航道多载波的通信时延与多普勒频移联合估计

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一种水声信道中多径时延与多普勒频移的测定方法[发明专利]

一种水声信道中多径时延与多普勒频移的测定方法[发明专利]

专利名称:一种水声信道中多径时延与多普勒频移的测定方法专利类型:发明专利
发明人:涂星滨,许肖梅,杨亮亮,邵志文,周韦峥嵘,夏旖璇
申请号:CN201410391753.X
申请日:20140811
公开号:CN104168232A
公开日:
20141126
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:一种水声信道中多径时延与多普勒频移的测定方法,涉及水声信道估计方法。

发射端产生N个线性调频信号并线性叠加作为信道估计信号,通过发射换能器将信道估计信号转换成声波在海洋水声信道中传播;接收端通过接收换能器将海洋水声信道中传播的声信号接收并转换成电信号,经过前置放大、滤波和模/数转换后得到数字信号;对数字信号与本地参考信号做N次对应聚焦阶次的分数阶傅里叶变换并比较得到N个不同阶次的峰值位置偏移量;根据峰值位置偏移量采用时延频移联合估计的方法测定出信道中各个路径的多径时延和多普勒频移。

计算过程简单,节省系统开销。

申请人:厦门大学
地址:361005 福建省厦门市思明南路422号
国籍:CN
代理机构:厦门南强之路专利事务所(普通合伙)
代理人:马应森
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基于多分量LFM信号时频分析的水声多普勒和时延估计研究

基于多分量LFM信号时频分析的水声多普勒和时延估计研究

基于多分量LFM信号时频分析的水声多普勒和时延估计研究宁更新;肖若君;谢靓
【期刊名称】《电子与信息学报》
【年(卷),期】2024(46)2
【摘要】在水声多普勒因子和时延估计研究实用化的进程中,利用多分量线性调频(LFM)信号实现估计的算法研究越来越普遍。

针对多分量LFM信号时频域存有交叉项时各分量参数估计不准确的问题,提出基于非完全残差与脊线段匹配的自适应模态分解方法。

该方法采用非完全残差函数保留了交叉点处的部分时频信息,利用脊线段匹配方法提供更精确的预设时频脊线,改进了各分量LFM信号调频斜率和起始频率的估计精度。

联合两个估计量进一步给出了多普勒因子和时延估计的算法。

仿真结果表示,较现有模态分解算法,所提改进方法有效解决了估计分量过程中交叉区间断裂带来的估计误差;水声多径的条件下,该方法的多普勒因子和时延估计精度优于对比的现有方法。

【总页数】9页(P688-696)
【作者】宁更新;肖若君;谢靓
【作者单位】华南理工大学电子与信息学院;华南理工大学土木与交通学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.3
【相关文献】
1.基于自适应最优核时频分布理论的多分量LFM信号参数估计
2.基于自适应核时频分布的多普勒频移及多径时延估计
3.LFM脉冲雷达的宽带回波多普勒频移和时延联合估计
4.一种改进多分量LFM信号时频分布估计方法
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LFM脉冲雷达的宽带回波多普勒频移和时延联合估计

LFM脉冲雷达的宽带回波多普勒频移和时延联合估计
维普资讯
20 06年第 5期
2 0 No 5 0 6. .

子 对

总第 10期 1
S r sN 1O e i o. l e
E Cnl C W ARF U£ ONl ARE
L M 脉 冲 雷 达 的宽带 回波 多 普 勒 频移 和 F 时延联 合 估 计
l 9
行 有 效估计具 有 十分重 要 的意 义 。宽带 信号 携带
和频率调制率。在宽带假设条件下 , 回波信号可
表示 为 :
有更多 目 标信息 , 所以对宽带信号的分析和处理 已成为研究 的热点-。对 于这类信号的处理 , l J 目 前 比较有效 的方法是对信号进行时 、 频域 的联合 估计。L M信号 以其具有大时宽带宽积在雷达 、 F 声纳等系统中被广泛使用。文献 [ ] 2 针对 LM信 F 号提出了基于循环互相关包络的时延估计算法 ,
n i d ly e t a d t - ea si tr r rs n e a e n mo i e y lc c o sc reain a l u e.T e me mao sa e p e e td b s d o d f i d c ci rs - or lt mp i d h n o t h la fn t sc n tu td,t ige fe u n y sg l o h o sc n b c iv d,a h t ece u cin i o sr ce h esn l-rq e c i a ft e e h e a e a h e e n d t e n o n c t - ea a si t .T e Do pe rq e c d t - ea r si t f ce ty wi i d ly c n b e t me e mae d h p lr fe u n y a i d ly ae e t n me a d m e ef in l t i h h s me d.F n l h h rce fte e t tr i ie ru h c mp trsmu ain.T e r — t i to h i a y,te c aa tro si o s gv n t o g o ue i l t l h a m h o h e s iss o ti to se f in . ut h w sme d i f ce t h h i

