基于DFT插值的宽带波束形成器设计

本文提出一种基于DFT插值的宽带波束形成器设计方法。首先推导了具有频率不变波束图的连续线阵的灵敏度函数与离散线列阵加权系数之间的关系;接着给出了基于DFT插值的宽带波束形成器设计的两个步骤:（1）使用窄带波束形成器的设计方法计算在参考频率下基阵的加权系数;（2）根据参考频率下基阵的权系数与其它子带权系数之间的关系,利用DFT插值的方法求出其它子带的加权系数。最后,给出了一个设计实例说明本文方法的有效性。

基于DFT插值的线性约束最小方差宽带自适应阵列

本文提出一种具有频率不变波束图的线性约束最小方差宽带自适应算法。首先给出了具有频率不变波束图的连续线阵的灵敏度函数与离散线列阵加权系数之间的关系,然后给出了使用DFT插值法求解各子带阵列权系数的方法,最后将DFT插值法应用于线性约束最小方差宽带自适应阵列。理论分析及仿真结果表明,该算法可以在实现最小方差波束形成的同时保持波束图基本不随频率变化,且该方法可以降低宽带自适应阵列的运算量。

基于差分进化算法和DFT插值法的NPR滤波器组设计

在星载柔性转发系统中,需要采用数字信道化对信号进行分路、路由和合成。数字信道化的核心就是设计满足完全重构(Perfect Reconstruction,PR)条件或者近似完全重构(Nearly Perfect Reconstruction,NPR)条件的滤波器组。由于滤波器组可通过对原型滤波器的调制得到,所以设计滤波器组就转化为设计原型滤波器。采用基于P-M(Park-Mc Clellan)算法的DFT插值法来设计原型滤波器,可有效降低设计的时间复杂度。在采用P-M算法设计滤波器时,需要选择通带阻带权重,传统的滤波器组设计方法不考虑权重因素。文中的主要贡献是提出了采用差分进化算法对权重进行优化选择的方法,得到相比传统方法更好的重构性能,并通过仿真实验得到的最优结果。

基于滑动DFT和插值DFT算法的GPS信号载波跟踪方法

在分析GPS接收机跟踪环路信号特征的基础上,将滑动离散傅里叶变换(DFT)算法和插值DFT频率估计算法相结合,提出一种在频域进行的载波跟踪方法。该方法首先根据捕获时得到的粗略载波频率估计值确定计算DFT值点的范围,然后利用滑动DFT算法计算这部分点的DFT值,最后利用插值DFT频率估计算法估计载波频率,进行跟踪环路中载波频率的更新。该方法计算复杂度低,便于实际应用。仿真结果显示,该方法能够对载波频率正确跟踪,验证了算法的可行性。

基于插值DFT的正弦信号高精度参数估计方法

采用传统的DFT对正弦信号进行参数估计 ,估计精度会因频谱泄漏而降低。本文分析了基于插值DFT的对单分量正弦信号参数的精确估计方法。仿真试验表明 ,采用该方法估计单分量正弦信号参数时为近似无偏估计 ,估计误差方差接近Crammer Rao界。在此基础上本文提出了对多分量正弦信号参数进行精确估计的插值DFT方法 ,该方法能很好地抑制噪声和分量信号间的旁瓣干扰 ,当各分量信号间不发生主瓣重叠时为近似无偏估计 ,估计误差方差接近Crammer

基于误差知识的二重插值DFT频率估计方法

为消除常用插值DFT频率估计方法精度受被估计信号频率相对DFT最大谱线对应频率偏差的影响,提出了一种基于误差知识的二重插值DFT频率估计方法。估计性能受限时可达频率估计方差为Cramer-Rao界(CRB)的1.015倍,计算能力受限时可以小于Jain方法的计算量达到相同精度。

基于频谱分辨率自适应的双插值DFT谐波分析方法

插值FFT作为一种常用的电力系统谐波分析方法,在抑制谱间干扰、宽带噪声等方面存在一定不足。文章提出了一种基于频谱分辨率自适应的双插值DFT谐波分析方法。该方法基于窗函数、插值方法对算法谱间干扰误差和宽带噪声误差的影响机理,通过频谱分辨率自适应以抑制基波对谐波计算的频谱干扰,并通过倍频逆推求整次谐波,避免插值计算谐波带来的误差。仿真结果表明,所提出的算法相比于双插值FFT和三插值FFT算法具有更高的计算精度。

