高速移动水声通信中的多普勒频移估计方法研究 被引量：10

1

作者 岳玲 樊书宏 +1 位作者 王明洲 钱建平 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2366-2370,共5页

在利用水声信号进行的水下移动通信中,多普勒频移估计与补偿是一项关键技术,它直接影响着高速移动通信的效果。在分析多普勒效应对水声通信信号影响的基础上,利用具有多普勒不变特性的双曲调频信号和对多普勒频移敏感的单频脉冲信号,提... 在利用水声信号进行的水下移动通信中,多普勒频移估计与补偿是一项关键技术,它直接影响着高速移动通信的效果。在分析多普勒效应对水声通信信号影响的基础上,利用具有多普勒不变特性的双曲调频信号和对多普勒频移敏感的单频脉冲信号,提出了一种适用于低信噪比条件下收发双方存在高速运动时的新型多普勒频移估计与补偿方法,该方法同时具备接收信号捕获与同步的功能。通过仿真实验对该方法进行了验证,分析了该方法在不同信噪比和多普勒扩展条件下的多普勒频移估计性能。 展开更多

关键词 高速移动水声通信 双曲调频 多普勒频移估计 傅里叶系数内插

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先验平滑方法在相干测风激光雷达中的应用 被引量：6

2

作者 李路 郭磐 +2 位作者 张寅超 陈思颖 陈和 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期345-353,共9页

相干测风激光雷达通常采用周期图最大值法,但在远场低信噪比区域是有偏估计,因而会增加风速测量误差。距离门功率谱基线漂移现象作为误差源之一,会偏置谱峰分布基准,并干扰峰值频率检测。为了校正基线漂移,提出了基于正则化惩罚最小二... 相干测风激光雷达通常采用周期图最大值法,但在远场低信噪比区域是有偏估计,因而会增加风速测量误差。距离门功率谱基线漂移现象作为误差源之一,会偏置谱峰分布基准,并干扰峰值频率检测。为了校正基线漂移,提出了基于正则化惩罚最小二乘法的先验平滑估计频谱基线方法。经过大气测风实验应用,结果表明,该方法能有效校正基线漂移,从而显著提高远场风速的估计精度,并最终提升了测风激光雷达的探测距离。 展开更多

关键词 遥感 测风激光雷达 多普勒频移估计 周期图最大值法 先验平滑方法 频谱基线校正

原文传递

基于稀疏分解的水下运动目标多普勒频移估计方法 被引量：5

3

作者 生雪莉 穆梦飞 +2 位作者 殷敬伟 杨超然 刘婷 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1429-1435,共7页

针对在水声强干扰环境下目标回波多普勒频移估计困难的问题,本文利用信号的稀疏性,使用了一种基于稀疏分解的运动目标多普勒频移估计方法,该方法根据回波信号的内在特性建立过完备原子库,将信号在原子库上进行分解,再使用正交匹配追踪... 针对在水声强干扰环境下目标回波多普勒频移估计困难的问题,本文利用信号的稀疏性,使用了一种基于稀疏分解的运动目标多普勒频移估计方法,该方法根据回波信号的内在特性建立过完备原子库,将信号在原子库上进行分解,再使用正交匹配追踪算法重构信号,得到回波频率参数的估计,与发射信号频率参数作比较,进而得到回波多普勒频移的估计。通过数值仿真,证明该方法具有较高的估计精度和较强的抗噪声性能。能够较好适用于低信噪比下的回波多普勒频移估计。 展开更多

关键词 稀疏分解 正交匹配追踪 水下运动目标 多普勒频移估计

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一种基于全相位预处理的PMF-FFT改进算法 被引量：5

4

作者 王云静 张晓林 郑昆 《遥测遥控》 2018年第3期15-20,共6页

高动态条件下扩频信号的捕获常采用基于FFT的部分匹配滤波(PMF-FFT)捕获算法,但此算法存在频谱泄漏和多普勒频偏估计误差大的问题。通过全相位预处理的方法对PMF-FFT算法做出改进,提出了PMF-apFFT/FFT捕获算法。一方面,所提算法能够利... 高动态条件下扩频信号的捕获常采用基于FFT的部分匹配滤波(PMF-FFT)捕获算法,但此算法存在频谱泄漏和多普勒频偏估计误差大的问题。通过全相位预处理的方法对PMF-FFT算法做出改进,提出了PMF-apFFT/FFT捕获算法。一方面,所提算法能够利用全相位FFT(apFFT)算法抑制PMF-FFT算法存在的频谱泄漏;另一方面,算法利用FFT运算结果辅助PMF-apFFT支路对多普勒频偏估计值进行校正,提高了频率估计精度。理论分析和仿真结果表明,PMF-apFFT/FFT捕获算法能够有效抑制PMF-FFT算法中由FFT运算带来的频谱泄漏,且多普勒频偏估计精度有显著提高。 展开更多

