一种基于四阶累积量的相干信号测向算法

利用四阶累积量估计相干信号的来波方向(DoA)需要获得修正阵列的方向矩阵。提出了一种估计修正阵列方向矩阵的改进算法,它减少了计算量,通过模式激励和空间平滑,实现均匀圆阵对来自不同独立信号源的相干信号的DoA估计,并利用虚拟阵列流形的中心对称性,将复矩阵的特征分解转换为实矩阵的特征分解,减少了计算量。相比基于自相关矩阵的算法,所提出方法提高了阵元利用率,有效地抑制了高斯噪声,不需要对模式激励后的数据进行白化处理,仿真结果表明,在低信噪比和多个独立信号源存在的条件下,有更明显的优势。     

基于四阶累积量的线性调频信号参量估计

针对加性高斯有色噪声背景下的一维、二维线性调频信号的参量估计问题,引入高阶统计量,提出了一种基于四阶累积量的新方法。该方法利用高阶累积量对加性高斯噪声有较好的抑制能力的特性,结合极大似然方法,可获得较低信噪比下的线性调频信号参量的较高精度的估计。给出了应用该方法的具体步骤,通过仿真实验证明了该算法的有效性。     

基于四阶累积量的测向方法研究

针对MUSIC-LIKE方法能很好地扩展阵列孔径但计算量较大的问题,基于均匀线阵提出了一种快速提取阵列无冗余数据的新方法。该方法基于四阶累积量孔径扩展的原理,摒弃了原MUSIC-LIKE算法在均匀线阵DOA(direction of arrival)估计中的大量冗余数据,从而大大降低了矩阵运算的维数,降低了计算量。经过处理后的四阶累积量具有和二阶统计量类似的形式,因而可以将大多数业已成熟的基于信号二阶统计特性的阵列信号处理方法应用于四阶累积量中,计算机仿真证明了算法的有效性。     

基于四阶累积量切片的宽带传播算子测向方法

四阶累积量的盲高斯性改善了高斯噪声存在情况下的方位估计算法性能,四阶累积量切片同样具有盲高斯性,结合改进的传播算子法(MPM)不但可以降低算法的运算量,还可以改善算法的性能。首先利用旋转不变方法(RSS)对宽带信号进行聚焦处理,聚焦处理后的矩阵输出再求其四阶累积量切片矩阵,对该矩阵利用改进的传播算子法得到测向结果。论述了四阶累积量切片适用于改进的传播算子法的原理,并通过仿真验证了算法在盲高斯噪声、运算量及测向性能方面的优越性。     

基于四阶累积量矩阵特征分解的宽带测向算法

针对信号处理领域研究中的宽带测向问题,基于四阶累积量矩阵定义的灵活性,给出了一种四阶累积量矩阵定义形式,利用累积量的盲高斯性进行简化。通过聚焦操作,把各个窄带频率处的阵列输出矢量变换到聚焦频率处,然后求其累积量矩阵。对各个累积量矩阵的平均值进行特征值分解,就得到四阶信号子空间和四阶噪声子空间。应用子空间的方法进行一维谱峰搜索,即可得到来波方向的估计值。实验结果证明了该算法的有效性。     

改进的基于四阶累积量的MUSIC算法

超宽带测向系统中,天线体积受限严重影响到系统的测向精度和解模糊能力,且天线阵列的孔径限制着阵列最多能分辨的目标信号个数,而一些优秀的算法如空间平滑算法和旋转不变子空间(estimation of signal parameters via rotational invariance technique, ESPRIT)算法损失了天线阵列孔径。针对这些问题,在传统的四阶累积量多重信号分类(multiple signal classification, MUSIC)算法基础上提出了一种改进的算法。该算法根据四阶累积量矩阵构成的规律,去除了原四阶累积量矩阵的数据冗余,有效地减小了运算时间,为其实际应用提供了必要条件。计算机仿真和实测数据仿真的结果表明,本改进算法可以快速地实现虚拟阵列扩展,同时对有色高斯噪声也有一定的抑制作用。     

