一种短时猝发GMSK扩频多普勒估计算法研究

多普勒估计是猝发传输背景下的GMSK(Gaussian Filtered Minimum Shift Keying,高斯最小频移键控)扩频通信系统接收端同步过程中的关键一环。针对短时猝发GMSK扩频通信系统信息传输时间极短的特点,搭建了系统接收端同步段结构,并以此为基础设计了适应该短时猝发同步段结构的多普勒估计算法,建立了短时猝发多普勒估计算法模型,推导该算法公式的同时对算法模型进行了理论分析,详细阐述了该算法进行多普勒估计的实现过程,并对该算法进行仿真实验。实验结果表明,该算法在信噪比为1 dB时,多普勒估计准确度可达到97.2%,信噪比≥3 dB时,准确度均能在99%及以上,该结果验证了该算法应用在猝发传输背景下的GMSK扩频通信系统中的有效性、可行性,同时也表明当通信系统处于弱信号的条件下时,该多普勒估计算法性能依然能达到一个较为优异的准确度值。

基于轮廓特征的X射线脉冲星信号多普勒估计

探测器速度引起的多普勒效应会影响脉冲星信号累积轮廓特征,反之,这种轮廓特征改变可用于多普勒估计。提出了一种基于轮廓特征的X射线脉冲星信号多普勒估计方法。通过建立累积轮廓非齐次泊松模型,获得多普勒效应对累积轮廓的影响。构造轮廓特征函数对该影响进行度量,并利用函数值与周期误差的关系搜索信号周期。在搜索过程中,将离散观测数据转换为连续能量密度函数,消除相位间隔对累积周期的限制。根据周期搜索结果,结合脉冲星先验知识完成多普勒估计。仿真实验验证了该方法的有效性,其多普勒估计精度优于频域方法。

移动水声通信多径传输非一致多普勒估计方法研究

现有水声通信中的多普勒估计方法一般都假定多径信道每条路径的多普勒因子相等,当各路径多普勒因子存在差异时,该类方法往往无法正确估计出每径的多普勒因子,导致补偿后的信号存在较大误差。为此该文在分析水声信道稀疏特性的基础上,提出一种基于稀疏表示理论的非一致多普勒估计方法。该方法结合水声多径信道与非一致多普勒稀疏特性生成包含信道信息的超完备字典,将每径的非一致多普勒因子估计转化为基于超完备字典的稀疏重构求解,实现非一致多普勒因子的准确估计。仿真结果表明,所提方法不仅能估计出差异较大的非一致多普勒因子,而且对于大多普勒频偏的估计也相当有效,特别适合于高速移动水声通信中的多普勒估计。

两种OFDM多普勒估计算法在水声信道中的比较

为了消除多普勒频偏影响,通过水上实验对两种OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)水声通信多普勒估计算法进行对比。基于拷贝相关时延差估计的多普勒估计算法结构简单、易于实现;基于空载波的算法较复杂,但精度较高。利用两种方法对相同的实验数据进行多普勒估计和补偿,并对其通信误码率进行对比。研究结果表明,在慢变的信道中两者的误码率基本相同,但在快变的信道中基于空载波的算法更稳定。

无源定位中时延与多普勒估计的去耦性分析

本文从时延估计的Fisher矩阵的最基本概率表达式入手，利用Toerlitz矩阵性质，对无源定位中时延、多普勒及其更高阶导数联合估计的Fisher矩阵的性质进行分析。其结果表明由离散的时域采样信号进行的时延与多普勒估计是不耦合的，而且并不需要文献[1，4]引入的观测时间远大于信号相关时间的约束条件。

基于非均匀快速傅里叶变换的正交频分复用水声通信多普勒估计与补偿方法

针对正交频分复用水声通信对多普勒频移敏感的问题,提出了一种基于非均匀快速傅里叶变换的正交频分复用水声通信多普勒估计与补偿算法。将第2类非均匀快速傅里叶变换引入正交频分复用水声通信中,利用非均匀快速傅里叶变换对接收信号进行多普勒因子网格补偿,通过稀疏贝叶斯学习获得水声信道估计,以水声信道的稀疏能量最小作为多普勒因子判断准则,从而获得高精度多普勒估计。仿真结果显示,所提出的方法在信噪比大于5 dB时,多普勒估计均方根误差优于1×10^(-5),同时系统误码率随着多普勒估计均方根误差减小而降低。海上试验结果显示,利用本文所给多普勒估计方法获得的两船相对径向速度与实际情况相吻合,系统解码后的平均误码率优于8.33×10^(-4)。仿真和海上试验结果表明,所提出的算法能够对多普勒因子进行有效估计,并且降低系统误码率。

