未知衰落信道中MPSK信号的非数据辅助载波频率估计方法

未知衰落信道中的MPSK信号的非数据辅助载波频率估计是通信参数估计中的复杂问 题,目前尚缺乏有效的针对性研究成果。针对该问题,提出采用先补偿信道影响,再去调制 , 然后进行非衰落信道单频信号频率估计的方法。该方法比进行频率和信道冲激响应联合估计 的方法简洁和高效,而且解决了联合估计中难以有效去调制的问题。通过和非衰落信道的频 率估计结果对比,表明其估计性能的下降小于3dB,能很好地满足应用需要。     

基于谱相关的CBOC信号参数盲估计

针对低信噪比下组合二进制偏移载波(CBOC)调制信号的参数盲估计问题,提出了利用谱相关对CBOC信号进行参数估计方法。首先给出了CBOC信号模型,然后根据CBOC信号的数据通道和导频通道之间有良好的正交性特点,详细推导出其谱相关函数可以化简为两个BOC信号谱相关函数的叠加,最后根据CBOC信号循环频率截面的特点进行峰值检索后,实现对伪码速率、载频速率和副载波速率的盲估计。推导结果和计算机仿真分析表明,该方法可以实现在低信噪比下对伪码速率、载频速率和副载波速率的有效估计。     

基于LFM模型的高动态弱GPS信号载波捕获

根据极大似然估计理论,通过载波频率和频率变化率分段对消、快速傅里叶变换(FFT)结果选大估计载波频率和频率变化率,实现载波信号捕获,建立了高动态全球定位系统(GPS)载波的线性调频(LFM)信号模型,并给出了算法的具体实现。详细分析了该算法中检测统计量的分布特性,推导了恒虚警准则下的检测门限,并讨论了其中关键参数的设计。仿真结果表明,该算法可以实现对18 dBHz的GPS高动态信号的载波捕获。     

采用图像处理的跳频信号参数盲估计

针对短波复杂信道环境下的跳频信号参数估计问题,提出了一种基于图像处理的跳频信号参数盲估计算法。该算法在时频分析的基础上采用灰度共生矩阵提取信号的纹理特征,通过对纹理特征量的分割实现信号与背景噪声的分割,并运用形态学滤波去除二值化后产生的椒盐噪声;然后根据连通区域标记得到的各个信号在时频图中的位置信息来聚类,从而去除定频、突发等干扰信号,分选出跳频信号;最后根据分选出的跳频信号提取其跳频频线并进行修正,估计出跳频信号的跳周期、跳变时刻和跳频频率。仿真实验表明,该算法切实有效,能够在较低的信噪比条件下精确地估计出跳频信号的参数。     

一种新的跳频信号时延估计方法

针对噪声环境下的跳频信号,提出了一种基于稀疏分解的时延估计方法。对跳频信号 采用稀疏分解重构进行了研究,在此基础上,在不同天线下对跳频信号分别进行重构,得到 每跳信号对应的载波频率和时间中心,从而估计出跳频信号的时延。仿真结果表明,在信噪 比大于7 dB时,跳频信号的时延估计误差基本趋近于零,验证了时延估计方法的有效性 。     

一种GNSS信号跟踪环路频相直调控制算法

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)接收机信号跟踪环路正确地锁定导航信号的频率、相位是提取测量值以及导航星历的基础。传统的接收机跟踪环路采用调整频率的方式来调整相位，不能及时消除跟踪误差，并且在弱信号条件下容易受到噪声影响，难以对信号进行精确跟踪。针对这一问题，提出了一种基于非相干预滤波器的频相直调环路控制算法，采用非相干预滤波器提取跟踪误差，并且在本地信号生成阶段直接将载波相位差、载波频率差、码相位差进行消除。实验表明，与传统环路相比，频相直调算法对载波相位、码相位迁入速度分别提高了90%和95%，高动态、弱信号下多普勒估计精度分别提高了69.25%和61.37%，并且频相直调算法能够有效抑制环路参数调整、载体突然机动对载波相位锁定带来的扰动。     

一种改进的跳频信号参数估计方法

针对在跳频信号跳变时刻和跳变频率估计方面实时性和估计精度无法同时兼顾的问题，提出了一种基于短时傅立叶变换(STFT)和多重信号分类(MUSIC)算法的跳频信号参数估计方法。在建立跳频信号数学模型的基础上，利用STFT选取较大时间窗对整个信号在时域进行粗搜索，生成时频谱图，提取时频脊线从而获得跳变时刻，然后选取较小时间窗在已知跳变时间段利用STFT进行跳变时刻的细估计，并利用MUSIC算法进行频率的精确估计。该方法利用STFT的二次估计，减少了MUSIC搜索范围，从而降低了时间开销。仿真表明该算法的跳变时刻频率估计精度高，实时性能满足参数测量需求。     

基于循环谱的BPSK信号符号速率盲估计

在非协作通信中，符号速率估计是信号解调的关键过程。提出了一种基于循环谱分析的二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying,BPSK)信号符号速率的盲估计方法，利用BPSK信号在循环频率维度中区别于其他相移键控(Phase Shift Keying,PSK)信号的峰值奇异特征，精确提取BPSK信号的载波频率，之后利用载波频率值估计符号速率。仿真结果表明，在信噪比不低于2 dB时，所提方法估计结果值与理论值完全一致。     

突发模式下PSK信号的载波估计和位同步技术

介绍了一种适合于突发模式下PSK信号的快速载波估计和位时钟恢复的算法,该算法基于特定图案的前导字,在前导字阶段采用匹配滤波相关的前向技术直接获取载波频差估计值和位同步时钟的相位信息,利用数字相关得到载波初相的估计值.此算法结构简单,可估计的载波频差范围约为符号率的±10%,且计算量不大,适合数字硬件实现.实测结果验证了该方法的可行性和有效性.     