DS-CDMA系统多普勒、时延及信道的联合估计方法

DS-CDMA系统多普勒、时延及信道的联合估计方法

DS-CDMA系统多普勒、时延及信道的联合估计方法杜昌澔;韩航程;安建平【期刊名称】《北京理工大学学报》【年(卷),期】2018(38)7【摘要】针对多用户长码、带限DS-CDMA上行链路系统中存在的大多普勒频偏、多径时延及多径信道复增益等参数的联合估计问题,推导出基于根升余弦成型的多普勒、时延、多径衰落信道共同作用下的长码、带限多用户DSCDMA上行链路接收信号模型,将信号表示为仅由导频及多普勒决定的可逆矩阵以及由时延和信道复增益决定的带限多普勒加权复合信道响应.提出一种基于此模型的非结构化间接估计算法即导频辅助下波形匹配-最小二乘并多级网格搜索算法,估计多普勒频偏及复合信道响应,并通过复合信道响应及基于波形匹配的贪婪算法估计时延和信道复增益.对本文算法进行蒙特卡洛仿真,仿真结果表明,在大多普勒条件下,本文算法可对时延、多普勒、信道复增益有良好的估计性能.【总页数】7页(P726-732)【关键词】直接序列码分多址;时延;大多普勒;信道估计;带限多普勒加权【作者】杜昌澔;韩航程;安建平【作者单位】北京理工大学信息与电子学院【正文语种】中文【中图分类】TN91【相关文献】1.慢衰落多径信道下DS-CDMA信号传输时延的估计 [J], 张颖光;张林让;廖桂生2.一种新的DS-CDMA系统多径角度时延联合估计方法 [J], 黄晖;廖桂生;张林让3.异步带限DS-CDMA系统在多径衰落信道下的子空间时延序贯估计算法 [J], 程云鹏;蔡跃明4.基于Chirp导频的DS-CDMA信道多径时延估计 [J], 张建华;傅洪亮5.基于Chirp导频的DS-CDMA信道多径时延估计 [J], 张建华;傅洪亮因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

联合时延与多普勒频率的直接定位改进算法

联合时延与多普勒频率的直接定位改进算法
p r ob l e m o f e x t r a c t i ng t a r g e t po s i t i o n i nf o r ma t i o n i nt o t he p r o bl e m o f c a l c ul a t i ng t he ma x i mum e i ge n v a l ue o f a H e r mi t e ma t r i x wh i c h c o nt a i ns t he e mi t t e r’S l o c a t i o n i n f o r ma t i o n. The n, t he
的 问题 , 提 出 了一种 联 合 时延 与 多普 勒 频率 的直接 定位 改 进 ( I D P D) 算法 。首 先采 用 高斯 最 大似 然
估计 器 , 将 从 数据 中提 取 目标 位置 信 息的 问题转 化 为 求解 包含 发 射 源位 置信 息 的厄 尔米 特矩 阵的 最 大特 征 值 问题 ; 然后 利 用矩 阵转 置后特 征值 相 同这 一性 质进行 简化运 算 ; 最后通 过二 维地 理 网格 搜 索以荻 取发 射 源的位 置估 计 。较之 传 统 的直接 定位 ( D P D) 算法, I D P D 算 法对 信 号 无要 求 , 且 利
用极 大特 征值 作 为 网格 点 的代 价 函数 , 抑 制 了噪 声的 影响 , 提 高 了定位精 度 。仿 真 结果 表 明 , I D P D 算 法在 低 信噪 比条 件 下 对 目标 位 置 估 计 误 差在 1 0 m 量 级 , 与 DP D算法相 比, 定位 精 度 提 高 了
An I mp r o v e d Di r e c t Po s i t i o n De t e r mi n a t i o n Al g o r i t hm wi t h

