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.     

OFDM水声通信系统中一种相位补偿方法

为解决正交频分复用(OFDM)水声通信系统中因采样时钟偏差引起的相位噪声对系统性能的影响,提出了一种基于双导频符号的相位补偿方法,利用相邻两个OFDM导频符号的信道估计获得任何两个相邻OFDM符号的相位差,然后利用这个相位差去补偿OFDM数据符号中因采样时钟偏差带来的相位旋转.仿真及湖上试验数据分析结果表明:采用该方法可以有效地补偿因采样时钟偏差所带来的相位旋转,降低相位噪声对OFDM水声通信系统的影响.     

频率估计的多段差频正弦信号加权融合算法

针对多段差频正弦信号,提出一种基于加权融合的频率估计算法,用以提高低信噪比条件下短时正弦信号的频率估计精度,扩展多段信号融合法的适用范围。为消除各段信号频率不等对频谱分析的影响,根据各段信号间频率差生成差频修正矩阵,对多段差频正弦信号频谱进行同频化处理;为消除各段信号相位不连续对频谱分析的影响,构造具有相位连续特性和降噪特性的加权因子,对同频化的多段差频正弦信号频谱进行加权融合,得到最优加权融合频谱;最后,谱峰搜索最优加权融合频谱,实现高精度频率估计.仿真实验表明,与现有算法相比本文算法估计精度高、抗噪性好、普适性好,特别在低信噪比、短时时宽下性能优良.     

信号相位匹配原理的正弦信号参数的最小二乘估计

根据信号相位匹配原理,提出了一种正弦信号频率、振幅和相位参数的最小二乘估计方法.推导了利用单传感器接收信号的参数估计的最小二乘估计计算公式,给出了已知频带内的未知频率,振幅和相位的信号参数估计的搜索算法.分析了最小二乘法使用的方程数、信噪比和采样频率确定后FFT的序列长度对参数估计精度的影响.理论和仿真结果说明,该方法不仅能降低估计频率带宽以外的噪声,而且还可降低被估计频率信号带宽内的噪声,提高了低信噪比时的信号参数估计精度.该算法简单、快速,具有工程应用前景.     

基于信号相位匹配原理的广义相关时延估计

提出了一种利用信号相位匹配原理估计的线谱相位数据时延估计和广义相关时延估计相结合的时延估计方法,导出了该方法的时延估计公式.仿真和海上实航数据处理结果证明了该方法的正确性,并表明方法具有算法简单,稳健性好,可估计非整数倍时延,提高了低信噪比条件下的时延估计精度,具有重要的工程应用前景.     

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。     

基于同步头的短波突发波形初始相位估计研究*

发送方初始相位的不确定及信号传输信道的影响,使接收信号存在一个固定的相位差现象,这将影响接收机的解调性能,针对此问题,本文根据短波突发波形的帧结构特点提出一种基于同步头的短波信号初始相位估计方法。在高斯白噪声信道下,分析了无频差残留时,相位差对接收机解调性能的影响,并给出了利用同步头估计初始相位的公式及方法。进行了matlab仿真验证,表明同步头估计能够有效地纠正相位偏差,使相位均方根误差控制在4.5°以内。理论与仿真结果均表明,基于同步头的相位差估计是一种非常有效的方法。     

低信噪比多径信道下的正交频分复用带宽自动估计

针对低信噪比多径信道条件下正交频分复用(OFDM)信号带宽估计精度低的问题,提出一种基于小波变换的正交频分复用(OFDM)信号带宽自动估计方法。首先利用修正周期图法(Welch法)得到信号瞬时功率谱,通过多次观察测量并对功率谱曲线进行统计平均。然后对功率谱曲线进行连续小波变换,计算小波变换后时间—尺度平面上同一时间不同尺度能量累计曲线,提取曲线局部峰值位置,进而估计信号带宽。实验仿真结果表明,在不同多径信道且信噪比为-10 d B条件下,估计偏差均不超过1.2%,准确度优于传统方法,且鲁棒性较强。     

一种适合软件无线电的载波相位和频差估计算法

提出一种适合软件无线电的载波相位和频差估计算法.该算法利用并行方法估计有频差时的载波相位.在此基础上,基于MMSE准则计算载波相位的轨迹,得到频差和初始相位.该算法计算量小,可全数字实现,适用于线性和非线性调制,利用QPSK调制信号进行仿真.结果表明,用该算法可以精确估计载波相位和频差,有效地降低系统的误码率.     

低信噪比下低复杂度的OFDM信号带宽盲估计方法

针对低信噪比多径信道下传统的正交频分复用(OFDM)信号带宽盲估计方法估计精度低且计算量较大的问题,提出了一种低复杂度的OFDM信号带宽盲估计方法,首先利用修正的周期图求平均(Welch)法得到功率谱,再对其进行最小二乘多项式拟合得到平滑的功率谱,然后通过对功率谱曲线进行求导提取出斜率最大点和最小点的位置进而估计带宽,最后多次循环求统计平均得到信号带宽的精确估计.通过理论分析,确定了OFDM信号带宽盲估计方法的步骤,并在多径信道下进行了仿真试验.仿真结果表明,该方法在信噪比为0 dB时能够达到98.9％的正确估计率,并且该方法与传统方法相比,带宽估计精度更高,计算复杂度更低.     

