多径BOC(n,n)信号的精确跟踪方法

针对卫星导航定位接收机易受多径的影响,提出了一种基于最大似然估计和卡尔曼滤波相结合的多径BOC(n,n)信号的精确跟踪方法。该方法首先对接收的多径BOC(n,n)信号进行相干积分累加;然后用最大似然法估计出多径信号的幅度和时延,再将这些估计结果进行卡尔曼滤波,得到了在较低载噪比下比较准确的多径幅度和时延估计值;最后采用多径估计延迟锁定环(MEDLL)来分析使用该方法前后的鉴相曲线,并通过仿真实验验证了该方法的有效性。理论和仿真结果表明,在较低载噪比下,该方法能够精确地跟踪多径BOC(n,n)信号。     

多径相干信号到达角和衰落系数的最大似然估计

针对多径相干信号到达角(DOA)和衰落系数(FC)的估计问题,在已知信号波形条件下,提出了一种联合估计DOA和衰落系数的改进最大似然估计方法。通过改进最大似然估计求极值获得DOA和衰落系数的解,在联合估计参数时,使用交替极大值技术,降低了估计算法的复杂度,并且推导了最大似然估计的Cramér-Rao界。理论分析和实验表明,该方法与现有方法相比具有更好的估计性能,当来自不同辐射源的多径信号中存在相同DOA时,仍然可以得到很好的估计效果。     

一种稳健的GPS多径估计算法

为研究抵制多径误差的信号处理,提出了一种在低信噪比、多经和干扰条件下GPS码延时估计算法.首先,使用一种基于块平均的预处理技术把零均值的干扰转换成有色高斯噪声,然后一种结合白化滤波的基于最大似然估计方法用来估计相关的参数.在实现最大似然估计时,使用了数据压缩技术和脉冲内插技术来降低优化计算的计算复杂度.计算仿真表明所提出的方法在低信噪比和干扰条件下优于传统的最大似然估计方法.为高精度定位提出了有效的方法.     

基于极大似然准则和最大期望算法的自适应UKF 算法

针对噪声先验统计特性未知情况下的非线性系统状态估计问题,提出了基于极大似然准则和 最大期望算法的自适应无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman filter, UKF) 算法.利用极大似然准则构造含有噪声统计特性的对数似然函数,通 过最大期望算法将噪声估计问题转化为对数似然函数数学期望极大化问题,最终得到带次优递 推噪声统计估计器的自适应UKF算法.仿真分析表明,与传统UKF算法相比,提出的自适应UKF算法 有效克服了传统UKF算法在系统噪声统计特性未知情况下滤波精度下降的问题,并实现了系统噪 声统计特性的在线估计.     

一种基于BOC信号的多径抑制技术

针对卫星导航接收机容易受多径信号干扰的影响,提出了一种基于最大似然估计的加权ELS（超前/滞后斜率）技术BOC多径减弱方法。该方法先经过最大似然估计得到直射信号估计值,再检测多个BOC信号自相关函数峰两边的斜率,可以有效地减小多径信号对环路的影响,性能优于传统的窄相关技术和ELS技术,并且只增加较少的计算复杂度。通过对BOC（10,5）的多径误差包络仿真分析表明：该方法能有效减小多径干扰引起的跟踪误差。     

基于移动信标和DOA的声阵列网络自定位机制

研究了面向声阵列网络的自定位问题,提出了三种基于移动信标和波达方向(DOA)的最大似然自定位机制:基本最大似然估计(BML)、具有声信号传播延时补偿功能的最大似然估计(PCML)和基于二次计算的最大似然估计(RML).研究了声信号传播延时效应,并采用PCML和RML对此进行了补偿.详细分析了信标移动速度、DOA误差和信...     

分布式小卫星多基线沿航向干涉SAR速度估计

本文介绍了一种新的沿航向干涉SAR(AT-InSAR)速度估计方法,即多基线最大似然函数估计.它利用分布式小卫星的多基线结构构造多基线最大似然函数,能有效地克服单基线AT-InSAR速度模糊现象,获得较准确的相对径向速度值.最后通过仿真多基线及单基线条件下的CRLB验证了该方法的有效性.     

含时延和丢失数据不确定系统的FIR滤波器

针对状态空间模型中存在服从伯努利分布的时延和随机观测丢失的情况,基于极大似然法则,分别设计有限脉冲响应(finite impulse response, FIR)滤波器的慢速率批处理形式和快速率迭代形式.首先,将时延和数据丢失情况下的模型表述为服从伯努利分布的概率线性函数;然后,通过极大似然处理从而得到所提出极大似然FIR算法;最后,将在相同条件下的极大似然FIR估计、改进型卡尔曼滤波以及无偏FIR估计3种滤波方法进行对比,从估计误差、均方根误差和不确定性影响等角度进行比较分析.实验部分通过3-DOF直升机模型仿真,可发现所提出极大似然FIR估计方法在处理时延和数据丢失问题时更加有效,鲁棒性更高.     