多途环境中宽带声信号的时延与多普勒估计

多途环境中宽带声信号的时延与多普勒估计

多途环境中宽带声信号的时延与多普勒估计发布时间:2022-07-16T02:19:30.905Z 来源:《科学与技术》2022年第5期3月作者:袁晓宇[导读] 水下多途声信道参数估计因其广泛应用而备受关注袁晓宇(中国船舶集团第七一○研究所,湖北宜昌 443003)摘要:水下多途声信道参数估计因其广泛应用而备受关注。

本文提出了一种高分辨率的参数估计方法,能同时对时变声信道多途信号的时延、多普勒尺度和衰减振幅进行估计。

本方法就是将信道参数的估计表述成稀疏表示问题,以l1-范数作为稀疏的量度,使用基础追踪标准来寻找稀疏解,不同于现有的仅能处理窄带信号的方法。

本方法对窄带和宽带信号都能处理。

仿真结果证实了本方法的效果与效率,指出本方法在时延和多普勒方面都具有高分辨率和较强的抗噪性。

关键词:稀疏表示;稀疏解;l1范数;宽带横向模糊度函数;匹配追击1 引言多途传播在声波定位、水下声通信、地声学反演(geoacoustic inversion)、声源定位等领域经常出现。

在多途环境中,由于边界的多次反射和散射,接收到的信号可以用一系列在原始发射信号波形上加入时延与振幅衰减之后的波形的叠加来表示。

而且,如果其中任何一个反射边界相对于接收器,都有非零的径向速度分量,这将导致接收到的相应的多途成分加入了多普勒效应的影响。

此时,多途通道需要包含时间差异,而且还需要考虑多普勒效应。

当信号为带宽远小于载波频率的窄带信号时,多普勒效应用多普勒频移可以很好地描述。

然而,声信号通常是宽带信号。

因此,窄带假定是无效的,多普勒效应需要用多普勒尺度(Doppler scale)来描述。

多普勒尺度导致多普勒信号在时间尺度上的压缩或者膨胀。

Knapp和Carter指出,宽带信号的多途传播必须考虑时间的压缩(或者膨胀)效应。

然而,文献[8]的信号模型是基于单一的直线传播信号,并没有考虑多途。

在很多实际应用中,估计多途信号的传播(包括时延、振幅、多普勒尺度和多途效应的迁移)是一件很有意义的事情。

移动通信中的信道估计技术

移动通信中的信道估计技术

移动通信中的信道估计技术王军选【摘要】信道估计是移动通信系统需要解决的最核心的问题之一,信道估计的精度直接影响到移动通信系统的性能和容量.介绍了目前常用的几种基于导频序列的信道估计技术,分析了不同估计方式的优缺点;同时介绍了几种在时分复用导频辅助估计中能够减小多普勒频移对信道估计影响的插值技术,并对他们进行了比较分析.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2006(029)019【总页数】3页(P1-3)【关键词】信道估计;导频辅助估计;插值技术;多普勒频移【作者】王军选【作者单位】西安邮电学院,陕西,西安,710061【正文语种】中文【中图分类】TN911.231 引言信道估计是移动通信中的关键技术之一。

根据有关研究,在中等信噪比的情况下(20 dB),1%的信道估计误差就可以使信道容量下降大约1/3,而10%的信道估计误差就可以使容量下降75%。

因此对于一个移动通信系统,信道估计的精度是至关重要的。

高质量的信道估计是移动通信系统的有力保障。

信道估计的方式基于不同的条件有很多分类。

我们可以根据是否利用导频序列将他们归类为2种:不基于导频辅助的信道估计和基于导频辅助的信道估计(训练序列估计)。

不基于导频辅助的信道估计包括盲估计(完全从接收的数据符号中获得信道状态信息)和差分估计(利用差分编码来获得信道状态信息)等形式,他们不需要发送已知的导频序列来进行信道估计;导频辅助估计则是依靠发送已知(训练)序列来进行信道估计。

这几种方式中,盲估计需要保存很长的数据符号记录,这就导致了长的延时,而且他具有很高的复杂度,在实际中很难实现;导频辅助的估计方法是一种次佳的估计方式,并且浪费了一定的带宽资源,但是他最大的优点就是容易实现,而且时延相对较小,这就是他成为移动信道中信道估计实现的主要原因。

