一种快速高精度的改进Fitz频率估计算法

针对Fitz频率估计算法频率估计方差在高信噪比情况下仍与克拉美劳下限存在着较大差距问题,提出了一种改进的Fitz频率估计算法。首先定义一种广义Kay窗函数加权的修正自相关函数,然后计算修正自相关函数相位的加权和,最终得到复正弦信号的频率估计值。仿真实验结果表明:当数据长度N＝24,信噪比sNr ＝20 dB时,改进算法的频率估计方差降低了约2 dB,且改进算法的计算复杂度与Fitz算法相当。因此,改进算法在满足实时性要求的同时,取得了更高的频率估计精度。     

一种迭代频偏估计算法

提出一种适于低信噪比条件下工作的数据辅助型(data-aided)频偏估计算法。计算接收信号自相关函数的辐角,基于最大似然策略合成频偏估计,并通过迭代消除估计模糊。仿真结果表明：迭代算法具有较大的频偏估计范围(估计范围达±40%符号速率),与M&M算法相比,迭代算法信噪比门限有接近3dB性能改善,其估计性能更接近FFT最大似然算法和克拉美-劳下界(CRLB),并且计算量有所降低;基于迭代算法的简化版本与迭代线性预测(ILP)算法相比信噪比门限更低,并且降低了计算复杂度。     

基于自相关函数相位的频率估计方法方差分析

为了分析基于自相关函数相位频率估计方法的性能,推导了加性高斯白噪声背景中正弦信号观测数据的相关函数相位噪声的表示式,得到了相位噪声方差的计算公式和基于自相关函数相位的频率估计方差的计算公式,给出了此类频率估计方法的估计方差与信噪比、观测数据长度以及对相关函数相位差进行平滑时利用的相关函数的点数关系.仿真结果与该文给出的公式计算结果吻合很好.     

基于LCT域模糊函数的QFM信号参数估计算法性能分析

基于线性正则域模糊函数的二次调频信号参数估计算法,探讨了噪声环境下算法的可行性,通过仿真实验分析了算法的信噪比门限,并进一步讨论了算法的优势. 为进一步提高信号的估计精度,提出了乘积性线性正则变换(LCT)域模糊函数来估计二次调频(QFM)信号. 理论分析和仿真实验表明,该算法在低信噪比时也具有良好的估计性能,且随着信噪比的增加,各参数的均方误差越来越接近其Cramer-Rao下界;该算法能一次性估计3个参数,效率高,误差传递小.      

一种基于过采样技术的非最小相位系统盲辨识方法

提出了一种在时域中盲辨识非最小相位系统传递函数的方法,该方法通过对系统输出过采样来获得系统结构参数的信息.对于单输入单输出的线性离散系统,经过输出过采样后可以等价为单个输入、多个输出的传递函数模型,这多个输出函数具有相同的分母多项式和不同的分子多项式.采用子空间分解法可以确定分子多项式的参数,通过对系统输出信号自相关函数的处理可以得到分母多项式,最终可以得到原系统的结构参数.与传统高阶矩方法相比,该方法对噪声的敏感度更低,辨识的精度和速度也有很大提高.仿真结果表明,当信噪比大于15dB时,该方法可以有效地辨识出系统参数.与高阶矩方法相比,辨识门限信噪比降低了10dB,估计精度提高了20%,辨识速度加快了3倍.     

一种基于窄带自相关的实信号频率估计算法

单频含噪实正弦信号的自相关函数和其原信号的频率一致,且自相关可去除一部分噪声影响,因此基于自相关的频率估计算法一直备受关注。由于自相关可以从时域获得也可以从频域获得,基于自相关的频率估计算法有比较简单的基于时域的方法和性能比较好的基于频域的算法。结合时域和频域自相关的特点,提出一种基于窄带自相关的实信号频率估计算法,该算法在频域进行谱峰搜索后,利用信号的窄带功率谱来计算自相关,进而用简单的时域自相关的改进协方差算法(modified covariance,MC)来得到频率估计,推导出频率估计闭式解。仿真结果表明该算法性能优于传统的自相关时域算法和频域算法,在信噪比高于-7 dB时就能逼近CRB界。     