一种新的基于快速功控的多普勒估计

针对采用快速功控的移动通信系统提出了一种简便的多普勒估计方法。该方法利用功控后的接收信号电平的平稳性与最大多普勒频移有密切关系这一特点,通过测量接收信号电平的平稳性估计多普勒频移。文中在单径瑞利衰落信道条件下对这一方法进行了仿真验证,并同文献中提出的COV方法进行了比较,仿真结果表明在信道变化不是太快时本方案有较好的估计精度。

基于ARMA的高精度GPS多普勒估计

本文在研究解扩后GPS信号特点的基础上提出利用谐波恢复ARMA建模法对GPS载波多普勒进行估计,仿真结果表明利用此方法可以得到GPS多普勒高精度的估计,并且运算量相对较小,表明利用该方法是有效的,高精度的载波多普勒估计可以减少GPS接收机从捕获到跟踪的时间,同时可以降低跟踪环路带宽以提高GPS接收机抗干扰能力。

基于通信信号的水下目标主动探测多普勒估计与补偿方法

水下探测通信一体化利用通信发射信号进行目标主动探测,而多普勒效应的存在使得主动探测中目标参数估计性能恶化。为了消除多普勒效应的影响,提出一种基于频谱细化与校正的联合多普勒估计和补偿方法。该方法利用通信发射信号中的同步头信号获取目标回波信号时延,截取信号中的单频信号段。再利用离散傅里叶变换(DFT)求得单频信号段最大幅值所对应的频率,并在该频率附近范围内进行频谱细化与校正求出频率偏移量,从而估计出多普勒因子,并根据所估计的多普勒因子对接收的目标回波信号进行补偿。仿真结果表明,所提的频谱细化与校正联合多普勒估计与补偿方法提高了多普勒估计精度,使多普勒补偿后的信号与发射副本相关处理增益增加,提高了波达方向(DOA)估计性能,并且对不同多普勒效应具有良好的鲁棒性。

基于移动信道的多普勒估计和信道预测技术的上行链路功率控制算法

针对CDMA系统上行链路的功率控制问题提出了一种改进方案。该方案利用信噪比和功控历史记录来估计移动台的移动速率来实现变步长功控,并利用信道预测技术解决了功控时延问题。最后以cdma20001xEV-DV系统仿真平台为背景,仿真验证了本文所提出的功控策略的有效性。

一种基于频率调制的时域相关多普勒估计算法

对SAR成像中多普勒中心频率进行研究,指出传统多普勒中心估计,在解卷绕过程中,会存在不稳定问题。针对这一问题,提出了一种基于频率调制的时域相关估计算法。该算法将多普勒中心搬移到非卷绕区,避免了卷绕出现;估计过程中使用最小二乘法更新调制频率,适应多普勒中心变化,保证了估计的稳定性,该算法相比传统估计算法,解决了传统算法不稳定问题,具有更强的适用性。最后通过真实的机载SAR数据,验证了该算法的有效性。

一种移动FH-FSK通信多普勒估计方法

在进行水下移动通信时,多普勒效应会对信号造成影响,常规估计多普勒频偏因子的方法是通过发射多普勒敏感脉冲信号进行估计。在跳频通信-频移键控(FH-FSK)通信中,单个码片具有较好的多普勒敏感性,文中采用32个跳频码片作为同步信号,对同步信号中逐个码片进行多普勒因子估计。在多普勒因子选择时,提出进行2次卡尔曼滤波后再取中值的方法,使估计值更接近准确值。考虑到多普勒效应对同步造成的影响,采用同步后进行多普勒补偿再次同步的方法,进一步减少解码时由于同步偏差较大带来误判的可能性。仿真试验结果表明,基于卡尔曼滤波的多普勒因子选择方法能使多普勒估计值更贴近理论值,且重同步后通信误码率降低。该方法能够提高多普勒估计精度,进一步提升移动FH-FSK通信性能。

一种水下多普勒估计的算法与研究

水声通信一直是水声工程领域中的热点问题,多普勒估计与补偿技术是其中的关键内容之一。本文针对高斯信道和真实水声信道中多普勒因子的估计与补偿的过程中,采用两种算法即五点三次平滑算法、加权平均算法进行估计与补偿,并结合解调结果的误码率曲线比较两种信道下这几种算法性能。通过对比发现,加权平均算法的效果最为显著。