差分估计介于上面的2种之间,一般也很少用到。

对于移动信道而言,多径衰落和多普勒频移都使得系统的性能有极大的下降,特别是在高多普勒频移的时候。

基于时延和多普勒频移的海事卫星机载终端定位技术--如何利用海事卫星定位搜索失联飞机

基于时延和多普勒频移的海事卫星机载终端定位技术--如何利用海事卫星定位搜索失联飞机

基于时延和多普勒频移的海事卫星机载终端定位技术--如何利
用海事卫星定位搜索失联飞机
邵珍珍;万千
【期刊名称】《遥测遥控》
【年(卷),期】2015(000)002
【摘要】在海事卫星通信中,地球关口站和用户移动终端的载波信号会受到传输距离和多普勒频移等因素的影响。

为了提升海事卫星射频通信系统接收性能和频带资源利用,海事卫星通信系统中采用根据用户移动终端地理位置进行自动频率补偿和时延补偿的技术,同时地面系统还实时记录了时延和多普勒频移的相关参数,为逆向分析用户移动终端位置提供了可能。

介绍海事卫星通信系统中时延和频移的补偿方法,进一步研究基于时延和多普勒频移的海事卫星机载终端定位技术。

技术对提升特殊情况下的定位和搜救能力有重要意义,而较好地掌握这门技术还可以促进相关卫星通信系统的研发。

【总页数】4页(P71-74)
【作者】邵珍珍;万千
【作者单位】中国交通通信信息中心北京 100094;中国交通通信信息中心北京100094
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.7
【相关文献】
1.飞机失联:为何不用手机定位寻找? [J],
2.构建基于第四代海事卫星关口站的航空安全通信系统--马航MH370失联事件的思考 [J], 郭春启;汪惟平
3.关于海事卫星陆地移动地球站监测定位实用方案的设想 [J], 张彪
4.基于海事卫星时延和频偏的远海飞行器跟踪方法 [J], 程遥;吕植勇
5.时延/时延差组合定位模型抗距离模糊技术研究 [J], 惠娟;梁国龙
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多载波相干水声通信中的多普勒处理方法

多载波相干水声通信中的多普勒处理方法

多载波相干水声通信中的多普勒处理方法林伟;张歆;黄建国【期刊名称】《西北工业大学学报》【年(卷),期】2005(023)004【摘要】多载波相干调制是一种新的用于水声通信中的相干调制方法,它采用多个载波进行相干调制.由于有效地解决了数据率和可靠性的矛盾,非常适合在低信噪比、强多径干扰的远程水声信道中应用.多普勒频移会降低多载波相干调制系统中载波估计的精度,引起自适应均衡器的发散,从而对多载波相干调制系统的性能造成严重影响.文中设计了一种针对多载波相干调制系统的多普勒处理方法,采用有效的多普勒频移估计和采样率变换以实现多普勒补偿.仿真结果表明,该方法能有效地抵消平台运动所带来的多普勒效应对多载波相干调制系统的影响.在信噪比为-10 dB、数据率为100 bit/s的条件下,系统允许相对频率偏移可达±27 Hz.【总页数】5页(P520-524)【作者】林伟;张歆;黄建国【作者单位】西北工业大学,航海学院,陕西,西安,710072;西北工业大学,航海学院,陕西,西安,710072;西北工业大学,航海学院,陕西,西安,710072【正文语种】中文【中图分类】TN929.3【相关文献】1.相干调制水声数字通信中的一种盲符号估计方法 [J], 杨日杰;赵俊渭2.水声协作通信中的自适应频域多普勒补偿研究 [J], 刘志勇;丁宝祺;周蕾;王樱华3.非相干水声通信中的联合软判决译码算法 [J], 韦佳利;鄢社锋;徐立军;秦晔;袁竹清4.非相干水声通信中的联合软判决译码算法 [J], 韦佳利;鄢社锋;徐立军;秦晔;袁竹清;5.水声通信中的多载波CDMA [J], 李霞;姜卫东;方世良;陆佶人因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

方位和多普勒频移联合的目标要素估计

方位和多普勒频移联合的目标要素估计

方位和多普勒频移联合的目标要素估计
赵建昕;徐国军;过武宏
【期刊名称】《舰船科学技术》
【年(卷),期】2016(038)003
【摘要】提出一种利用目标方位信息和多普勒频移信息联合估计匀速直线运动目标要素的方法。

该方法适用于观测站不机动情形下目标运动分析问题。

将2种目标信息分别伪线性化,建立对应的伪线性模型,利用最小二乘方法构建2个伪线性滤波器,后融合的方法得到了目标要素估计的算法。

与现有的基于方位和多普勒频移进行目标要素估计的方法相比,该方法有以下不同特点:1)2个线性估计器均是二维系统,可观测性增强;2)在多普勒频移估计器中,不需要估计线谱的原信号频率。

