改进传播算子的角度和多普勒频率联合估计算法

在角度和多普勒频率的联合估计中,针对传统传播算子算法在低信噪比下精度差的问题,提出了一种改进传播算子算法。该算法首先利用时域平滑技术得到扩展流型矩阵,并使用传播算子矩阵的平移不变性获得角度的粗略估计;然后,构造与扩展流型矩阵具有正交关系的新传播算子矩阵,并以此建立2维优化问题的目标函数;最后,引入导向矢量的Frobenius范数约束,将2维优化问题转换为1维优化问题,通过1维局部搜索获得角度和多普勒的精确估计。本文算法不需要对协方差矩阵进行特征值分解,角度和多普勒估计结果可以自动配对。仿真实验表明,本文算法有较高的估计精度和分辨率。

双基地MIMO雷达四维角度和多普勒频率联合估计

该文提出了一种新的基于L型阵列双基地MIMO雷达多目标的4维角度和多普勒频率联合估计的算法,该算法根据DOA矩阵法的思想构造矩阵,通过特征参数与待估参数之间的特定关系,推导出了目标2维DOA,2维DOD及多普勒频率联合估计式,并得到闭式解。该算法无需谱峰搜索,只需一次特征值分解,且估计出的5维参数自动配对,与ESPRIT算法相比,计算复杂度降低,且性能非常接近,并能克服空间色噪声的影响,在发射信号非完全正交时仍旧适用。仿真结果验证了该算法的有效性。

基于多普勒域补偿的车载雷达距离角度联合成像算法

高性能、高分辨率单快拍前视成像技术是赋能车载雷达发展的关键,但距离/多普勒走动问题会限制相干积分的实施,同时系统分辨率也往往受限于硬件参数难以提高。根据车载毫米波雷达时分多输入多输出(TDMMIMO)的前视成像体制,该文提出多普勒域补偿和点对点回波校正方法,完成多域信号解耦合,同时完成距离多普勒走动校正和多普勒解模糊。由于有限阵元数及强噪声干扰限制了传统单维度距离角度成像准确性,因此,该文提出一种基于改进贝叶斯匹配追踪方法(IBMP)的多域联合估计算法。该方法基于伯努利-高斯(BG)模型,在最大后验(MAP)准则约束下迭代更新估计参数和支撑域,实现了多维联合信号的高精度重构。仿真和实测结果表明该文方法能够有效解决距离走动问题,并提高雷达前视成像的角度分辨率,具有较强噪声鲁棒性。

基于单基地嵌套MIMO雷达的联合角度和多普勒频率参数估计

为了提升单基地MIMO雷达中角度和多普勒频率的二维参数估计性能,通过在单基地MIMO雷达的接收端和发射端进行嵌套阵列设计来实现阵列自由度的提升。通过利用隐含在目标结构中的时延特性来实现对多普勒频率旋转不变关系的构建。通过构建三阶张量模型来实现对阵列接收数据空时特性的充分利用。最后,通过利用三线性迭代最小二乘平行因子算法来实现角度和多普勒频率的精确参数估计。所提出的算法能够实现角度和多普勒频率的自动参数配对。并且,在信源数大于阵元数的欠定条件下仍然能够实现良好的参数估计性能。仿真实验进一步验证了所提算法的有效性和优越性。

双基地MIMO雷达多目标角度和多普勒频率联合估计

将MIMO思想和双基地雷达结合起来,根据信号模型,提出一种双基地MIMO雷达空间中的多目标角度和多普勒频率估计算法,该算法不涉及多维非线性谱峰搜索,只进行特征值分解,运算量小且估计的参数可以自动配对,理论分析及仿真实验结果表明了该方法的正确性和可行性。

基于平滑矩阵集优化的双基地MIMO雷达相干目标DOD和DOA联合估计

针对在进行相干目标测向时出现的协方差矩阵秩亏现象,双基地多输入多输出(MIMO)雷达探测相干目标会出现精度差、角度分辨率低等问题,提出一种基于分集平滑优化对相干目标波离方向角(DOD)和波达方向角(DOA)进行联合估计的算法。所提算法能通过分集平滑降维协方差矩阵,构造更有效的平滑矩阵集对相干目标进行联合角度估计。将发射阵列和接收阵列进行分集平滑并构建发射子矢量,计算其协方差矩阵;将每个发射子矢量的协方差矩阵进行平滑重构而后进行加权处理得到前向平滑矩阵;对前向平滑矩阵进行共轭翻转等变换后,得到前后向平滑矩阵,再对其进行奇异值(SVD)分解;利用降维多重信号分类(RD-MUSIC)算法对信号进行空间谱估计并实现DOD和DOA自动配对。所提算法有效提高双基地MIMO雷达对相干目标的测向性能,并通过实验证明所提算法的可行性。

