QPSK数字接收机中的SNR估计的新方法

通过对基于判决反馈的信噪比最大似然估计推导过程的分析,得出:判决反馈最大似然估计得到的估计值是有偏估计;利用基带数据的高阶矩特性,可以获得渐近无偏估计。该文提出了两种新的SNR的迭代求解方法。一种是基于NDA(Non-Data-Aided)最大似然估计的梯度迭代求解方法,这种方法与其它迭代方法相比,具有更好的收敛性能。另一种是基于统计参量的迭代方法,它不需要对输入数据进行存储;而且在相同的信噪比估计性能下,与其它迭代运算相比,运算量大大降低,尤其适合于低信噪比下信噪比估计要求高的应用中。最后,文章对比了几种SNR估计子的性能与运算量。

MPSK信号的最大似然SNR估计方法

该文利用最大似然准则分别推导了对于MPSK信号的数据辅助SNR估计方法、判决指向SNR估计方法 和一种新的盲信噪比估计方法。文章对这些算法的性能进行了分析和计算机仿真,并与其它一些SNR估计算法进 行了比较。分析和仿真的结果显示数据辅助的SNR方法性能优越,很好地符合了信噪比估计性能下限(CRLB)。 判决指向算法性能依赖于判决的准确程度,在高信噪比时性能较好:而在低信噪比条件时,特别是小于0dB以后 其估计有较大偏差。新的盲SNR估计算法对于BPSK信号具有估计范围广、精度高和复杂度小的特点,但是当M 增加时性能会明显下降。

基于混合阈值法的Envisat影像水体提取

图像分割是图像目标识别和提取的重要步骤。然而由于SAR影像相干成像特点,SAR影像往往信噪比不高,于是传统的图像处理方法难以适用。本文在分析当前主流的阈值法图像分割的基础上,提出一种改进的混合阈值法:首先对影像按一维最大类间方差法求解出一维最佳阈值,以此计算图像分割水体和背景的权重比,然后根据求得的权重比,修改二维最大熵算法,最后采纳遗传算法提高搜索效率,进而求解二维最优阈值实现SAR影像水体提取。为了验证此方法的有效性,针对阳澄湖地区Envisat ASAR影像中同时存在信噪比高的区域和信噪比低的区域设计了仿真实验。实验结果表明,改进方法能较好地从信噪比低的影像中提取水体,同时保持良好的时间复杂度。

一种适用于低信噪比的ML载波频偏估计方法

与传统的连续导频符号设置相比,等间隔导频符号设置的最大似然载波频偏估计具有更高的估计精度,但低信噪比门限也较高。在分析导频符号位置对频偏估计范围影响的基础上,提出了一种新的基于等间隔导频符号的最大似然载波频偏估计方法,推导了该方法的频偏估计范围和低信噪比门限,并对理论分析结果进行了计算机仿真验证。结果表明当载波频率偏移介于[-0.45,0.45]rad时,该方法可以在不增加导频开销的前提下,将低信噪比条件下的载波频偏估计精度提高近17 dB。

频率选择性信道下的多天线信号分量合成算法

信道的多径效应和噪声会严重地影响信号的通信质量,可以通过空间分集技术提高信噪比和降低多径的影响。针对频率选择性信道下的多天线信号合成问题,给出了一种在未知信道下无需进行符号同步的多天线信号分量合成算法。在频域,该算法按照每频点信噪比最大化准则对信号进行加权合成,提高合成输出信号的每个频点信噪比,降低合成信号的衰弱特性。另外,分析了采用FFT实现时的相关问题,并利用常用的QPSK和16QAM信号进行仿真验证,最后对合成前后的信号进行解调。结果表明该算法能够有效地提高信号的接收质量,无需信号的定时同步和载波同步,对信号调制方式透明,为频率选择性信道下的低信噪比信号合成提供了新的解决思路,具有较强的实用价值。

MIMO系统中自适应延时公平调度算法

为了提高MIMO系统的容量,提出了一种自适应公平调度算法,在每个调度时隙,根据用户的信道环境和分组数据长度选择具有最小延时的用户进行传输,并且动态更新用户的平均传输延时,根据更新的平均传输延时自适应选择被调度的用户,从而使得不同信道环境和不同数据长度具有不同延时的用户都能公平的获得传输机会.通过仿真,将轮询调度算法和最大信噪比调度算法与ADFS算法进行比较.仿真结果表明,三种算法中ADFS算法具有最小的系统平均延时,并且可以给每个用户提供公平的传输机会,并取得较大的系统容量.