用多普勒估计法控制虚警

当前正在研究一种用目标多普勒和目标振幅的最大似然估值(MLE_s)抑制杂波残余的新技术。算出复合估值,并把一致性检验值加到这些估值上。模拟结果表明,在杂噪比较大(C/N≥55dB)的情况下,来自杂波残余的虚警概率由1.0降至0.01以下。一引言在有杂波的情况下,当雷达系统不能或不适当地进行相干处理时,固定检测门限将产生许多许多次的发现。有几种控制虚警率的方法:自适应门限[1—7],非参量检测器[8—11],杂波图[12],“触点输入逻辑”[13]及边扫描边跟踪系统中的杂波(固定)

基于误比特信息区间斜率的正交频分复用水声通信多普勒估计

针对正交频分复用水声通信中直接误比特率搜索多普勒估计算法存在的高计算复杂度问题,提出了一种基于误比特信息区间斜率的多普勒估计算法,采用计算误比特信息区间斜率取代逐网格搜索最优误比特信息寻优过程,设计根据多普勒估计分辨率动态可变的斜率区间,在进一步提升寻优速率的同时有效减小陷入局部最优解的可能性,并有效降低算法的计算复杂度。仿真实验和海上试验结果表明:所提算法以较低的计算代价实现了与误比特率搜索多普勒估计算法近乎一致的估计性能,在本文试验条件下其相对块多普勒估计、基于互模糊度函数多普勒估计以及准梯度互相关多普勒估计算法可获得不低于14%的误比特率性能改善。

基于快速迭代插值多普勒频率估计的单脉冲前视成像技术

在单脉冲前视成像技术中,同分辨单元内多目标的辨识一直是单脉冲雷达的研究热点。尽管多普勒处理可以提高对前斜视多目标的分辨能力,但在真实目标数量未知、强点目标能量泄露的情况下,多普勒频率的精确估计面临巨大挑战。针对以上问题,该文在单脉冲前视成像中引入具有目标个数估计和单快拍处理能力的快速迭代插值波束形成(FIIB)算法,结合信息论准则估计目标个数,实现对多普勒频率的无偏估计。点目标仿真数值分析结果显示,FIIB对于同分辨单元内的目标数估计和参数估计性能优于调频Z变换(CZT)算法,能实现对±5°外点目标的准确估计。场景仿真和实测数据成像结果表明基于FIIB的单脉冲前视成像算法聚焦能力强,图像对比度更高,并能有效抑制背景杂波。

基于Wigner-Ville分布的宽带回波瞬时多普勒估计方法

研究了基于 Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌｅ分布的宽带回波瞬时多普勒估计方法。利用时频分析特有的时、频特征分离的特点，通过信号Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌｅ分布的时频相关，进行回波信号瞬时多普勒的估计，并通过理论证明其等价与传统的多普勒估计方法；在此基础上，本文提出了一种基于互 Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌｅ分布峰值估计的瞬时多普勒估计方法。通过仿真研究，发现基于互 Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌｅ分布峰值估计的方法具有更低的估计信噪比门限，大大降低了运算量，有利于工程实时应用。

基于搜索范围预测的直扩系统多普勒频偏估计

为了解决极低信噪比和高动态条件下多普勒频偏估计可靠性差的问题,提出了一种基于搜索范围预测的扩频系统多普勒频偏估计方法。该方法利用相邻接收信号之间多普勒频偏变化受限的特点,用已得到的多普勒频偏估计值来缩小后续频偏估计的搜索范围,从而提高多普勒频偏估计的可靠性。仿真结果表明:该方法可以有效地提升多普勒频偏估计的可靠性。

OFDM系统一种新的多普勒频偏估计方法

多普勒频偏估计是移动通信系统中的一个重要研究内容。提出了一种OFDM移动通信系统中新的多普勒频偏估计方法。该方法利用接收信号的功率会随着信道的变化而变化并且变化的速率与最大多普勒频偏有一定的关系这一特点,在接收端测量出每一帧接收信号的平均功率,并把一定数目的平均功率值存储起来,先进行粗估计,再进行细估计,这样就求出了接收信号的功率变化速率,从而查表得到最大多普勒频偏。文中对这一方法进行了仿真验证,仿真结果表明,此方法可以有效的估计多普勒频偏,并且具有实现简单和受噪声影响小的优点。

基于循环前缀的相位编码OFDM雷达多普勒频移估计和补偿

相位编码正交频分复用(PC-OFDM)雷达是近年来新体制雷达研究热点之一。该雷达信号对正交多载频进行相位调制,同时具有距离、多普勒高分辨。然而,PC-OFDM雷达对多普勒频偏较为敏感,该文研究了PC-OFDM雷达基于循环前缀(CP)对多普勒频偏进行估计,并基于估计值对频偏进行补偿,再进行脉冲压缩。仿真实验证明,该文方法能有效改善多普勒频偏所带来的1维距离像结构破坏和旁瓣抬升。