低信噪比突发信号载波频偏估计算法

快速准确的载波频偏估计在突发信号的相干解调中发挥着至关重要的作用。目前的载波频偏估计算法很难同时兼顾估计精度、信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)门限以及估计范围等指标。针对这一问题,提出了一种数据辅助的基于接收信号自相关序列离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)的载波频偏估计算法。该算法通过对接收信号的自相关进行加窗处理,借助离散傅里叶变换来实现频率估计。仿真结果表明,与经典的M&M算法相比,该算法具有更低的信噪比工作门限,在低信噪比情况下具有更低的差错概率和更宽的估计范围,非常适合低信噪比突发信号的载波频偏估计。     

突发信号载波频偏估计的广义延拓逼近算法

为了解决在突发信号载波频偏估计问题中,载波频偏估计算法对估计精度、信噪比门限和估计范围的兼顾问题,提出了基于广义延拓逼近的载波频偏估计算法。该算法无需数据辅助,对接收信号频域信息做合理单元划分,节点处满足插值条件,单元域内实现最佳拟合,能够有效提升整域内的逼近精度。仿真结果表明,与文献算法相比,该算法具有更低的信噪比门限、更高的估计精度和理论最佳的估计范围。算法数学模型稳健、复杂度低,具有很好的可实现性和很高的使用价值。     

基于导频符号的MIMO-OFDM系统多频偏估计算法

提出了一种基于导频符号的多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统多频偏估计算法.该算法设计了导频符号,并利用设计的导频符号在频域实现多频偏估计.理论分析证明了提出算法适用于低信噪比条件,并推导出了该多频偏估计算法理论上的估计精度.仿真结果验证了提出的算法在低信噪比无线多径信道条件下能够准确估计出各天线间的多个载波频偏.     

一种宽范围高精度的前向载波频偏估计算法

前向载波频偏估计算法的捕获范围和估计精度是一对矛盾.针对这一问题,提出一种低计算复杂度的宽范围高精度前向载波频偏估计算法.算法的基本思想是:首先,利用相邻码元判决点处的相位差粗略估计载波频偏,以便获得宽的捕获范围;然后,利用高时延自相关函数精细估计载波频偏,以便获得高的估计精度.详细描述了算法的数学表达,并对其性能进行了分析.最后的仿真数据证明,该算法对于载波频偏的宽范围高精度估计,确实具有较高的实用价值.     

基于均值移位的载频盲估计算法

针对非协作通信领域的MPSK和MQAM信号载频估计与调制方式识别互相依赖问题,提出了一种无需调制方式先验知识的高精度载频盲估计算法.通过相位差分布特性的分析建立了相位差密度极值点与频偏的联系,引入模式识别中广泛应用的核密度估计方法对相位差进行密度估计,并以均值移位算法完成密度极值点的求解,达到载波估计的目的.仿真结果表明算法大大降低了信噪比门限,并且载频的粗估计算法也具有较高的精度,可以作为独立的频偏估计算法用于频偏精度要求不是非常高的场合.     

一种基于训练序列的OFDM时频同步新算法

针对正交频分复用(orthogonal frequency-division multiplexing,OFDM)系统性能对同步偏差的敏感性,提出了一种新的基于训练序列的OFDM联合定时和频率同步算法。基于新设计的训练序列结构,提出了新的定时度量函数,同时推导了小数倍频偏估计算法。新定时同步算法有效地克服了传统算法中的定时缺陷,新频偏估计算法具有和Schmidl算法相同的估计方差。理论分析与仿真结果表明,新算法在多径信道下具有较好的鲁棒性。     

OFDM系统中的一种有效频偏估计算法

通过设计一种特殊的训练序列,提出了一种新型的正交频分复用(OFDM)系统频偏估计算法。只需要一个训练序列,就可以有效地对整数倍与小数倍的频偏进行估计,并且还可以利用该特殊训练序列进行符号定时估计。仿真结果表明,与传统算法相比,提出的算法不仅减少了训练序列数目,而且提高了频偏估计精度。     

基于循环谱包络的多径直扩信号参数估计

分析了多径直扩信号的循环平稳特性,推导了其循环相关函数和循环谱表达式.提出了一种基于循环谱包络的多径直扩信号的码元速率和载频估计算法,给出了实现步骤.算法不需要伪码等先验信息,可实现对信号参数的盲估计,且参数估计是在非零循环频率上进行一维搜索,避免了平稳噪声或干扰的影响,适用于低信噪比情况.计算机仿真实验验证了该算法的有效性.     