基于四阶累积量与核Fisher判别分析的MPSK信号分类方法

提出了一种基于高阶累积量和核Fisher判别分析的MPSK信号自动调制识别方法。该算法选取信号的四阶累积量作为分类特征,利用核函数的思想把特征向量映射到一个高维空间,并在高维空间中采用线性Fisher判别分析实现了数字信号的分类。选用了径向基核函数,使用一对一或一对余多类构造法,并利用交叉验证网格搜索法优化核函数参数,构建了快速稳健的多类核Fisher判别分析分类器。计算仿真结果表明,基于核Fisher判别分析的分类器具有良好的性能,它与支持向量机的分类精度相当,且训练时间较短。     

伪波束域四阶累积量切片高分辨方位估计法

在低信噪比或空间非白噪声情况下,基于信号二阶统计量的高分辨方法,性能变差较快。在基于四阶累积量切片MUSIC方法的基础上,结合波束域高分辨方法的思想,提出了一种四阶累积量切片伪波束域高分辨方位估计方法。分析表明,高阶累积量的运用有效抑制了空间高斯白噪声和有色噪声;波束域方法的运用有效滤除了部分空间噪声,增强了方法的稳健性。仿真结果表明,相比基于四阶累积量切片的MUSIC方法,所提出的方法在高斯白噪声和有色噪声中,有效提高了低信噪比情况下的方位估计精度,降低了目标的分辨门限。     

虚拟波束四阶累积量DOA估计方法

为满足复杂干扰场景和阵列误差因素影响下雷达微弱目标信号精确测向需求,提出一种基于均匀线阵构建虚拟波束,替代阵列接收信号进行四阶累积量(fourth-order cumulant, FOC)波达方向(direction of arrival, DOA)估计的算法。该算法包括两个关键步骤：一是利用阵列接收信号特征分解的方法,对信号主信息分量进行提取,并以构建的虚拟波束为输入,计算FOC矩阵;二是针对主分量虚拟波束波瓣外的起伏,利用高斯窗修正波束方向图的方法,进一步提升空间谱函数的估计精度。仿真结果表明,该方法在存在阵列误差的非理想因素下,对复杂电磁干扰场景下的目标信号DOA估计精度较现有FOC方法提高150%以上,尤其对于场内同时存在多个非等功率源信号时,所提方法对低信噪比目标DOA估计精度提升效果优势明显,对复杂干扰环境下DOA估计精度更高、适应性更强。     

基于四阶累积量的自适应参数型多径时延估计

在存在多通道信号干扰及背景噪声的情况下，本文提出了一种基于四阶累积量的自适应参数型时间延时估计方法。该方法准确地进行多径传输情况下的时间延时估计，有效地抑制相关高斯噪声的影响，仿真结果说明了方法的有效性。该时间延时估计方法可用于声纳及雷达系统的目标定位。     

四阶累积量用于最小嵌入维数估计的新方法

用能反映非线性结构的四阶累积量函数代替相关函数构造矩阵,对奇异值分解法进行改进.对比分析了用四阶累积量函数构造矩阵的多种方法,得到两种较好的构造矩阵的方法.其中当四阶累积量函数的两个变量分别在矩阵的对角线方向和偏离对角线方向取值并且第三个变量取零时,得到的矩阵的分析效果最好.并用此方法分析由Henon映射、Lorenz模型生成的混沌时间序列.实验结果表明了改进后方法的有效性及稳定性,并且改进后方法适合小数据量的情况且计算效率高.     

一种改进的四阶累积量波束形成算法

波束形成算法需要使用训练序列,或需要预先掌握期望信号的DOA信息,并且在多径环境中工作性能急剧下降。基于四阶累积量的CUM2算法在理论上可以收集期望信号的各多径干扰并使系统输出信干噪比达到最大,但对于四阶累积量的估计误差使得CUM2抑制干扰信号的性能受到了较大的影响。提出将四阶累积量矩阵进行Toeplitz预处理的思想,进而得到了一种改进算法。仿真试验也证明在同等条件下,改进算法与CUM2相比有着更强的干扰抑制性能。     

基于四阶累积量和时间平滑的相干信号DOA估计

高斯色噪声背景下,针对多径环境下的多用户波达方向（direction of arrival, DOA）估计问题,提出一种联合处理算法。新算法首先利用四阶累积量估计出各个用户的空间特征,然后利用基于时间平滑的多重信号分类 (multiple signal classification,MUSIC)算法实现各用户多径信号的DOA估计。该算法突破了传统空间平滑类算法的局限,对于M元均匀线阵,新算法最多可估计M×(M－1)个DOA,且各DOA与各用户可自动实现配对。计算机仿真结果验证了算法的有效性。     