状态空间双线性系统的极大似然辨识

提出了状态空间双线性系统的极大似然辨识方法。得到了以输入-输出序列为条件概率的似然函数解析表达式,推导了极大化似然函数的参数矩阵计算公式,给出适用于双线性系统状态估计的改进卡尔曼滤波方法,以及辨识系统参数的迭代估计算法。最后进行了数值仿真,结果说明了该方法的有效性。     

一种新的复正弦信号二维频率估计算法

如何从遥感图像中实时而有效的估计出二维频率一直是一个难题,提出了一种二维复正弦信号的相似最大似然频率估计迭代算法.通过建立最大似然二维频率估计信号模型,并且结合最大似然估计价值函数,给出了两种新的频率估计价值函数;针对所提及的算法进行了均值和方差分析,分析结果显示该算法是近似无偏估计的,并且满足Cramer-Rao边界条件;最后对所提出的算法进行了仿真,并给出了其在干涉合成孔径雷达(INSAR)去平地相位中的应用.结果表明:算法具有较高的频率估计精度和较小的计算量.     

广义频分复用系统在电力线通信中的运用

在现有的电力线通信系统(Power Line Communication,PLC)中,正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplex,OFDM)由于能够有效地消除电力线系统中的脉冲噪声干扰.多径时延干扰和群时延干扰,已成为一种主要的技术手段.OFDM技术尽管具有上述优点,但却存在高峰值功率.循环前缀导致的频谱利用率受限等问题.相应地,与OFDM具有不同设计思路的、基于成形滤波器的广义频分复用系统(Generalized Frequency Division Multiplex,GFDM)也就成为当前研究的热点.GFDM通过设计适合信道时延的成形滤波器,利用其时频聚焦性,可兼有抵抗字符间干扰(Inter Symbol Interference,ISI)和载波间干扰(Inter Carriers Interference,ICI)的能力,并可获得更高的频谱效率(无须循环前缀).     

基于滤波器设计的快速短波扩频系统研究

在短波宽带系统中,为了更好地改善系统性能,消除码间干扰,针对传统OFDM扩频算法低信噪比情况下误码率较高、在不满足采样定理情况下失真较严重、容易受到码间干扰和多径噪声影响等弊端,将Nyquist滤波器和LDPC码等纠错码算法引入到OFDM扩频系统中,并且对MC-CDMA系统进行改进,提出了优化MC-CDMA扩频方案的无失真系统,其核心思想是对MC-CDMA系统的子载波和扩频码采取不同的处理顺序,并且在系统发送端和接收端分别设计Nyquist滤波器,消除码间干扰,将信号在ITS信道中进行分集合并处理。深入研究了主要参数对系统性能的影响。理论分析和仿真结果表明：基于滤波器设计的分集接收扩频系统,能够有效改善系统在信噪比较低时的误码率性能,提高系统可靠性,有效地抑制了OFDM码间干扰。     

多径和噪声作用下延迟锁定环的测距误差分析

在近距差分ＧＰＳ或者是基于移动通信网的Ｅ９１１用户定们一中,多径干扰都成为主要测距误差源,为分析多径干扰对延迟锁定跟踪误差的影响,本文运用Ｆokker-Planck方程分析了相干伪码跟踪环（ＤＬＬ）,导出了伪距误差概率密度函数解析表达式,给出了Ｍ径条件下的信国距误差均值与方差的简单计算公式,并证明了在一种二阶ＤＬＬ环,它的伪距变化率误差不受多径的影响,恒为零均值正态分布。     

UPF在GPS多路径信号延迟估计中的应用

多径信号延迟估计与多径干扰抑制技术一直是卫星导航领域的一个研究热点。在分析近距离镜面多径信号时间延迟特性的基础上,提出一种基于无迹粒子滤波的多路径信号延迟估计方法。给出标准的粒子滤波算法模型,讨论无迹粒子滤波算法在多路径信号延迟估计中的应用,描述算法的推导过程。计算机模拟结果验证了该算法的有效性。     

Low-angle tracking radars and non-linear time-delay estimation

A new approach, based on non-linear time-delay estimation, is described for estimating the elevation angle in the combined presence of specular multipath and receiver noise—a situation that is encountered in the low-angle tracking radar environment. Estimation of the elevation angle is accomplished using the time delay between the signals impinging on the antenna array elements. Thus, the accuracy in the elevation angle estimation is dependent on the accuracy of the time-delay estimation algorithm. The formulation of the problem enables one to find the desired estimates independently of the reflection coefficient, which is a significant result. In the proposed approach, a newly derived non-linear filter due to the author (1986) is used. The filter structure is estimated using the Pontryagin minimum principle and the method of invariant imbedding, and is used to find an estimate for the delayed and undelayed signal. Subsequently, the time delay and the elevation angle are estimated.     