数值仿真给出了不同观测误差下的算法性能,试验验证了方法的实际有效性。

【总页数】6页(P105-110)
【作者】赵建昕;徐国军;过武宏
【作者单位】海军潜艇学院,山东青岛,266071;海军潜艇学院,山东青岛,266071;海军潜艇学院,山东青岛,266071
【正文语种】中文
【中图分类】TB565.4
【相关文献】
1.空时欠采样下多目标频率和方位联合估计新方法 [J], 梁红;张恒
2.基于异方差伪线性模型的纯方位目标要素估计 [J], 赵建昕;笪良龙
3.高频地波超视距雷达目标距离、方位角和多普勒频移估计算法 [J], 苏洪涛;张守宏;保铮
4.基于目标特征的SAR图像车辆目标的方位角联合估计 [J], 刘聪;李言俊;张科
5.机载多通道SAR运动目标方位向速度和法向速度联合估计算法 [J], 姜文;牛杰;吴一戎;梁兴东
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基于谱相关可分维多普勒频移-时延联合估计

基于谱相关可分维多普勒频移-时延联合估计

基于谱相关可分维多普勒频移-时延联合估计
解家宝;解志伟;包德利
【期刊名称】《探测与定位》
【年(卷),期】2010(000)001
【摘要】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。

【总页数】4页(P1-4)
【作者】解家宝;解志伟;包德利
【作者单位】武警指挥学院,天津300250
【正文语种】中文
【中图分类】TN958
【相关文献】
1.未知噪声环境方位-俯仰-频率-时延等四维参数联合估计方法 [J], 吴湘霖;俞卞章;宋祖勋
2.一种基于多循环频率的韧性时延与多普勒频移联合估计算法 [J], 刘洋;邱天爽
3.脉冲噪声环境下一种韧性的时延与多普勒频移联合估计法 [J], 郭莹;邱天爽;张艳丽
4.LFM脉冲雷达的宽带回波多普勒频移和时延联合估计 [J], 史建锋
5.航道多载波的通信时延与多普勒频移联合估计 [J], 陈宗恒
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航道多载波的通信时延与多普勒频移联合估计
陈宗恒
(上海海事局厦门航标处,福建厦门361012)
[摘要]针对海上航道立体监测系统中水声信道高斯噪声和对称α稳定(SαS,Symmetric α Stable)脉冲噪声干扰的复杂环境,以基带OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplering)水声通信系统的发射信号作为研究对象,提出了一种基于分数低阶循环模糊函数的多循环频率时延与多普勒频移联合估计算法.该方法将分数低阶矩与循环平稳特性相结合,能够在SαS脉冲噪声条件下检测信号的循环平稳特性.仿真结果表明:在脉冲噪声和干扰环境中该算法均能稳定工作,估计性能优于基于二阶循环模糊函数.
[关键词]航道立体监测;OFDM;对称α稳定分布噪声;模糊函数;时间延迟;多普勒频移
The Joint Estimation of the Time Delay and Doppler Shift in the
Multi-Carrier Waterway
CHEN Zong-heng
(Shanghai Maritime Safety Administration,Xiamen Navigation Aid Department,
Xiamen 361012,China)
Abstract:In Response to the complex environment of the acoustic channel gauss noise and SαS impulse noise in the maritime waterway dimensional monitoring system,and with the transmitted signal of the baseband OFDM in the acoustic communication system as the research object,this paper proposes a joint time delay and Doppler frequency shift estimation algorithm based on the fractional lower order cyclic ambiguity function with multi-cycle frequency time delays.This method,which combines the fractional lower order moment with the feature of cycle stationary,can detect the signal characteristic of cyclo stationarity under the SαS impulse noise. The algorithm takes full advantage of the cyclic frequency information of the signal,and is capable of suppressing interference. The simulation results show that the algorithm proposed in this paper can work very well in the presence of
the impulse noise and interference,is superior to the algorithm based on the second order cycle fuzzy function,and is a robust joint estimation algorithm of time delay and Doppler frequency shift.The application of the algorithm will greatly improve the
reliability and stability of the communication between the buoys and underwater static and motive monitoring devices.
Key words:waterway dimensional monitoring;OFDM;SαS noise;ambiguity function; time delay;Doppler shift。

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