残留频偏条件下码辅助的迭代载波同步算法

LDPC编码系统,接收端在译码前需要对频偏和相差进行估计,使残留频偏和相差在译码器收敛的允许范围之内,但在低信噪比条件下,即使在收敛范围内,较大的残留频偏和相差也会对LDPC编码系统性能有明显的恶化,所以必须结合迭代译码系统,对信号的残留频偏和相差进行进一步的估计。基于EM算法推导了频偏联合相差的迭代估计算法,给出了一种简单有效的残留频偏估计方法,并以此为基础,结合LDPC迭代译码输出软信息的统计特性,提出了一种码辅助的迭代载波同步算法,仿真结果表明,只要残留频偏和相差在迭代估计器收敛范围内,提出的算法可以使LDPC编码系统的误比特率接近理想同步条件下的译码性能。     

基于FFT相位差的载波估计算法仿真与改进

由于栅栏效应,直接用FFT估计频率和相位仅能获得非常粗的精度。精确的估计需要在FFT谱线基础上做进一步的插值等运算。文献[1,2]提出了基于FFT相位差的载波频率和相位估计算法,利用两段FFT谱线间的相位差消除了栅栏效应的影响,获得了精确的估计。但经过仿真,该文献提出的方法估计性能依赖于所估计信号的频率,在某些频率点能获得很好的估计性能,但在少数频率点附近性能恶化严重。对该问题进行了理论分析,找出性能恶化的原因所在并提出了改进办法,克服了原文献算法的缺点。仿真表明,在整个频率动态范围内,改进后算法都非常稳定,具有很好的估计性能。同时改进后算法同样运算简单,便于实现。     

基于压缩传感的MIMO-OFDM水声通信信道估计算法

充分利用水声信道的稀疏特征,提出一种基于压缩传感理论的多输入多输出正交频分复用(multiple-input multiple-output orthogonal frequency division multiplexing, MIMO-OFDM)水声通信系统信道估计算法。在MIMO-OFDM水声通信系统模型的基础上,考虑Doppler频移的影响设计符合压缩传感理论框架的过完备字典,利用一系列非正交基在过完备字典下描述待重建信号。通过对比分析基追踪降噪、丹茨格选择器以及正交匹配跟踪3种算法的信道估计性能,进一步证明了算法的有效性。仿真实验结果表明,基于压缩传感的稀疏信道估计算法具有优于传统最小二乘算法的信道估计精度,并且在最小二乘矩阵求逆奇异的情况下仍能准确地估计出信道参数;在计及Doppler频移的影响时,直接压缩传感估计优于补偿后的压缩传感估计方法。     

一种电离层慢相径扰动提取与补偿改进算法

针对采用调频连续波(FMCW)体制的天波超视距雷达的应用场合,提出了一种电离层扰动(慢相径变化)补偿改进算法。该算法利用雷达回波谱中海浪在空间上的独立性来获取统计样本,因而在无需对雷达系统作任何改动的情况下,可获得对电离层扰动瞬时频率变化的统计估计。通过相位补偿有效地抑制了电离层扰动造成的多普勒谱展宽和频率漂移。给出了应用该方法的具体步骤,通过仿真实验证明该算法的有效性。     

超声多普勒血流信号平均频移估计的仿真研究

提出了基于Matching Pursuit分解的超声多普勒血流信号平均频移估计方法。通过对合成信号的分析比较，确定了最佳估计性能的相关参数。基于优化的参数对不同噪声水平的100例仿真多普勒信号进行分析并计算估计的与理论的平均频移的均方误差，得到基于Matching Pursuit方法的误差比使用传统声谱分析法小。表明该方法对信号瞬时结构的局部具有较好的自适应性，有效克服了短时傅立叶变换存在的时频分辨率矛盾，提高了超声多普勒血流信号平均频移估计的准确性。     

FRFT在水声信道时延频移联合估计中的应用

由于水声信道的复杂性和多变性,信号在水声信道传播中将伴随着多径时延与多普勒频移,二者是水声信道估计中两个重要的参数。基于分数阶傅里叶变换(fractional Fourier transform, FRFT)的时延和频移特性,提出一种采用多分量线性调频(linear frequency modulated, LFM)信号的水声信道估计方法,通过分析分数阶傅里叶域上峰值的偏移,联立不同阶次的时延和频移方程,可得到水声信道的时延和频移值。理论推导及仿真结果表明,该方法计算量小,且随着LFM信号分量数和调频率差值的增大,能在一定程度上减小估计的时延误差和频移误差。水池实验中选用具有相反调频率的双LFM信号作为估计信号,估计出多径时延与运动目标的多普勒频移,并给出了水下目标的运动速度。实验结果表明,FRFT估计法简单有效,在水声信道多径时延与多普勒频移估计上具有较好的实际应用价值。     