基于DFT系数极值的单频信号频率的高精度迭代估计方法

提出了一种基于DFT系数极值的单频信号频率的高精度迭代估计方法,该方法根据DFT谱线使用截弦法解算DFT系数极值所在谱线的位置,进而估计单频信号频率。在估计过程中,直接对DFT幅度最大的谱线进行小数频移以获得新的谱线,从而减少频率采样间隔提高估计精度;同时通过迭代估计消除频率依赖性,提高估计性能。仿真结果表明该方法的频率估计精度在任意频率处均接近于克拉美罗下限,其运算量为Nlog2N+4N次复乘法运算,仅比传统的基于DFT插值的估计算法增加4N次复乘法运算,其中N为DFT运算时所采用的数据点数。

一种改进LS信道估计算法在稀疏多径水声信道中的应用

为了消除水声正交频分复用调制(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统中噪声对稀疏多径信道估计的影响,提出了一种改进的最小二乘(Least-Square,LS)信道估计算法。该方法在传统基于离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)插值的信道估计结构上进行了改进,得到了基于阈值探测的DFT插值信道估计方法,该方法将小于阈值的时域信道响应置零,探测最有效信道抽头,有效消除噪声干扰的影响。仿真结果验证了DFT插值在稀疏多径水声信道估计中的实用性;得到了当循环前缀长度与信道长度越接近时信道估计性能(Bit Error Rate,BER)越好的结论;确定了在两种调制方式下算法的阈值系数范围;且该新算法与已有算法所需的信噪比可低约2 d B,解决了用循环前缀长度来近似信道真实长度的实际问题。

一种无锁相环的高精度数字视频彩色解码方案的研究

在模拟解码系统中,为了配合不同制式的信号,采用了多个不同频率的晶振,根据制式来进行切换,在模拟锁相环路的控制下跟踪色载波;在数字解码系统中,使用不同累加步长的数控振荡器来代替晶振,在数字锁相环的控制下跟踪色载波.全数字解码系统具有结构简单、精度高等优点,但设计较为复杂,并且对采样频率有要求,需要采样频率接近色载波频率的整数倍,否则数字鉴相会出错,故对于非整数倍采样的信号,需要先重采样至整数倍采样的信号才能使用数字色载波锁相环.各种视频制式的色载波频率都有严格的规定,故在一些数字视频解码系统中,为了简化设计便将色载波频率设为标称值,直接估计每行色载波的起始相位来进行解码.对于广播电视信号,由于其色载波频率精度极高,当使用这种方案时效果较好;对于非标准电视信号,如录像机等,其色载波频率会发生小幅漂移,而高精度的色载波对保证色调的严格不失真很重要,此时如果仍然采用无锁相环的解码方案,就会影响画面质量.本文提出了一种在50MHz采样率下,不采用数字锁相环同时又能跟踪非标准电视信号色载波频率漂移的数字视频解码方案.PAL制电视信号的色同步在50MHz采样率下有120个采样点.通过搜索机制获得合适的64个采样点,作乘累加运算以获得所需的两个DFT变换系数,根据频谱校正的原理得到了每行色载波的起始相位;在PAL制中,每场起始处有20行左右的黑电平信号,对其中8行的色载波相位利用相位展开算法展开,用最小二乘法建立线性回归模型进行拟合,获得展开相位的梯度,经过计算得到色载波频率的估计值,接着使用该帧的频率估计值和每行的相位估计值恢复出本地高精度的色载波进行色差信号的解调.文章最后给出了使用从电视信号发生器中采集的数据进行彩色解码的仿真结果.

基于滤波器组传输的移位正交滤波器的实现方法

针对滤波器组传输的广义多载波频分多址系统,提出一种基于DFT插值的移位正交滤波器的实现方法。现有设计的具有移位正交性的原型滤波器一般直接产生,例如根升余弦滤波器,不具有通用性。文中所提设计方法,首先根据原始的某种移位正交低阶滤波器,通过DFT变换至频域,在频域进行补零插值,再通过IDFT变换至时域,可得到一种基于DFT插值的高阶滤波器,且该滤波器保持移位正交性。理论分析和仿真结果表明,该方法设计的移位正交滤波器更简单、更通用,非常适合于滤波器组传输系统。