多普勒方位联合估计的蒙特卡洛算法

目标回波的多普勒和方位参数能体现目标的重要特征.本文从参数的最大似然估计出发,采用非线性来放大似然函数并构造一个新的代价函数,该函数能更明显区分局部和全局最佳值.针对新代价函数的复杂形式,我们提出了基于蒙特卡洛的重要性采样方法来求解最佳值,并给出了重要性函数的一种选取方法.该方法不仅在低信噪比和小样本数条件下性能良好,而且各个参数自动配对并适用于任意的已知阵型.与已有的基于子空间的联合估计算法的仿真比较表明,本文提出的算法在性能上非常接近参数估计的CRLB.

基于插值的多普勒频偏和频率斜升联合估计算法

为解决卫星移动通信系统中突发传输在低信噪比条件下的载波快速同步问题,该文提出一种基于插值的频偏和频率斜升联合估计算法。先通过对多普勒斜升搜索结合低复杂度频偏估计获得频偏和频率斜升的粗估计结果,再以频率斜升粗估计结果为中心、计算3个频率斜升值所对应的对数似然函数并据此对频率斜升进行二次插值以获得频率斜升估计值,最后在该估计值下计算出对应的频偏估计值,完成频偏和频率斜升的联合估计。仿真结果表明,该文算法的信噪比门限较低,估计性能接近克拉美罗下界(CRLB),而且计算复杂度远低于最大似然估计算法,非常适于实际应用。

一般阵列误差情况下信号二维方向角和多普勒频率的联合估计

针对平面阵列 ,推导出基于一般阵列误差模型的信号时空DOA矩阵 ,采用总体最小二乘法 (TLS)估计出多个信号的方位角、俯仰角和多普勒频率 ,解决了大多数估计算法的性能因阵列误差而严重下降和“频率兼并”问题。此算法对噪声不敏感 ,不需进行谱峰搜索。仿真结果表明了此算法的有效性。

动目标多径回波的时延、到达角和多普勒频率联合估计

动目标回波的时延、到达角与多普勒频率等参数,都是定位与跟踪目标所需的重要参数。本文针对动目标多径回波的参数估计问题,利用照射信号的周期重复性建立了具有旋转不变结构的阵列接收信号模型,并将PRO-ESPRIT算法应用于该信号模型,从而利用模型中的旋转不变因子及其对应的特征向量估计得到各多普勒频率、时延和到达角参数。这一方法对阵列形式没有特殊要求;与已有的联合估计方法相比,多参数联合估计时无需高维搜索或迭代,估得的对应相同回波的信号参数自动配对;在照射信号未知及存在相同多普勒频率参数的条件下,仍具适用性。计算机仿真结果证实了该方法的有效性。

基于稀疏重构的角度-速度联合目标参数估计方法

针对目标多参数联合估计问题,利用目标在空-频域的稀疏性,提出了一种基于奇异值分解的正则化多测量矢量欠定系统聚焦求解(SVD-RMFOCUSS)算法,实现了目标角度速度参数的联合估计。在发射信号采用脉间捷变频技术的基础上,通过建立基于过完备字典矩阵的角度速度估计信号模型,采用奇异值分解提取信号子空间以降低运算量,利用RMFOCUSS算法完成目标角度速度参数与字典元素的自动匹配,给出了基于MUSIC算法的角度速度联合谱计算公式,并与文中所提算法进行了比较。仿真实验表明文中所提方法可以在低信噪比的情况下实现目标参数的精确估计,且估计性能优于MUSIC方法,具有更高的角度、速度分辨力及估计精度。同时该方法也适用于强欺骗干扰下对弱信号的检测与估计。

时延、到达角及多普勒频率联合估计新方法

针对多目标回波时延、到达角和多普勒频率估计在一维和二维算法的局限性,利用照射信号的周期重复性建立了具有旋转不变结构的阵列接收信号模型,并将PRO-ESPRIT算法应用于该信号模型,通过新模型中的旋不变因子及其对应的特征向量估计得到了各多普勒频率、时延和到达角参数,从而验证了该方法的有效性。