关键词 高动态扩频信号 PMF-FFT 全相位FFT 多普勒频移估计

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一种用于快速捕获低轨物联网信号的PMF-FFT改进算法 被引量：1

5

作者 戚沪朋 边东明 张更新 《光通信技术》 2023年第6期48-52,共5页

为了在高动态、低信噪比的条件下实现对低轨物联网信号的快速捕获,提出了一种用于快速捕获低轨物联网信号的部分匹配滤波-快速傅里叶变换(PMF-FFT)改进算法。首先,利用星历信息预估多普勒频偏,缩小频域搜索范围;然后,通过补零、加窗方... 为了在高动态、低信噪比的条件下实现对低轨物联网信号的快速捕获,提出了一种用于快速捕获低轨物联网信号的部分匹配滤波-快速傅里叶变换(PMF-FFT)改进算法。首先,利用星历信息预估多普勒频偏,缩小频域搜索范围;然后,通过补零、加窗方法克服PMF-FFT算法的扇贝损失;最后,采用频域差分非相干累积提高低信噪比下的输出增益。仿真分析表明,所提改进算法在信噪比为-25~-15 dB时能提高低轨物联网信号的检测概率,搜索范围由15~35 kHz缩小为24.8~25.2 kHz。 展开更多

关键词 低轨卫星物联网 多普勒频移估计 扇贝损失 部分匹配滤波-快速傅里叶变换

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基于线型预测频谱估计的相干激光雷达功率谱分析方法

6

作者 陈沛 张洪玮 +5 位作者 刘晓英 张芯瑜 张开俊 陈丽晶 伏龙延 吴松华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期78-93,共16页

基于多普勒效应的相干激光雷达广泛应用于测风等大气探测领域,实际应用于风场观测时,由于噪声杂波干扰、回波信号较弱和风场不均匀性等影响了多普勒频移估计的精度。为准确估计激光雷达弱回波信号中的多普勒频移,提升相干测风激光雷达... 基于多普勒效应的相干激光雷达广泛应用于测风等大气探测领域,实际应用于风场观测时,由于噪声杂波干扰、回波信号较弱和风场不均匀性等影响了多普勒频移估计的精度。为准确估计激光雷达弱回波信号中的多普勒频移,提升相干测风激光雷达的探测距离和探测精度,文中开展了基于激光雷达功率谱信号的多普勒频移估计算法以及探测性能提升的评估研究。在快速傅里叶变换的基础上,提出了一种结合线性预测频谱估计与导数增强方法的功率谱分析方法,通过与常用的最大似然离散谱峰值频移估计算法(ML DSP算法)进行比较,验证了文中方法在相干测风激光雷达微弱信号频移估计过程中的优势。风速数据的时间及空间相关性分析结果表明,功率谱分析方法具有更好的风速估计稳定性,有效风场探测距离相较ML DSP算法提升了73%。与超声风速计对比结果表明,文中提出的综合算法在弱信号情况下的风速测量精度高,风速结果与超声风速计的标准偏差相较ML DSP算法降低了0.23 m/s,偏离率BIAS降低了0.3 m/s,有效提高了低信噪比范围内多普勒频移估计的精度。 展开更多

关键词 相干多普勒激光雷达 多普勒频移估计 弱信号识别 峰值检索

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相干多普勒测风激光雷达低信噪比区域回波信号的估计方法 被引量：2

7

作者 靳笑晗 汪岳峰 +3 位作者 竹孝鹏 刘继桥 刁伟峰 陈卫标 《光学与光电技术》 2013年第3期10-14,共5页

相干多普勒测风激光雷达通常会采用周期图最大值法(PM)提取不同距离门信号的多普勒频移(对应风速)信息。由于噪声和相干效率的影响,个别距离门信号会出现信噪比(SNR)突然降低的情况,从而导致系统的探测概率降低,影响系统整体的探测性能... 相干多普勒测风激光雷达通常会采用周期图最大值法(PM)提取不同距离门信号的多普勒频移(对应风速)信息。由于噪声和相干效率的影响,个别距离门信号会出现信噪比(SNR)突然降低的情况,从而导致系统的探测概率降低,影响系统整体的探测性能。为了解决个别距离门信号多普勒频移的错误估计问题,提出了一种新的非线性自适应多普勒频移估计方法。该方法利用风速的连续性,标定错误距离门,并自适应地利用强信噪比区域的多普勒频移统计数据来弥补信噪比变差而出现的估计错误。分别利用了仿真模型和一套1.54μm全光纤相干激光雷达系统获得了风场测量数据,对比了使用该技术前后反演得到的风速趋势,证明该方法能够有效地解决上述问题。 展开更多