中低轨卫星信号的多普勒频移估计与补偿

针对中低轨卫星信号的多普勒频移具有大范围快速时变的问题,基于航天动力学理论,计算出卫星和接收平台间的相对位置和速度,从而可预先估计卫星信号的多普勒频移.对频移估计的误差进行了分析,给出了一种多普勒频移的快速估计和实时补偿算法,同时也对卫星的可视时间段分情况进行讨论.计算机仿真和工程实践表明,该算法简单、实用,有利于对快变大频偏的卫星信号进行快速跟踪和解调.     

基于DBZP差分相干的GPS信号捕获算法

针对弱信号环境下全球定位系统(global position system, GPS)信号捕获问题,提出了一种基于双块零拓展（double block zero padding, DBZP）差分相干捕获算法。该算法将快速傅里叶变换（fast Fourier transform, FFT)、DBZP、差分相干及频率误差修正等4项技术有机结合,从而有效减小了在FFT计算过程中由大多普勒频移引起的码片速率变化而造成的相关功率损失,同时也削弱了残余多普勒频率造成的功率损失。实验表明,算法能明显提高系统捕获性能,在仿真数据集下,与直接FFT差分相干算法相比,捕获灵敏度提高了约2.8 dB,并在给定的积分时间及载噪比下,捕获频率误差的标准差小于20 Hz;在实验数据集下,与直接FFT差分相干算法相比,捕获结果信噪比提高了约3 dB。     

Novel method for ambiguity elimination in the LFMCW radar

1.INTRODUCTIONLFMCWradar has been widely used on platformssuch as missile,satellite and airplane due to its smallsize,light weight,si mple structure and high resolu-tion,as well as beingfree of distance blind zone[2,3].In most LFMCWradar systems,signals aretransmit-ted as multi-period LFMCW,and would be subject toFFT(fast Fourier transform)processing twice,thefirst for target distance,the second for target veloci-ty[1~3].However,the above methods could be usedonly whenthe multiplyi…     

无码载波频率初值估计与导航星识别

当导航卫星的民码信号不可用时,利用无码载波恢复技术测量各个导航卫星的多普勒频移能够实现多普勒定轨。针对伪码未知的情况,提出了基于相位补偿及数据块累加来增强信号,并结合快速傅里叶变换估计载波频率的方法;为解决无码条件下的导航卫星识别问题,提出了一种基于多普勒频移特征的导航星识别方法,研究了基于三分法快速搜索优化平移量的匹配算法,并采用全局匹配、局部剔除的策略来提高卫星识别的全局可信度。仿真结果表明,对于80 ms的卫星中频数据,无码载波频率估计误差保持在7 Hz之内,并且正确估计的卫星数在9颗以上;在考虑先验参数不精准及测量误差的情况下,正确识别的卫星数大多为6颗及以上,满足定轨要求的最少卫星数目。     

中段弹道目标宽带回波仿真与速度补偿

中段弹道目标的主要特征是高速平动和微动。因此测量得到的目标多普勒频移值是模糊的,而且同时被目标微多普勒调制。这给估计目标微多普勒带宽和提取目标微多普勒参数造成了困难。在充分考虑目标运动特征的条件下,首先研究和建立了目标的宽带雷达回波数学模型。然后提出了基于简化分数阶傅里叶变换（simplified fractional Fourier transform, SFRFT）的速度补偿方法。推导了方位向信号起始频率和调频斜率的估计误差方差,证明了算法的有效性。仿真结〖JP3〗果表明,该方法能够给出精确的参数估计结果,并能对平动多普勒频率进行准确补偿。即使在信噪比较低的情况下,该方法仍表现出较好性能。该方法为目标微多普勒参数的提取提供了前提条件     

干涉仪对辐射源快速精确定位方法研究

干涉仪属于无源定位系统，该技术有着重要的军事应用背景，现有国内单站无源定位都存在定位时间长，精度较低的问题。给出了仅利用干涉仪的多普勒频移量测值，通过扩展卡尔曼滤波的方法对固定辐射源定位，该方法与传统方法相比，具有精度高、收敛速度快，对初值不敏感的优点。仿真结果证明了本芳法的有效性。