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认知无线电网络中基于噪声功率估计的能量检测性能

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电子与信息学报 2011年第6期33卷 1487-1491页

作者：刘义贤季飞余华华南理工大学电子与信息学院广州510640

该文分析了利用噪声功率估计值进行能量检测时判决门限的计算问题,推导出检测性能的Q函数表达式。为达到期望的检测性能,判决门限不能直接由噪声功率估计值替换已知的噪声功率得到,必须进行修正。文中给出了修正判决门限的闭合表达式,... 详细信息

该文分析了利用噪声功率估计值进行能量检测时判决门限的计算问题,推导出检测性能的Q函数表达式。为达到期望的检测性能,判决门限不能直接由噪声功率估计值替换已知的噪声功率得到,必须进行修正。文中给出了修正判决门限的闭合表达式,极大地简化了检测性能分析和判决门限计算。仿真结果表明,在估计样点数为20时,对比原判决门限,基于修正判决门限的误警概率减少了15%,有效地提高了认知无线电网络的吞吐量。

关键词：认知无线电频谱感知能量检测噪声功率估计

一种适用于COFDM系统的低复杂度噪声功率估计算法

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电信科学 2010年第8期26卷 114-118页

作者：袁伟马卓何勃赵彦新邮通信设备有限公司西安710075 西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室西安710071

本文分析了噪声功率对Turbo码COFDM系统(TCOFDM)和LDPC码COFDM系统(LCOFDM)性能的影响,基于判决反馈的原理,提出了一种适用于COFDM系统的噪声功率估计算法,它能够对噪声功率平稳变化的信道做出准确的噪声功率估计。仿真结果表明,该算法... 详细信息

本文分析了噪声功率对Turbo码COFDM系统(TCOFDM)和LDPC码COFDM系统(LCOFDM)性能的影响,基于判决反馈的原理,提出了一种适用于COFDM系统的噪声功率估计算法,它能够对噪声功率平稳变化的信道做出准确的噪声功率估计。仿真结果表明,该算法性能可逼近已知真实噪声功率理想系统性能,且复杂度较低,尤其是针对LCOFDM系统,利用LDPC码的自校验性可进一步降低算法复杂度。

关键词： COFDM系统 LTE系统 Turbo码 LDPC码噪声功率估计

基于噪声功率估计的非恒包络通信信号个体识别方法

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空军预警学院学报 2015年第4期29卷 266-270页

作者：张泽君程伟杨瑞娟空军预警学院武汉430019

针对现有无数据辅助噪声功率估计算法存在估计信号范围窄、计算量大的问题,对基于二阶和四阶矩(M2M4)的非恒包络信号信噪比估计方法进行了理论分析,提出了一种基于噪声功率估计的非恒包络通信信号个体识别方法.该方法通过估计M2M4方法... 详细信息

针对现有无数据辅助噪声功率估计算法存在估计信号范围窄、计算量大的问题,对基于二阶和四阶矩(M2M4)的非恒包络信号信噪比估计方法进行了理论分析,提出了一种基于噪声功率估计的非恒包络通信信号个体识别方法.该方法通过估计M2M4方法与信号二阶和四阶矩有关的参数,完成对非恒包络信号下的信噪比估计,从而实现基于获取的噪声功率对通信电台个体的识别,拓展了M2M4方法应用范围.仿真结果验证了该方法的有效性.

关键词：非恒包络通信噪声功率估计电台个体识别二阶和四阶矩

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基于活动性检测动态估计噪声的心音降噪算法

计算机工程与设计 2024年第1期45卷 236-243页

作者：许春冬辛鹏丽闵源应冬文周静李海兵江西理工大学信息工程学院江西赣州341000 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049

针对基于小波分解和最优改进对数幅度谱估计的心音降噪算法存在噪声残留和心音失真的问题,提出一种基于心音活动性检测(HSAD)动态估计噪声的心音降噪算法。通过设计的HSAD判断当前心音帧是否为基础心音帧(FHS),根据判断结果分别采用改... 详细信息

