基于幅值-相角判据的修正Rife正弦波频率估计算法

机械工程领域普遍存在正弦信号,为提高频率估计精度,提出了一种基于幅值-相角判据的修正Rife算法,即A-P-Rife算法.针对Rife算法接近两相邻量化频率中心区域时估计精度接近克拉美-罗限(CRLB)的性能特点,对信号进行FFT变换得到幅值和相角并计算出频移因子.通过设定门限值,对频移因子进行判断,满足门限值的信号采用Rife算法进行估计,不满足门限值的信号则采用相角判据进行估计,以获得更高的估计精度.仿真结果表明:在频率估计性能上,所提算法优于原始Rife算法、相角判据算法和M-Rife算法,其与I-Rife算法性能接近,但计算量小于I-Rife算法.修正Rife算法可有效提高频率估计精度,降低误判率并减少计算量,可应用于工程中的实时频率估计.     

高精度正弦信号频率估计算法研究

该文分析了复正弦信号频率估计的插值模型及其各插值算法.指出低信噪比条件下Rife算法的波动性破坏了MRife算法的稳定,导致部分频点估计精度下降.同时指出在低信噪比条件下Quinn算法的波动性,对此提出了一种修正法以提高其稳定性.最后提出一种改进的迭代算法,并分析了其有效性;该法采用修正后的Quinn算法作为迭代初值,进行一次迭代,对部分频点进行二次迭代.MonteCarlo仿真表明该法在FFT信噪比门限以上全频点估计的均方误差十分逼近克拉美罗下限,具有较强的抗噪性,且性能稳定.     

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。     

一种高精度的扩频信号多普勒估计方法

在分析BPSK扩频接收机基带信号特性的基础上,提出两项对Rife算法的改进,及利用改进的Rife算法与DFT系数分析相结合的多普勒频率估计方法.该方法在串行伪码搜索,FFT并行分析扩频信号的多普勒流程的基础上,增加对DFT的插值和相位分析,实现了一种提高多普勒估计精度的算法.附加的处理计算量小、复杂度低,易于硬件实现.     

基于线性调频Z变换的高性能频率估计

针对短时平稳序列,设计了一种更有效的基于线性调频Z变换(CZT)的改进Rife频率估计器.该估计器借助关于待估频率的先验知识,首先利用正弦采样序列的CZT谱峰左右谱线的对称性情况确定出真实频率的大致位置,然后类似Rife法作出精确频率估计并分析了其性能.蒙特卡罗模拟实验表明相比基于快速傅里叶变换(FFT)的Rife法,该算法具有更高的抗噪性,全频率范围内估计精度更高、估计均方根差十分接近理论克拉美罗下限(CRLB),抵抗相邻近谱分量的干扰能力更强,且可在更短的数据时长条件下进行高性能频率估计,非常适合于平稳性差、性能要求高的各种多分量参数估计场合.     

快速高精度BPSK信号载波相位同步算法

提出了一种离散Fourier变换(DFT)和数字锁相环(DPLL)联合的二相相移键控(BPSK)信号载波相位同步算法.该算法采用平方运算和DFT对BPSK信号进行频率粗估计,通过设计数字锁相环快捕带宽,保证频率粗估计作初始频点的数字锁相环直接工作在快捕状态.数字锁相环经过约1个频率周期锁定,提供满足解调性能的精确同步载波信号.仿真表明,算法满足快速高精度载波同步要求,且避免了传统的锁频和锁相环联合算法锁定时间过长的问题.采用全数字结构,算法易于数字信号处理器(DSP)等数字芯片实现.     

基于SSR子带信息融合的波达方向宽带估计算法

针对SIF方法在进行带宽DOA估计时,共同利用所有频点信息来弥补单个稀疏信号表示向量(SIV)的问题,基于多个频率测量向量的单稀疏表示信号,提出了一种新的子带信息融合算法(SIF).SIF方法属于稀疏信号表示域,它会受到代数混淆和空间混叠2个模糊性因素的影响.组合所有频率成分可以减小这2个模糊性因素的影响,通过SIV对SIF算法进行了弥补.通过大量的模拟仿真结果表明,与W-CMSR算法相比,基于稀疏信号SIF方法的波达方向宽带估计算法具有更加优越的性能.     

一种基于新误差标准的ANF线性调频信号参数估计方法

本文针对卫星导航系统中常用的压制式线性调频(LFM)干扰,为解决其参数估计精度与估计速度难以兼得的难题,将自适应陷波(ANF)方法应用于LFM信号参数估计.首先,给出一种基于新误差标准的ANF,并对比该方法与经典误差标准的ANF方法估计点频信号频率估计效果;其次,分析将该方法应用于LFM信号参数估计的可行性,并与基于Rife插值改进的短时傅里叶变换(STFT)方法仿真比较.本文方法无须进行复杂的计算和参数搜索,实时性好.仿真分析表明,本文算法较STFT算法估计精度高且稳定.     