基于倒谱距离的语音端点检测改进算法

在讨论传统倒谱距离语音端点检测算法不足的基础上,提出了一种改进方案,该方法首先估计短时信噪比,然后由统计方法确定短时信噪比与门限的关系,进而完成正确的语音端点判决。通过对3种典型噪声环境下信噪比从-5 dB到20 dB的带噪语音信号进行的仿真实验结果表明,所提方法能更为准确地检测到语音端点。     

基于Wigner-Ville分布的实信号估计

信噪比低于-5 dB时,信号恢复难度大.提出了一种新的信号估计算法,基于加窗Wigner-Ville分布(pseudo Wigner-Ville distribution,PWVD)的时频峰值滤波(time-frequency peak filtering,TFPF)PWVD-TF-PF,即利用PWVD与信号时频的关系设计一种计算窗函数长度的方法,同时将此窗与魏格纳分布结合用于TF-PF.TFPF是通过时频分布重建信号.首先将信号经过FM调制为解析信号,采用PWVD集中信号的能量,而噪声能量均匀分布于整个时频平面,提高了信号的信噪比,可准确估计出信号的频率.将时频分析方法用于低信噪比实信号估计中,使频率估计在信噪比低于0 dB时依然可行.此设计能够在信噪比达到-8 dB时恢复信号,并且信号的频率估计结果基本达到Cramer-Rao lower Bound(CRLB).     

一种基于Huber函数的塔康方位稳健估计算法

为抑制峰值检测器提取的塔康峰值包络中野值的影响,提出了一种方位稳健估计算法。利用基于最大似然准则的Huber函数压缩大于门限的误差,减小野值在算法中的权重。并采用双重门限对Huber函数作了改进,消除较大野值的权重,对较小的野值进行压缩,给出了门限参数的选取依据。该方法不需要噪声的先验统计知识,能有效抑制野值的影响。仿真结果表明:所提算法的参数估计精度较传统的Huber估计器和最小二乘算法(Least Square)有明显提高,在3 dB功率信噪比环境下,估计误差小于0.5°,满足塔康系统要求。     

一种新的自相关函数载波频率估计算法

针对非协作信号,提出一种新的自相关函数载波频率估计算法.在分析自相关函数特性的基础上,构造代价函数,通过频率搜索的方法估计载波频率,而不是直接求相位角.仿真结果表明,与现有自相关函数载波估计算法相比,该算法不仅在估计精度上有很大提高,而且对载波频率没有限定,只要满足采样定理即可.另外,该算法在理论上是完备的,所以不存在失效的风险.     

基于外信息转移图的多输入多输出迭代接收机分析

在不同的相关系数下,比较了软干扰抵消-最小均方误差(SIC-MMSE)检测器的外信息转移(EXIT)图.分析信道相关系数对迭代接收机收敛特性的影响,确定不同相关系数的迭代接收机工作所需信噪比门限.仿真结果表明,信道的相关系数越大,SIC-MMSE检测器工作所需的信噪比门限就越大;通过比较相关信道和非相关信道的系统误码率性能,在误码率为10<'-4>时,相关系数P=0.5时的信道有2 dB的性能损失.     

频率步进雷达机动目标运动参数估计及成像

为了解决频率步进雷达目标的复杂径向运动参数估计及补偿问题,提出用基于随机自相关函数的联合调频傅里叶变换方法精确估计目标复杂运动参数。目标回波信号与本振信号混频后,可以表示成离散的高阶线性函数,将其进行随机自相关运算,并在脉内作联合调频傅里叶变换,同时在脉间进行相干累积,根据峰值位置获得径向运动参数的精确估计,实现低信噪比条件下目标运动补偿和清晰成像。计算机仿真实验结果显示,该方法能够在-25dB低信噪比下清晰成像,通过比较表明,该方法具有较好的抗干扰能力。     

WDA相关法时间延迟估计

相控阵超声检测中,相关法时间延迟估计是实现自适应聚焦的关键技术之一。为了消除噪声、模板窗口大小和缺陷特征等因素对相关法时间延迟估计的影响,结合检测超声回波信号的特点,提出了基于小波变换的相关法时间延迟估计方法。理论仿真和实验均证明该方法能有效抑制上述因素的影响,提高时间延迟估计精度。仿真计算表明:在可信度为0.95的情况下,信噪比提高了3.2dB,最小窗口大小从无穷大变成了3倍于探头中心频率对应周期,模板有效范围扩展了60%。     

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.     