高精度单频信号初相测量方法

提出了一种基于误差知识的二重插值DFT方法用于高精度时钟初相测量。理论分析与数值仿真结果表明,该方法性能接近Cramer-Rao界。

TD-LTE系统中信道估计技术研究

基于OFDM的TD-LTE已经成为4G的主流技术之一,在TD-LTE系统中,其关键技术信道估计是作为获取信道信息,进行信道均衡和传输方式选择的重要依据,本文以OFDM信道估计原理为基础,总结了TD-LTE系统中主流的信道估计和插值方式,并对其性能进行了评估。

非合作跳频信号特征参数盲估计方法

针对使用谱图法的跳频信号特征参数盲估计实时性较好,但抗噪性和估计精度难以兼顾的问题,提出了一种基于时频分析的跳频信号特征参数盲估计方法。在短时傅里叶变换进行时频分析得到的跳频信号谱图基础上,利用能量检测的方法得到自适应阈值对时频图进行修正。根据修正后的时频图,使用二次估计和信号DFT变换系数构造频率修正项方法来估计信号跳变时刻和载频频率,从而得到更为精确的特征参数估计值。仿真结果表明:该方法的参数估计精度、抗噪性和实时性都较好,能够满足实际应用要求。

一种低复杂度的keystone变换实现算法

keystone变换是一种用于校正雷达目标回波在脉冲间出现的线性跨距离单元走动的有效方法。本文介绍了keystone变换基本原理,针对传统keystone变换实现算法运算量和存储量过大的问题,提出了一种低复杂度的keystone变换实现算法,理论分析和仿真结果表明所提算法有效可行。

针对ATSC 3.0标准傅里叶信道估计算法的改进

ATSC 3.0标准建议在单频网(Single Frequency Network,SFN)场景下使用离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)信道估计,但是DFT信道估计与ATSC 3.0标准中的一些导频图样存在矛盾之处,因为其导频数不是2的幂次数。因此,提出一种修正DFT信道估计方法。不同于传统DFT估计,所提方法不再受导频数量的限制,适用于任何导频图样。仿真结果表明,在导频数为2的幂次数时,所提方法具备和传统DFT估计同样的性能;在其他情况下,所提方法的性能远远优于传统DFT估计。

小型差分传声器阵列的位置校准

小型差分传声器阵列单元的安装误差对实验结果有一定的影响。提出2种方法分析小型差分传声器阵列安装的误差,即相位法和互相关法。结果表明使用相位法分析连续变化的时间差具有更高的精度。通过寻找误差引起的原因,有效校准了单元位置,并对校准前后的阵列性能作了对比。

电子式电流互感器数字校验仪设计

对电子式电流互感器进行校验,是确保其成功的重要环节。传统的电磁式互感器的校验仪已不能胜任电子式互感器的校验工作。文中介绍了一种新型的数字校验仪,它具有操作方便、便于携带、功能多样、升级灵活等优点。误差处理采用加窗插值DFT算法,大大提高了运算精度,满足了校验仪的精度要求。

基于负频率频谱干扰消除的高精度低频间谐波检测算法

采用离散频谱分析的快速检测电网信号中存在的间谐波时,离散傅里叶变换(DFT)后的负频率频谱泄露干扰会降低检测精度。为有效消除负频率频谱泄露干扰,建立了含有负频率分量的频谱解析表达式,推导出基于最大旁瓣衰减窗的改进三谱线插值DFT,以实现间谐波的快速高精度检测。对新算法进行系统误差和噪声灵敏度分析,仿真结果表明新算法不仅能够有效消除负频率频谱泄露干扰,对加性白噪声也具有很强的鲁棒性;而且在被测间谐波低于1个频率分辨率时,新算法也能够达到很高的检测精度。

12 kV一二次融合开关设备接地故障信号的高可靠性解析

为满足一二次融合成套开关设备接地故障测试的特定测量要求,提出了改进三点插值DFT算法,实现极短时波动周期下信号的高精度频率估计。算法基于最大旁瓣衰减窗,将DFT频谱实部和虚部拆分并分别进行三点插值计算估计;进而采用几何平均计算以消除负频率泄漏干扰影响;同时根据所得插值公式对算法在噪声下的统计特性进行了严格的数学证明。采用仿真验证算法有效性和准确性,仿真结果显示算法能够在任意波动周期及噪声干扰下,保持相对稳定且精度极高的校正估计准确性;最后将算法应用于实际12 kV一二次融合检测装置标准接地故障波形发生器输出信号的频率估计,实验结果显示算法能够满足文中所需的测量精度要求。