线性调频连续波信号的周期分数阶Fourier变换检测与估计

分数阶Fourier变换(FRFT)对LFM信号具有最优检测能力,但对线性调频连续波(LFMCW)信号的检测与估计是次优的。由于LFMCW信号可视为LFM信号的周期拓展,基于FRFT对LFM信号的能量聚集和相干累积思想,该文提出一种新的信号处理方法周期分数阶Fourier变换,以实现对LFMCW信号的检测和估计。周期分数阶Fourier变换的核函数可以与LFMCW信号实现最佳匹配,理论分析和仿真实验表明,随着观测时间的增加,可以实现对LFMCW信号的渐进最优估计,具有比FRFT更优的检测性能。

基于先验信息的M-APSK信号迭代信噪比估计

该文提出了一种适合多进制振幅移相键控信号信噪比估计的迭代算法。给定先验信息的条件下,由经过平坦衰落的多进制振幅移相键控信号的概率分布出发,对其对数期望求导得到信噪比参数和数据的关系,引入数据可信度更新信噪比参数,从而获得相应的迭代算法。与已有的矩方法相比,该文提出的基于先验信息迭代算法在迭代四次,互信息大于0.4以上时性能优于已有非数据辅助算法,而无先验信息下的五次迭代时中高信噪比下优于矩方法。

基于Turbo码迭代的低信噪比载波同步技术

针对低信噪比短突发通信系统的载波恢复问题,研究了一种基于迭代思想的载波相位估计算法。该算法首先利用导频进行初始的载波相位估计,然后再利用Turbo译码器输出的软信息进行载波相位细估计,进而实现有效的载波同步。仿真结果表明,该算法仅利用11个QPSK导频符号就能校正较大范围的相位偏移,进而达到理想的误比特性能。

模极大值降噪法在信号降噪中的应用

利用信号与噪声奇异点Lipschitz指数的区别,以及反映在其小波变换模极大值曲线上的特点,应用小波变换模极大值降噪法,对含有带限高斯白噪声的数字通信信号进行了降噪处理,并对降噪原理、算法和仿真结果进行了较为详细的分析。提出了一种信号重构新方法,该方法利用小波变换对信号和噪声的模极大值进行分离,通过对噪声模极大值对应的小波系数进行线性压缩后重构信号,并用仿真试验验证了该方法的有效性。

基于最大后验相位估计的多带谱减语音增强算法

传统语音增强算法中因为谱减法算法简单易于实现而得到广泛研究,谱减法的原理是将带噪语音幅度与估计的噪声幅度进行相减,并叠加带噪语音相位,进而重构增强语音谱。该方法在低信噪比下因为没有进行相位估计,会存在较大的估计误差,并且因为对噪声估计的不准确,会产生"音乐噪声"。基于谱减法的缺点该文提出一种基于最大后验相位估计的多带谱减法,其中多带谱减法可减少"音乐噪声"的影响,最大后验方法估计纯净语音相位,可以减少在低信噪比时的估计误差。实验结果表明该方法在低信噪比时取得了较好的增强效果。

基于最大输出信噪比的L-DACS1接收机盲自适应波束形成算法

由于L频段数字航空通信系统1(L-band digital aeronautical communication system1,L-DACS1)和民航测距机(distance measuring equipment,DME)系统的频谱有部分重叠,因此在L-DACS1接收机中需要考虑DME干扰的抑制问题。提出了基于最大输出信噪比的干扰抑制和盲波束形成算法。由于DME脉冲干扰的功率较大,首先采用子空间跟踪算法来得到干扰子空间,然后将接收数据向干扰子空间的正交补空间进行投影以抑制DME干扰。干扰抑制后,接收数据中只剩下正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)信号和噪声了。为了充分利用阵列天线的优势,采用了输出信噪比最大准则来进行波束形成,将天线方向图的主瓣对准OFDM信号来向,以提高接收机输出信号的信噪比。仿真表明,该方法不需要先验信息就能够在抑制干扰的同时进行盲波束形成,在OFDM信号来向上获得高增益的主瓣,进而提高输出信噪比;另外,所提的波束形成方法在输入信噪比较低的环境下依然能够形成稳定的波束,将主瓣对准信号来向。