基于高阶累积量的TOA估计方法

提出了基于高阶累积量的多径信号到达时间TOA的估计方法。首先接收信号经过匹配滤波器,再将输出结果进行频域变换,这样将信号传播的时间延时的估计问题转换为谐波频率的估计问题。在反卷积之后的噪声是高斯过程的情况下,利用四阶累积量方法,可有效地抑制噪声估计各多径信号的TOA。文章最后的仿真结果说明了本文提出方法的有效性。     

一种基于高阶累积量的数字调相信号识别方法

针对当前通信信号中常用的数字调相信号BPSK、QPSK、π/4-QPSK、8PSK的调制识别问题,提出了一种基于信号差分高阶累积量的识剐算法.该算法分两个层次进行调制识别,首先利用信号的四阶累积量特征对BPSK、QPSK和{π/4-QPSK、8PSK}信号进行识别,然后再利用信号差分的四阶和八阶累积量特征对π/4-QPSK、8PSK信号进行识别.从理论上分析了的该算法的有效性,并通过计算机仿真验证了算法具有良好的性能.     

基于高阶累积量和匹配滤波的信号检测新方法

针对通信侦察中的空间弱信号检测问题,提出了一种基于高阶累积量和匹配滤波器相结合的信号检测新方法。该方法利用高阶累积量有二阶以上信息,且高斯噪声的高阶累积量恒为零的特性,在传统似然比检测基础上,依据高阶累积量对高斯噪声的抑制能力,结合匹配滤波器进行弱信号检测,在低信噪比条件下获得了更高的检测概率。蒙特卡罗仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于并行滤波器组和高阶累积量的扩频信号检测与估计

在非协作通信截获中,提出了一种有效的基于并行滤波器组和三阶累积量的扩频信号检测方法.滤波器组将输入信号细划成许多窄的频率通带,不仅在时频域完整的描述了未知信号,也改善了输出信噪比.采用三阶累积量估计器进一步抑制高斯噪声,并保留信号的有用信息,提高算法的检测能力.最后通过创建特征矩阵,实现扩频信号的参数估计.仿真实验表明,算法适用于低信噪比下的直接序列扩频扩信号检测,并能有效估计截获信号的载频和调制带宽.     

基于非圆信号的波束域共轭MUSIC方法

针对非圆信号形式,对传统的波束域MUSIC方位估计方法进行重构,提出了波束域共轭MUSIC方法来进行相干信号的波达方向估计.该方法充分利用非圆信号的特性,从阵列接收数据构造共轭对称的Toeplitz矩阵,将其作为伪协方差矩阵,使用波束域MUSIC算法进行处理来得到目标的方位估计值.该方法可以避免常规波束域MUSIC方法使用空间平滑预处理后损失阵列孔径,而导致可测的信号源数减少的问题.仿真表明,该方法在较少快拍数下,无需空间平滑就可以检测多个相关信号,其性能优于使用空间平滑技术的常规波束域MUSIC方法.     

衰落信道中基于累积量的QAM信号分类

针对在瑞利和莱斯慢衰落信道下的QAM信号的调制分类问题,提出一种新的基于四阶累积量的调制分类算法。归一化四阶累积量由接收QAM信号的基带信号估计出,与不同星座的理论值比较得到分类准则,其计算复杂度仅为N阶(N为样本个数)。数值仿真实验结果以及与已有方法的比较证明了理论分析的正确性和算法的实用性。     

基于延迟相乘和能量累积的DSSS信号参数估计算法

针对直接序列扩频(direct sequence spread spectrum, DSSS)信号截获和参数盲估计问题,提出了一种采用延迟相乘和能量累积实现DSSS信号参数估计的新方法。该算法采用延迟相乘估计伪随机码（pseudonoise,PN）周期,将延迟相乘序列分成连续的片断,通过累积能量最大值搜索估计信息码周期,实现了PN码序列和信息序列的估计。理论分析和仿真结果表明,在加性高斯白噪声条件下,对扩频增益为G_p dB的DSSS信号,在信噪比高于-G_p/2 dB的条件下,该算法能够实现稳定的参数提取。该算法不需要预先设定门限和参数,适合采用硬件设计实现。