关键词 相干激光雷达 多普勒频移估计 非线性自适应多普勒频移估计 周期图最大值法

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复杂环境下基于噪声匹配的最大多普勒频移估计 被引量：3

8

作者 吴利平 李赞 +1 位作者 李建东 陈晨 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期842-847,共6页

本文针对城市复杂信道环境下的最大多普勒频移估计需求,根据莱斯衰落信道中电平通过率（LCR）算法的理论推导,提出了一种基于噪声匹配的最大多普勒频移估计算法.所提算法通过对接收信号进行低通滤波处理,实现干扰噪声与多普勒检测器之... 本文针对城市复杂信道环境下的最大多普勒频移估计需求,根据莱斯衰落信道中电平通过率（LCR）算法的理论推导,提出了一种基于噪声匹配的最大多普勒频移估计算法.所提算法通过对接收信号进行低通滤波处理,实现干扰噪声与多普勒检测器之间的匹配,从而有效提高最大多普勒频移的估计性能.而且基于莱斯衰落信道下最佳滤波比值的分析和推导,得到关于所提算法估计误差的两个重要推理.蒙特卡罗仿真结果表明：在低信噪比（SNR〈0dB）的典型城市环境下,相比于现有的对数包络（LE）算法和修正自相关函数（MCOV）算法,所提算法提高了估计性能2~5dB,从而保证了最大多普勒频移的准确估计和移动通信系统的接收性能. 展开更多

关键词 最大多普勒频移估计 莱斯衰落信道 噪声匹配

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基于数据样本方差的正交频分复用水声通信多普勒频移估计方法 被引量：2

9

作者 周成阳 王巍 +1 位作者 洪丹阳 张春华 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期2035-2044,共10页

针对正交频分复用(OFDM)水声移动通信易受时变多普勒频移影响的缺点,该文提出一种基于数据样本方差的多普勒频移估计方法。利用前序符号的信道估计值恢复当前符号的有效数据序列及其频域分集副本,计算分集副本与数据序列的比值并搜索该... 针对正交频分复用(OFDM)水声移动通信易受时变多普勒频移影响的缺点,该文提出一种基于数据样本方差的多普勒频移估计方法。利用前序符号的信道估计值恢复当前符号的有效数据序列及其频域分集副本,计算分集副本与数据序列的比值并搜索该比值序列在不同多普勒补偿因子下的方差,选取方差最小时对应的补偿因子作为多普勒频移估计值,利用稀疏贝叶斯学习和判决反馈信道估计算法获得修正后的信道频域响应并传递给后序符号,实现对多普勒频移的实时跟踪。数值仿真验证了该方法的可行性和优越性,海上试验证明,该方法实现了基于无人水下航行器的OFDM水声移动通信,能够对时变多普勒频移进行有效估计。 展开更多

关键词 水声通信 正交频分复用 多普勒频移估计 频域分集

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相关时延估计误差对测频误差的影响

10

作者 张卉 邓锴 王长红 《声学技术》 CSCD 北大核心 2022年第6期917-922,共6页

声学多普勒测速技术采用宽带编码信号进行多普勒频移估计时会产生测频误差,该误差来源主要分为两种:(1)宽带信号频谱不对称;(2)相关时延存在估计误差。文章主要讨论相关时延估计误差对测频误差的影响,分析了其产生的原因以及该误差对测... 声学多普勒测速技术采用宽带编码信号进行多普勒频移估计时会产生测频误差,该误差来源主要分为两种:(1)宽带信号频谱不对称;(2)相关时延存在估计误差。文章主要讨论相关时延估计误差对测频误差的影响,分析了其产生的原因以及该误差对测频误差的影响。忽略相关函数简化误差以及滤波后频点不对称,推导得到由相关时延估计误差导致的测频误差的解析式。进行了仿真和湖试数据分析,不同频移下的测频误差与理论测频误差一致,不同填充系数下的实际测速误差与理论测频误差变化趋势相同。该对比结果验证了相关时延估计误差会对测频误差产生影响,证明了由相关时延估计误差导致的测频误差的解析式可信。 展开更多

关键词 宽带多普勒测速 相关时延估计 误差分析 多普勒频移估计

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MIMO系统中基于野值剔除的最大多普勒频移估计 被引量：1

11

作者 徐瑨 陶小峰 +2 位作者 张静 韩娟 张平 《北京邮电大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期53-57,共5页

针对多入多出(MIMO)系统中的最大多普勒频移估计,运用单因素试验的方差分析法对多组估计值进行建模和假设检验,提出了基于最大距离判决和置换均值原则的野值剔除方法.研究表明,该方法可以有效检测并删除估计值中的不合理数据,提高MIMO... 针对多入多出(MIMO)系统中的最大多普勒频移估计,运用单因素试验的方差分析法对多组估计值进行建模和假设检验,提出了基于最大距离判决和置换均值原则的野值剔除方法.研究表明,该方法可以有效检测并删除估计值中的不合理数据,提高MIMO系统中最大多普勒频移估计的精度. 展开更多