基于I-Rife算法的突发扩频信号捕获系统设计

为了提高突发扩频通信每帧数据的传输利用率,节省捕获时间,设计基于I-Rife算法的突发扩频信号捕获系统。本系统主要分为粗捕获单元和细捕获单元,粗捕获单元通过匹配滤波器捕获码相位和多普勒频率粗估计值,细捕获单元通过I-Rife算法对多普勒频率进行精确估计。研究结果表明:在系统捕获多普勒频率的过程中,I-Rife算法比DFT直接谱估计算法和Rife算法具有更好的频率估计精度和全频段更稳定的频率估计性能;在系统要求的频率精度内,I-Rife算法使用了比DFT直接谱估计算法更少的FFT运算点数,达到了提高数据传输利用率和减少捕获时间的目的,更适合工程应用。     

一种直接序列扩频系统的大频偏二次捕获算法

研究多普勒频偏大于码元速率的扩频信号捕获问题和大频偏估计的模糊问题,提出了一种扩频系统的大频偏二次捕获算法,并提出了二次捕获概念.该算法采用时频并行搜索的大频偏估计完成频偏预估计和补偿,将准基带信号的频偏预估解扩值进行预处理后构造相邻频点,并依据该频点对输入信号进行二次捕获消除频偏粗估计的频点模糊,完成大频偏下的正确捕获输出原始数据信息.仿真和实测结果表明,该算法采用时频并行搜索的大频偏预估计、FFT细频偏估计与二次捕获相结合的方法可以有效缩短二次捕获的时间,满足大频偏下载波快速同步要求,提高了低信噪比通信环境下的捕获概率,算法实现简单、灵活,频偏估计精度高.     

MIMO-OFDM系统中基于STBC导频迭代LS信道估计算法

给出了适合MIMO—OFDM系统的一种新的信道估计方案，这种方案首先对STBC导频符号进行设计，使其更加符合传输要求，然后再结合迭代LS信道估计算法，以此提高MIMO-OFDM系统的信道估计性能。理论分析和计算机仿真表明，这种方法避免了矩阵的求逆运算，大大减少了运算复杂度，并且能很好跟踪信道的变化过程。     

基于逆积分方程的正弦波频率估计

频率估计算法的普遍问题是计算量大并且在低信噪比时性能较差.文中提出一种基于逆积分方程(Inversion Integral Equation,IIE)的频率估计新算法.首先利用快速傅立叶变换得到频率的粗估计,并从傅立叶变换中提出一个窄带信号建立积分方程.然后通过对积分方程中参数和特征频率的估计得到最终的频率估计.仿真结果显示文中算法以适中的计算量在低信噪比下达到了较好的性能.     

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。     

OFDM系统的盲信道估计

正交频分复用(OFDM)系统中的盲信道估计对能否正确恢复信号起决定性作用,现有的算法存在计算复杂度高、精度低的缺点.为此提出了一种新算法,该算法充分利用时域和频域信息,其计算复杂度从指数次幂降到多项式,即使信道阶数未知也可获得较高的估计精度.本算法既适用于CP-OFDM中又适用ZP-OFDM中,并保证信道可辨识性不受信道位置影响.仿真表明,本文算法的性能优于子空间算法.     

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.     

时域同步正交频分复用系统的频偏估计

针对时域同步正交频分复用系统现有的频偏估计精度低的问题,提出了一种精确频偏估计算法(FFDE).该算法将接收信号中相邻的2个帧头分别与对应的本地PN序列作相关运算,将相关结果共轭相乘,再取相乘结果的辐角,最后再除以帧头间的时间间隔,即可得到频偏估计值.FFDE算法具有复杂度低,精度高,抗噪声、抗多径能力强等优点.理论分析表明,FFDE算法具有极低的性能界,在高斯白噪声信道条件下,在合理的信噪比范围内,其归一化估计值的方差在10叫.以下.仿真结果与理论分析完全一致,即使在多径环境下,在信噪比为15 dB时,FFDE算法的绝对估计误差的标准差只有0.5 Hz,仅为子载波间隔的0.03%,是传统方法的1%.     

二相编码信号载频盲估计快速算法研究

讨论二相编码信号载频盲估计快速算法.在没有接收信号先验知识的情况下,首先粗略估计出二相编码信号的载频(fc)和3 dB带宽(△f3dB),然后以(fc)为中心,以4(△f3dB)为带宽对BPSK信号滤波,再对滤波后信号平方得到一个准正弦波信号,估计出该信号的频率,最后将该频率除以2就得到BPSK信号的载频精确估计值.理论分析证明本算法的合理性,并给出算法的应用门限.仿真结果表明本算法在没有先验知识的情况下可以对BPSK信号载频进行精确估计,特别是在低信噪比条件下依然能够取得良好的估计性能,且本算法简单易行,运算量小,适合实时处理.     

基于训练序列的TD-SCDMA系统频偏补偿方法 

在TDSCDMA（UMTS TDD LCR）系统中，数据的可靠检测在很大程度上依赖于准确的载波同步及符号同步。提出了一种新的频偏估计算法,利用TDSCDMA训练序列的特殊结构，用码片合并的方式估计频偏。仿真结果表明，该算法复杂度低，运算量小，在频率选择性信道环境下，有良好的抗多径和多码道性能。     

基于训练序列的TD-SCDMA系统频偏补偿方法

在TD-SCDMA（UMTS TDD LCR）系统中,数据的可靠检测在很大程度上依赖于准确的载波同步及符号同步.提出了一种新的频偏估计算法,利用TD-SCDMA训练序列的特殊结构,用码片合并的方式估计频偏.仿真结果表明,该算法复杂度低,运算量小,在频率选择性信道环境下,有良好的抗多径和多码道性能.     

一种DMB-TH系统的频偏粗估计算法

针对我国新一代的数字电视地面广播传输系统DTMB中频偏估计计算量大、估计速度慢的难题,提出一种改进的频偏粗估计算法.先进行帧头位置粗估计,然后采用引入了频率偏差的本地零相位PN序列与接收序列进行滑动相关的扫频方法进行频偏粗估计.理论分析和仿真结果表明,在高斯和多径信道下此算法都能较快速地进行频偏粗估计.