系统性能的影响明显减小。     

传感器网络中基于节点数据相关的DOA估计

 波达方向(DOA)估计是水声阵列信号处理的重要研究方向.由多个矢量水听器组成的传感器网络利用各节点所在位置的声压、质点振速可以实现DOA估计,节点的协同合作能够确定目标声源的位置.本文根据矢量水听器的特点、相关性及DOA算法等理论,仿真分析相关性对DOA算法的影响,并结合实际湖试对节点数据的相关性进行分析处理.由于各节点数据包含严重的噪声,导致其频谱情况很差,处理后节点数据的频谱及节点间的互相关性明显改善,并能有效抑制宽带噪声干扰.结果表明,处理后节点线谱信号突显出来,各节点的互相关性得到了提高,且满足DOA算法对数据相关性的要求,具有一定的工程实用性.     

给予窄带信号DOA估计的宽带相干信号DOA估计方法研究

提出了一种用窄带信号的波达方向（DOA）估计方法与宽带聚焦的方法相结合来估计宽带相干信号的DOA的方法.先利用相干信号子空间法将带宽内各个频率点的信号子空间聚焦到参考频点下的同一信号子空间,然后利用窄带信号的波达方向估计方法对DOA进行估计.用了一种新的无需谱峰搜索并且不要对噪声方差进行估计的窄带SSESPRIT算法进行宽带波达方向的估计,为了比较又用了经典的需要进行谱峰搜索的窄带MUSIC算法进行宽带信号的一维及二维波达方向的估计,仿真实验结果验证了方法的有效性.     

基于子空间辨识的DOA和频率联合估计算法

针对阵列信号波达方向(DOA)和频率联合估计计算量大、参数配对较困难等问题,提出了一种基于子空间辨识方法的DOA和频率联合估计算法.该算法构造了一个特殊的状态空间模型,并通过选取辅助矩阵来抑制噪声.由子空间辨识方法得到广义可观测矩阵的估计值,再利用总体最小二乘(TLS)方法得到系统矩阵的估计值,由系统矩阵得到DOA和频率的估计值.该方法具有参数自动配对和计算量小的特点.计算机仿真验证了该算法的有效性.     

一种基于Toeplitz矩阵重构的波达方向估计新算法

为了提高空间谱中信号与噪声的区分度以及改善传统Toeplitz矩阵重构算法在进行波达方向(direction of arrival,DOA)估计时的精度,本文提出一种新的基于Toeplitz矩阵重构的DOA估计算法。首先将观测数据估计的自相关矩阵预处理得到数据向量,并基于数据向量进行Toeplitz矩阵重构;再对重构后的矩阵进行奇异值分解,得到信号子空间和噪声子空间;最后同时利用信号子空间和噪声子空间进行空间谱估计。结果表明:无论是相干源还是非相干源的DOA估计,该算法估计精度均优于传统Toeplitz算法,在非相干源的DOA估计精度性能与多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)算法一致,并在处理相干信源个数能力与传统Toeplitz算法相同。     

任意分布冲击噪声背景下基于ESPRIT的DOA估计方法

针对冲击噪声背景下的传统波达方向(DOA)估计算法性能下降的问题,该文提出一种适用于任意分布冲击噪声的无穷范数归一化旋转不变子空间(Inf-ESPRIT)算法.该方法首先对阵列接收的快拍数据进行无穷范数归一化处理,然后对伪协方差矩阵进行特征分析,利用ESPRIT算法实现DOA的估计.与传统的基于分数低阶矩的方法相比,该算法具有以下优势:适用于多种不同分布的冲击噪声环境,无需已知冲击噪声特征指数的先验信息或估计值,可以获得更好的估计性能.计算机仿真实验证明了所提算法的有效性.     

基于车内噪声主动控制的选择性消声方法研究

基于噪声主动控制技术中的频率选择性最小均方算法,利用自行设计的自适应噪声有源控制系统,对被试车辆发动机工作在800 r/min、2 200 r/min、3 000 r/min时进行了低频段噪声选择性抵消控制。试验结果表明,所开发的噪声有源控制系统对稳态工况下发动机发火频率及四阶谐波频率有良好的抵消效果;并在副驾驶员左耳旁位置分别取得了8.2 dB(Lin)、6.6 dB(Lin)和9.7 dB(Lin)的降噪量。     

高阶调制OFDM的联合似然估计算法

为了估计定时误差、残留频偏和相位噪声干扰,以降低高阶调制的正交频分复用(OFDM)系统中的误码平台,提出一种基于联合似然的估计算法。该算法通过最大化信道冲激响应与这些干扰间的联合似然函数值,分步获得了定时误差、残留频偏、相位噪声以及信道冲激响应的估计值。仿真结果表明,与已有联合估计算法相比,该算法可准确估计信道响应,有效抑制解调输出中的非Gauss干扰,将解调输出的误码平台降低近一个数量级。该方法可有效应用于提高高阶调制OFDM系统的性能。     

航道多载波的通信时延与多普勒频移联合估计

针对海上航道立体监测系统中水声信道高斯噪声和对称α稳定(SαS,Symmetric α Stable) 脉冲噪声干扰的复杂环境,以基带OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplering）水声通信系统的发射信号作为研究对象,提出了一种基于分数低阶循环模糊函数的多循环频率时延与多普勒频移联合估计算法．该方法将分数低阶矩与循环平稳特性相结合,能够在SαS脉冲噪声条件下检测信号的循环平稳特性．仿真结果表明:在脉冲噪声和干扰环境中该算法均能稳定工作,估计性能优于基于二阶循环模糊函数．