关键词 多入多出系统 最大多普勒频移估计 单因素试验的方差分析 野值剔除

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短波/超短波通信中基于噪声抑制的多普勒频移估计 被引量：1

12

作者 庞晨希 李赞 《通信对抗》 2011年第3期3-6,12,共5页

针对低信噪比条件下短波／超短波（HF／VHF）通信中的多普勒频移估计问题，提出了一种基于噪声抑制的估计算法。所提算法利用特定带宽的带通滤波器对接收信号进行滤波处理，然后结合经典的估计算法对滤波后信号进行多普勒频移估计。通... 针对低信噪比条件下短波／超短波（HF／VHF）通信中的多普勒频移估计问题，提出了一种基于噪声抑制的估计算法。所提算法利用特定带宽的带通滤波器对接收信号进行滤波处理，然后结合经典的估计算法对滤波后信号进行多普勒频移估计。通过理论推导得到了最佳滤波带宽比值。蒙特卡罗仿真结果表明：在低信噪比的短波／超短波信道条件下，所提算法能够有效提高多普勒频移的估计精度，从而保障短波／超短波通信系统的接收性能。 展开更多

关键词 多普勒频移估计 噪声抑制 低信噪比 最佳带宽滤波 短波/超短波通信

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基于双采样速率的动目标检测技术研究

13

作者 龙宁 张凤荔 虞厥邦 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期332-333,共2页

高精度动目标检测是雷达数字接收机的一项核心技术,现有的多普勒频移估计方法不能满足现代数字接收机的高精度、低计算量、超低信噪比环境等要求。该文提出了一种低信噪比环境下的基于双采样速率的高精度动目标检测技术,它包括基于FFT... 高精度动目标检测是雷达数字接收机的一项核心技术,现有的多普勒频移估计方法不能满足现代数字接收机的高精度、低计算量、超低信噪比环境等要求。该文提出了一种低信噪比环境下的基于双采样速率的高精度动目标检测技术,它包括基于FFT的欠采样信号频率无模糊估计,高精度多普勒频移估计和基于双采样速率的动目标径向速度估计等算法。 展开更多

关键词 欠采样 无模糊频率估计 多普勒频移估计 双采样速率 动目标检测

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OFDM系统中基于频率响应包络PSD的最大多普勒频移盲估计算法

14

作者 王毅 侯兴哲 +2 位作者 杨运春 孙洪亮 郑可 《北京邮电大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期55-58,共4页

提出了一种基于正交频分复用系统的最大多普勒频移盲估计算法.利用恒包络调制的子载波,在接收端获得这些子载波的幅值后按经典周期图法估计其功率谱密度(PSD)的幅值.最大多普勒频移通过获取功率谱密度的分界点位置得到.不同于传统的功... 提出了一种基于正交频分复用系统的最大多普勒频移盲估计算法.利用恒包络调制的子载波,在接收端获得这些子载波的幅值后按经典周期图法估计其功率谱密度(PSD)的幅值.最大多普勒频移通过获取功率谱密度的分界点位置得到.不同于传统的功率谱密度方法,本算法不需要信道响应的估计值,并且估计精度也有所提高.仿真结果表明,本算法有较好的鲁棒性,在大范围内的多普勒频移下都能保持高估计精度. 展开更多

关键词 正交频分复用 最大多普勒频移估计 频率响应包络功率谱密度 盲估计

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改进的UPF算法在多普勒频移估计中的应用

15

作者 陈波 吴旭 杜秀丽 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2016年第1期47-52,共6页

针对高动态飞行器接收机多普勒频移估计算法的稳健性差以及不能充分利用最新量测信息的问题,提出一种基于多重渐消因子的自适应渐消无迹卡尔曼粒子滤波算法(AFUPF),在无迹卡尔曼算法中引入改进的多重渐消因子,通过改进算法的新息协方差... 针对高动态飞行器接收机多普勒频移估计算法的稳健性差以及不能充分利用最新量测信息的问题,提出一种基于多重渐消因子的自适应渐消无迹卡尔曼粒子滤波算法(AFUPF),在无迹卡尔曼算法中引入改进的多重渐消因子,通过改进算法的新息协方差融入最新的量测信息,提高了滤波的估计性能。将基于多重渐消因子的自适应渐消无迹卡尔曼滤波(AFUKF)作为建议分布对载波频移进行估计,结合粒子滤波适用于强非线性系统的优势,对AFUKF的估计过程进行优化处理。仿真结果表明,改进的UPF算法频移估计精度以及稳健性有明显提高。 展开更多

关键词 粒子滤波 无迹卡尔曼 多普勒频移估计 多重渐消因子

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