中频宽带信号采集存储回放系统设计

目前中频宽带信号在通讯及雷达领域中的应用十分广泛，为了将无法实时处理的信号后续再处理以及将采集到的信号在其他地点重现，本文设计了一种中频宽带信号采集存储回放系统。基于FPGA( field-programmable gate array) +ADC (analog-to-digital converter)/DAC(digital-to-analog converter)的系统结构，将中频宽带信号采集后通过PCIE (peripheral component interconnect express)传输到上位机进行存储，再通过PCIE下发到DAC进行回放，从而完成信号的采集存储回放，具有很高的普适性与便携性。实现了在1G采样率下，对400M带宽的中频信号进行采集存储回放，充分满足了高速宽带信号采集设备中采集存储回放系统的要求。     

基于相关熵希尔伯特差值的窄带射频信号时延估计

窄带射频信号时延估计的精度往往会受到相对带宽的制约和噪声的影响.针对这一问题,提出了相关熵希尔伯特变换时延估计的定理,并结合此定理提出了一种在脉冲噪声环境下,适用于窄带射频信号的相关熵希尔伯特差值时延估计算法.该算法具有受信号相对带宽影响较小、抗噪能力较强等特点.仿真结果表明,与CCF、FLOC、l_p范数等算法相比,该算法具有更好的时延估计有效性和准确度.     

一种测试线性调频信号的新方法

LFM信号是目前雷达中应用的主要信号形式,它具有很高的速度和距离分辨率.但是,对LFM信号各参数,包括信号中心频率fo、信号带宽B,频率变化率u以及信号瞬时频率fi等的测试,目前仍没有很好的解决办法.为此,介绍了一种针对中频LFM信号的自动测试方法,可自动测试中频LFM信号的上述参数.此方法操作简单,运算速度快,且提取参数的精度高,目前已在某型雷达中频LFM信号的测试过程中得到了很好的验证.     

一种双通道中频数字接收机的硬件设计实现

在电子对抗领域中,雷达信号的信息是信号分选、威胁识别、引导干扰的重要参数．与传统的模拟接收技术相比,数字接收机具有高分辨率、高可靠性、抗干扰能力强、灵活可变等许多优点．宽带、大动态范围、高灵敏度的数字接收机在电子对抗领域中有着广泛的应用前景．根据中频采样和数字下变频的基本原理,介绍了一种双通道中频数字接收机的硬件设计与实现方案．模拟信号经高速A／D采样后直接由FPGA进行信号处理．结果表明,系统具有成本低、精度高、结构简单等优良性能,可以满足实际需要．     

高分辨地震资料瞬时频率提取方法研究

为了改善高分辨地震资料瞬时频率估计的精度，更精细地刻画地下岩性变化和油气空间展布，提出一种基于极平坦有限冲击响应滤波器的地震资料瞬时频率计算新方法，在基于解析信号计算瞬时频率时，用极平坦有限冲击响应滤波器来代替传统的有限中心差分方法(CFDM)中的二阶中心差商．新方法和CFDM相比：在用于主频为30Hz的高斯包络调制信号的瞬时频率估计时，中心点处的绝对误差减小了98．4%；在薄互层地震资料分析中，能更好地刻画薄互层内部结构的细节；在实际资料处理时，能清晰地显示出薄层的空间展布及空间接触关系。     

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。     

GPS数字中频信号仿真及捕获验证

为测试全球定位系统(global positioning system,GPS)软件接收机中GPS信号处理算法的功能,有必要对GPS信号进行仿真。在分析GPS数字中频信号数学模型的基础上,详细阐述了信号仿真的步骤并实现了GPS数字中频信号仿真器。在捕获算法中,分析了时域串行搜索捕获和频域并行搜索捕获算法的复杂度。与其他捕获算法相比,并行码相位捕获算法大大减小了复杂度。选择了捕获速度快的并行码相位搜索捕获算法对产生的中频信号进行验证,结果表明,仿真器可以为GPS信号处理算法提供可靠的信号源。     

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.     

GPS数字中频信号仿真及捕获验证

为测试全球定位系统(global positioning system,GPS)软件接收机中GPS信号处理算法的功能,有必要对GPS信号进行仿真.在分析GPS数字中频信号数学模型的基础上,详细阐述了信号仿真的步骤并实现了GPS数字中频信号仿真器.在捕获算法中,分析了时域串行搜索捕获和频域并行搜索捕获算法的复杂度.与其他捕获算法相比,并行码相位捕获算法大大减小了复杂度.选择了捕获速度快的并行码相位搜索捕获算法时产生的中频信号进行验证,结果表明,仿真器可以为GPS信号处理算法提供可靠的信号源.     

一种基于均匀圆形阵的宽带相干信号二维波达方向估计方法

提出一种宽带相干信号方位角与仰角二维波达方向估计方法.该方法利用相干信号子空间法对带宽内各个频点的信号子空间进行聚焦,然后用均匀圆形阵建立数学模型,来进行二维波达方向的估计.仿真实验结果验证了方法的有效性.同时研究了信噪比,快拍数,相对带宽对方向估计误差的影响.此外,与现行的方法相比具有较小的计算复杂度.