一种改进的CPFSK信号频率估计方法

针对突发信号解调中多普勒频偏大的问题，提出了一种改进的连续相位移频键控信号(CPFSK)频率估计方法。首先接收信号平方运算使信号的调制指数加倍，再通过一次离散傅里叶变换(DFT)，用搜索信号平方谱谱峰的方法实现突发信号频率估计。仿真实验表明，在低信噪比条件下，该算法的频率估计精度比经典的相位差频率估计算法提高了20%；该算法与广泛用于高动态突发信号的频率插值估计算法相比，同道干扰信道下信干比改善可达4 dB，DFT长度缩短约1/3。     

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。     

一种改进的卫星MPSK通信信号盲载频估计算法

针对第三方侦察中卫星通信信号的载波频率高精度估计问题,提出了一种没有先验知 识条件下的MPSK信号盲载频估计改进算法,推导了MPSK信号四阶循环累积量运算的简化形式 ,并采用循环重叠Welch功率谱粗载频估计和四阶循环累积量精估计的方法完成MPSK信号 的载频估计,大幅降低了运算量。仿真实验证明了所提算法的有效性。     

调频遥测信号载波频率的精确估计

传统调频遥测信号载波频率估计算法对输入信号降采样后直接进行快速傅里叶变换,实现方法虽然简单,但测量精度较差,无法适应高动态、低信噪比等复杂场景。为此,提出了一种调频遥测信号载波频率的精确估计算法。两并联补偿支路先分别采用正、负调频频率对输入信号进行频率预先补偿,低通滤波后完成降采样处理,削弱调频频率的频谱影响;频率搜索状态对采样数据进行载波多普勒变化率的频率补偿,经过快速傅里叶变换、非相干积分和频谱重心搜索完成频率解算,提高载波频率的检测性能。试验与分析表明,所提算法在高动态、低信噪比等复杂场景下可显著提高调频遥测信号载波频率的估测性能。     

一种针对直扩系统的高效干扰方案

扫频干扰是针对直扩系统的一种常用干扰手段,但传统扫频干扰对频率信息未加利用 ,存在干扰效率低下的问题,为此提出了一种基于载频估计的区间扫频干扰方法,通过接收 机对直扩信号进行载频估计,干扰机利用估计的载频确定干扰区间,并在其中进行扫频干扰 。通过分析及仿真验证,证明了这种方法减小了扫频范围,相比传统的扫频干扰能够有效 提高干扰效率,同时相比单/多音等形式的干扰降低了对载频估计的要求。     

利用频域增采样内插方法提高LFMCW雷达测距精度

本文提出了将线性调频连续波(LFMCW)雷达差拍信号离散频谱增采样内插以提高雷达测距精度的方法。仿真结果表明,这种方法可以有效降低FFT固有频域采样间隔带来的测距误差,能够在整个频域轴上更准确地反映多个不同距离目标的差拍信号频谱特性,克服Chirp-Z和Zoom-FFT等方法只能在频率轴上局部细化的局限性,其运算量比相同频域采样间隔的补零FFT频谱细化方法大大降低。     

高动态弱直扩信号的分级捕获算法

针对低信噪比高动态环境下直扩信号经典捕获算法中多普勒频偏估计精度和快速傅里叶变换（FFT）运算量的矛盾,提出了一种基于频偏补偿的两级非相干累加捕获算法。该算法以部分匹配滤波器结合快速傅里叶变换（PMF-FFT）算法为单元,首先利用第一级频偏粗估值对多普勒频偏进行补偿,然后通过调整第二级PMF-FFT中部分匹配滤波器长度并利用滑动平均窗对残余频偏进行精估。理论分析和仿真结果表明,与经典捕获算法相比,该算法在FFT运算点数相同的条件下,可以有效地提高多普勒频偏估计精度,并且在高动态环境下具有更好的检测性能。     

一种适合突发数字通信的快速载波频偏估计算法

给出了一种适用于MPSK解调的非数据辅助(NDA)载波频偏估计算法,该算法采用前向开环载波同步方式,与传统的Costas环相比,这种方式具有同步速度快、载波频偏估计范围大的优点,尤其适用于高速突发数字通信系统。理论和实验结果表明,该算法计算量小,复杂度低,抗噪声性能好,适合于工程实现。     

LFMCW雷达测距中的自适应频率校正

信号的频率落在两个量化频点之间时会产生估计误差，所以需要校正快速傅里叶变换(FFT)后估计的频率。结合Rife算法和抛物线插值法的特点，提出了一种自适应频率校正算法。该算法依据不同的频率自适应地选择不同的频率校正算法，克服了Rife算法在信号的频率落在FFT量化频点周围的情况下容易产生插值方向错误的缺点，同时避免了抛物线插值法在信号频率落在相邻两个量化频点的中心附近时估计均方误差会急剧增加的缺点。仿真结果验证了所提算法的有效性。此外，相比于单一的Rife算法和抛物线插值法，所提算法在频率估计精度以及抗噪声能力方面都有显著提升。     

星载AIS信号的频偏估计

星载自动识别系统（AIS）中信号存在严重的多普勒频偏，影响信号的正确解调，而传统的基于快速傅里叶变换（FFT）的频偏估计算法其估计范围无法满足需要。为此，提出了一种改进的自相关-FFT频偏估计算法，通过构造辅助函数以确定信号频偏的正负号，在此基础上对基于FFT的频偏估计算法进行改进，从而扩大频偏估计范围，实现对大的多普勒频移的估计。仿真和实验结果均表明，改进算法的频偏估计范围扩大为原来的2倍，具有很高的估计精度，十分接近修正后的克拉美罗界，且算法简单、易于实现。