一种低信噪比条件下的瞬时频率估计算法

为了在低信噪比条件下更有效地提取信号的瞬时频率,提出了一种改进魏格纳-维勒分布的瞬时频率估计算法来降低瞬时频率的估计误差.首先,采用基于切比雪夫多项式的核函数代替魏格纳-维勒分布的核函数,根据信号计算最优核函数.然后用该最优核函数计算信号的时频分布,以减小信号交叉项的影响.最后,采用维特比算法从时频分布中估计信号的瞬时频率.仿真结果表明,信噪比为-15～-5 dB条件下,改进魏格纳-维勒分布算法瞬时频率估计值的均方误差相比于魏格纳-维勒分布算法和平滑伪魏格纳-维勒分布算法减小超过53%,有效降低了瞬时频率估计误差.在单分量信号和多分量信号情况下,改进魏格纳-维勒分布算法能得到性能更优的瞬时频率估计值.     

低信噪比下时频联合的载波同步算法

针对短突发通信在低信噪比下编码辅助同步算法存在估计精度低和同步范围小的问题,提出了一种时频联合的载波同步(JTDFDCY)算法。首先采用频域估计算法、时域估计算法和最大似然(ML)算法对导频信号进行处理,得到频率粗估计值和相位粗估计值;然后用频率粗估计值和相位粗估计值对接收信号进行补偿,并对补偿后的信号进行解调解码、重新编码、基带调制,得到软判决符号;最后采用时域相关和算法和ML算法对软判决符号进行处理,得到频率细估计值和相位细估计值,进而实现有效的载波同步。仿真结果表明:JTDFDCY算法在低信噪比下的粗估计能够兼顾频率估计范围和估计均方根误差的要求;当归一化频偏在(-0.5,0.5)范围时,仅利用6.1%的导频开销即可将系统的性能损失控制在0.1dB以内。     

认知无线电中OFDM信号的循环前缀相关检测算法

针对认知无线电系统中OFDM信号循环平稳检测法计算复杂的情况,提出一种基于循环前缀相关性的频谱检测算法。该算法利用OFDM信号循环前缀的自相关性,通过计算自相关系数的最大似然比估计,与门限进行判决比较来完成频谱检测。仿真结果表明:该算法在信噪比为-11 dB的条件下,可以满足频谱检测需求;循环前缀占比越大,其检测概率越高;若不考虑检测时间,可以通过增大采样点数提高其检测性能。该算法计算简单,实用性好,为认知无线电主用户检测提供了新方法。     

基于改进波束域MUSIC算法的高分辨方位估计

波束域MUSIC算法在波束域高分辨目标方位估计算法中是最具代表性的方法.和阵元域处理相比,波束域处理具有计算量小,分辨信噪比门限低的优点,文中论及窄带信号的波达方向估计问题,提出了高分辨处理的一种改进的波束域MUSIC算法.仿真计算表明,这种改进算法降低了信号的分辨信噪比门限.     

基于循环统计量的幅值解调方法及应用

基于循环平稳基本理论,提出一种新的时变调幅信号处理方法.利用循环自相关函数切片对加性白噪声的自然免疫力,取信号特定循环频率处的循环自相关函数切片,可以提高信号的信噪比.当结合其他的解调方法对切片信号进行解调分析时,能够大大提高解调分析方法的抗噪能力.仿真和实验信号分析结果表明方法的有效性.     

基于模糊函数的直扩信号多参数估计

为解决低信噪比下直扩信号的参数盲估计问题,提出了一种基于模糊函数的直扩信号载频、码率和伪码周期估计新方法。对直扩信号的模糊函数进行了推导和分析,发现直扩信号模糊函数在特定延时和频率上有明显特征对应载频、码率和伪码周期等参数,给出了直扩信号参数估计的具体算法。仿真实验表明在扩频码长为63及码元数为16条件下,载频和码率估计可工作在-12 dB,扩频周期估计可工作在-6 dB低信噪比条件下。该方法可用于非合作通信中直扩信号的参数估计。