基于谱相关可分维多普勒频移－时延联合估计

推导了多普勒频移对谱相关特性的影响，提出了一种基于谱相关可分维多普勒频移－时延联合估计方法。新方法把二维搜索变为两个一维搜索，减少了计算量。仿真结果表明，该方法是切实可行的。

基于空时联合约束的机载雷达STAP单脉冲角度估计方法

对现有STAP(Space-Time Adaptive Processing)单脉冲角度估计方法存在单脉冲比失真及目标多普勒失配时角度估计性能严重下降的问题,本文从数学上分析了常规STAP单脉冲方法的失效机理,并基于机载雷达杂波的空时耦合特性,将差波束约束条件扩展到空时二维空间,提出了基于空时联合约束的STAP单脉冲角度估计方法,将单脉冲曲线延伸为单脉冲曲面,通过空时联合约束显著提高了目标角度估计的精度和稳健性.计算机仿真结果验证了本文方法的有效性.

采用时-空阵列流形的ESPRIT算法——联合角度-频率估计

考虑入射到天线阵上多个窄带信号源的角度和频率同时估计问题.虽然常规ESPRIT算法是一种快速的一维高分辨率方向估计算法,但不能直接用于信号频率和角度的同时估计.通过构造一种特殊阵列结构,引出时-空阵列流形概念,利用该流形,将ESPRIT算法扩展到时-空二维情形,提出采用时-空阵列流形的联合角度-频率估计算法.该算法不仅给出自动配对的角度-频率估计值,而且其性能随着抽头延迟线数的增加而提高.仿真计算表明,该算法不仅具有很高的分辨率和精度,而且在低信噪比条件下,其性能优于其他现有的方法.

均匀圆形阵列的联合二维角度-频率估计

研究均匀圆形阵列的联合二维角度-频率估计问题.基于数据矩阵的重新排列、信号子空间的实数化处理、复数移不变方程以及联合特征值估计,推导出联合估计参数的ESPRIT类算法,该算法将参数估计问题转化为3个具有实特征值的实数矩阵的联合特征值估计问题.通过同时对角化算法估计矩阵的联合特征值,获得了参数联合估计的强可辨识性,即允许信号参数在任何一维任意重复,并可以使估计参数实现自动配对.理论分析和仿真证明了所提算法的有效性.

一种新的DS-CDMA系统多径角度时延联合估计方法

本文针对DS CDMA系统 ,提出了一种新的期望用户多径信号波达方向和时延联合估计方法 .在匹配滤波器输出中 ,期望用户信号的平方与多址干扰信号的平方具有不同的频谱特性 .对各个频率上的空域相关矩阵进行预处理后 ,本文采用两维unitary ESPRIT算法完成角度时延的闭式估计和自动配对 .本文方法计算量小 ,并且在存在远近效应的情况下 。

基于自适应核时频分布的多普勒频移及多径时延估计

对修正时频相关函数多径时延估计法作了改进 ,提出了两种基于自适应核时频分布的LFM脉冲声纳目标回波多普勒频移及多径时延的联合估计方法。即首先利用目标回波及发射信号的先验信息 ,构造抑制交叉项的时频分布 ,再利用 WVD峰值法及 Radon- Wigner变换法进行参量估计。最后 。

空-时相关高斯噪声中基于累积量的联合角度-频率估计算法

提出一种基于累积量的联合角度-频率估计(CB-JAFE)的新算法,用于估计多个独立非高斯信号源的方位和频率参数.同利用空-时数据矩阵奇异值分解的现有联合角度-频率估计(JAFE)算法不同,所提出的算法利用空-时数据的4阶累积量,可有效地抑制具有未知相关结构的空域和时域相关的高斯噪声.仿真结果表明,所提出CB-JAFE算法是有效性的,而且性能上优于现有的JAFE算法.

基于联合角度—时延估计的多径信号抑制方法

为减小卫星导航信号受到多径干扰的影响,提出基于联合角度—时延估计的抑制多径干扰方法。该方法采用检测和比较多路信号相对时延的方法来区分直达和多径信号,设定最小时延对应的入射角为期望波达方向,并通过波束形成来抑制多径信号,从而达到减小多径误差的目的。仿真结果显示,该方法在直达信号较强和较弱的环境下能有效抑制多径影响。