基于BAP-UKF方法的微弱GPS信号多径参数估计

在室内、城市中心等恶劣环境下,多径效应已成为码跟踪的主要误差源。采用一种数据块平均预处理—无迹卡尔曼滤波器(BAP-UKF)方法来估计微弱GPS信号的多径参数,该方法采用数据BAP方法处理接收到的微弱GPS信号,以抑制噪声和干扰,提高接收信号的信噪比;经过BAP的信号通过多径相关器后的同相或正交相值,将作为UKF的观测量来估计码跟踪时的多路径的幅值、码延时、相位、载波多普勒等参数.仿真结果表明:该方法能够有效地估计出载噪比低至21 dB-Hz的微弱信号多径参数,从而证明了其有效性。     

基于差分时延差编码的水声发射系统研制

差分时延差编码能有效抑制多途信道的干扰,实现信息的可靠传输,因此在水声通信中被广泛应用。本文设计了一种基于差分时延差编码的水声发射系统,针对差分时延差编码的特点和要求,利用波形存储直读方式产生码元,通过以太网将其传输到下位机并存储到存储器;然后对系统进行通信编码参数配置;最后基于下位机存储的码元和通信编码参数配置,将通信信息通过差分时延差编码并经数模转换器和低通滤波器变换后,由换能器发射出去。湖试通信实验表明,水声发射系统在不同参数条件下均能保证编码信息的准确性以及传输信息的可靠性,具有一定的实用性。     

基于OFDM的高速电力线载波通信系统设计

随着智能电网的提出和推广,基于电力线载波的通信系统因成本低、通信速率高等优点得到了广泛使用.然而电力线载波通信存在频率选择性衰落、多径衰落以及脉冲干扰等不利条件,为了给智能电网提供高速可靠的通信手段,设计了基于正交频分复用的高速电力线载波通信系统,采用粗步捕获+精准同步的两次同步技术.为了消除大动态噪声和干扰对同步绝对门限设定的影响,提出一种窗口滑动方法,在等分窗口内用后一部分的能量与前一部分的能量的比值作为判决变量,消除大动态噪声和干扰的影响.仿真结果表明,在电力线载波环境下,设计的方案能够很好地解决频率选择性问题,同时具有显著的抗脉冲干扰和多径衰落能力.     

Prototype filter design for QAM-based filter bank multicarrier system

In this paper, we provide conditions for a prototype filter design of filter bank multicarrier (FBMC) based on quadrature amplitude modulation (QAM). The conditions consist of a generalized Nyquist criterion (GNC) for nearly perfect reconstruction (NPR) and meeting the stopband condition for a small side-lobe. In a practical environment, a small side-lobe is a key aspect of achieving high spectral efficiency, which becomes an important factor in reducing the size of the guard band among channels. In addition, because the conventional GNC is derived under the assumption of an ideal channel, which can be easily broken over a practical multipath channel, we propose a relaxed NPR that considers the multipath delay using a 2L-oversampled discrete Fourier transform (DFT) in the frequency domain. Based on the relaxation of the GNC depending on a multipath channel, we formulate an optimization problem for a QAM-FBMC prototype filter design and propose a prototype filter with a small side-lobe and reliable BER performance. Simulation results show that the proposed prototype filter remarkably reduces the side-lobe compared to conventional QAM-FBMC based on two types of prototype filters and orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) via the trade-off between GNC and side-lobe performance. The benefit of the side-lobe condition allows the proposed prototype filter, the Relaxed-NPR-F, to improve spectral efficiency by reducing the guard band in the frequency domain.     

From special analogous crystal filters to digital impacting filters

The implementation of high-speed and high-efficiency wireless communications, or Ultra Narrow Band (UNB) modulation, depends on the design of a special digital filter, which needs to not only maintain or even enlarge the minute differences in modulated waveforms, but also weaken noise or interference. This paper proposes a novel but simple digital impacting filter produced by exploiting the mechanism of zero group delay crystal filters. The proposed filter can cooperate with the usual small-angle modulation of UNB modulation, especially with Extended Binary Phase Shift Keying (EBPSK) modulation, which can convert the signal characteristics in noise into high-amplitude impacting at the phase jump points, such that the UNB signal is easy to detect. A computer simulation illustrates the validity of the proposed filter.