最大似然波达方向估计算法的信噪比分辨门限分析

本文首先给出了波达方向估计最大似然函数的方差，根据此方差导出了最大似然方向估计的信噪比分辨门限公式，并根据这一公式分析了两信源相关特性不同时的最大似然算法的信噪比分辨门限。

基于数据辅助的MPSK信号频域信噪比估计

为在载波频率精确恢复前提高多进制数字相位调制(MPSK)信号在低信噪比下的估计精度,提出了一种数据辅助的MPSK信号频域信噪比估计算法。算法在符号定时恢复和帧同步后提取同步段符号,相关运算后在频域进行信噪比估计。仿真结果表明,算法估计均值无偏,不受载波频率误差的影响,在符号长度为512、信噪比为-10 dB时,均方误差与克拉美罗界只有0.15 dB的偏差,特别适合于接收信号包含载波频率误差且要求低信噪比下具有较高信噪比估计性能的应用。

基于最大似然估计的分集信号中频合成方法

为了降低分集信号合成时输入信号的信噪比要求,提出了一种分集信号的中频合成方法。该方法利用最大似然估计和迭代算法,通过计算输出合成信号和输入分集信号的相关值获得合成权值,在中频实现信号合成。仿真和实验结果表明,该方法放宽了输入信号信噪比要高于解调捕获门限这一要求,能自动实现最大合成增益。

二维矩形阵列天线方向图综合

在干扰入射方向,自适应天线阵方向图会产生零陷,从而实现抗干扰的功能。基于最大信噪比准则,将自适应算法应用于二维矩形天线阵方向图的综合问题,假定有大量干扰信号施加到天线阵的副瓣区,通过只对副瓣峰值电平进行控制调整加权值,得到满足设计要求的目标方向图。该算法计算量较小,收敛速度比较快,可以将阵元的方向图特性的影响考虑在内。仿真结果证实了该算法是可行的。

选择式合并方法在Nakagami信道上的性能分析

本文根据最大输出电平准则 ,对选择式合并在Nakagami信道上的性能作了比以往理论分析更符合实际的评价 ,导出了误码率的闭式解 ,并与最大信噪比准则时作了比较。结果表明 ,采用最大输出电平准则时系统的性能稍有恶化 ,但实现的复杂度却大为降低。

基于聚类一致性的多单应性矩阵计算与图像配准

图像配准在超声无损检测领域是一项关键性技术,可以有效消除图像中存在的偏差,提高检测准确度。为了有效提高图像配准的精度和效率,提出了一种基于模糊聚类和最大相关的图像配准方法。该算法通过对图像聚类形成多个点集,然后计算出对于每个点集对应的单应性矩阵,从而形成多种点坐标变换模式,并通过点在图像平面上按一定规律的移动实现图像配准。具体地,实验部分分别采集了多幅具有随机偏差的超声TOFD图像,和多幅利用计算机软件模拟得到的合成孔径聚焦成像算法形成的医学囊肿图像。在图像中含有噪声的情况下,所提的配准算法与传统的RANSAC算法配准结果相比,配准图像的信噪比有了较大幅度提升,均方根误差有了一定减小,表明所提方法具有较好的稳定性和图像配准效果。

红外线列探测器闪元噪声分析与抑制方法

分析了闪元现象在红外扫描图像中的特点,设计了基于时序多帧最大值投影的闪元检测与补偿方法.考虑到闪元仍然保留了一定的信息获取能力,采用一维中值滤波的方法单独对闪元位置进行背景抑制,对闪元补偿后的图像进行常规目标检测.实验验证表明,经背景抑制后,闪元位置平均目标信杂比可以达到常规位置的96%,目标信息得到较好的保留.常规目标检测方法不再受到闪元噪声的干扰.

极低信噪比下的“极大检测—二次相关”帧同步算法

研究极低信噪比条件下的帧同步问题,设计帧标识码为13比特巴克码与优选48比特同步序列的扩展复合序列,提出"相关阵列"的概念并由此导出"二次相关"的检测方法,同时用极大值判决法替代传统的最大相关值法,获得10 d B的同步性能增益。采取"帧同步多状态"检测机制,进一步获得5 d B的性能改善,并实现对同步态的保护。