针对基于小波分解和最优改进对数幅度谱估计的心音降噪算法存在噪声残留和心音失真的问题,提出一种基于心音活动性检测(HSAD)动态估计噪声的心音降噪算法。通过设计的HSAD判断当前心音帧是否为基础心音帧(FHS),根据判断结果分别采用改进最小值控制递归平均(IMCRA)算法和递归平滑算法对噪声功率进行动态估计与更新,采用非因果先验信噪比,实现心音信号的降噪。实验结果表明,提出算法能更好在提升降噪性能的同时,降低FHS的失真。

关键词：心音降噪小波分解心音活动性检测改进的最小值控制递归平均递归平滑噪声功率估计非因果先验信噪比

CRN中基于自适应阈值和OR-决策规则的频谱感知策略

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计算机应用研究 2018年第9期35卷 2716-2719页

作者：李明君田华张凯兵烟台南山学院计算机实训中心山东烟台265700 西安工程大学电信学院西安710048

针对传统认知无线电网络(CRN)的频谱感知策略没有考虑噪声不确定性问题,提出一种基于噪声功率估计自适应阈值和OR-决策规则的频谱感知策略。将各接收器数据构建成一个数据矩阵,并计算矩阵的协方差矩阵;计算协方差矩阵的特征值,并根据特... 详细信息

针对传统认知无线电网络(CRN)的频谱感知策略没有考虑噪声不确定性问题,提出一种基于噪声功率估计自适应阈值和OR-决策规则的频谱感知策略。将各接收器数据构建成一个数据矩阵,并计算矩阵的协方差矩阵;计算协方差矩阵的特征值,并根据特征值的均值来获得噪声的最大似然估计;根据估计的噪声和能量信号的检验统计量来确定决策阈值;各节点根据决策阈值作出局部决策并上传到融合中心(FC),FC利用OR-决策规则作出最终决策。实验结果表明,该方案的决策阈值能够随噪声自适应调整,有效提高了检测率,对噪声不确定性具有很好的鲁棒性。

关键词：认知无线电网络频谱感知噪声功率估计决策阈值 OR-决策规则

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数字电视信道状态信息估计的研究与设计

数字电视信道状态信息估计的研究与设计

作者：周其永电子科技大学

学位级别：硕士

数字电视地面广播系统是近年来高校和企业研究的热点之一。数字电视地面广播所面临的困难主要是在无线广播信道中强烈的多径扩散会引起严重的信号衰落,使得有用电视信号的恢复更加困难。与此同时,数字电视的地面广播基本代表了宽带数字... 详细信息

数字电视地面广播系统是近年来高校和企业研究的热点之一。数字电视地面广播所面临的困难主要是在无线广播信道中强烈的多径扩散会引起严重的信号衰落,使得有用电视信号的恢复更加困难。与此同时,数字电视的地面广播基本代表了宽带数字通信的发展前沿,其特有的产值潜力引起了业界最大程度的关注。如今,中国数字电视地面广播传输标准已正式公布,因此研究符合我国数字电视地面广播传输标准的传输接收技术有着深远的意义,而在这些技术当中,反映无线通信传输信道特性的信道状态信息估计扮演着重要的角色。本论文在详细分析无线通信系统信道特性的基础上,结合我国数字电视地面广播传输标准系统自身特点,把数字电视信道状态信息估计由传统的信噪比估计化分为信道平均噪声功率估计和系统信道传输系数估计(即信道估计)两大部分,并提出了基于这两大部分参数估计的设计改进方法;在论文的最后部分,还详细给出了数字电视信道状态信息估计中的关键模块3780点FFT的硬件设计实现方法。以下就是本文的主要工作内容:(1)通过推导,给出数字电视地面广播系统(本文中如没特别说明指我国的数字电视地面广播系统)信道状态信息估计的模型,把信道状态信息估计分解成两大部分内容:信道噪声功率估计和信道传输系数估计。在通过对信道噪声功率估计问题进行研究,分析已有经典信噪比估计算法和Boumard噪声功率估计算法的优缺点和适用环境的基础上,根据数字电视地面广播系统帧结构中帧体TPS系统信息数据的特性,并利用无线通信信道的频域相关特性,给出了一种噪声功率估计的改进方法。(2)在对LS及其改进算法和PN循环相关信道估计算法等已有信道估计算法的分析对比基础上,本文通过推导多径接收信号中帧体数据和帧头数据相互干扰的具体数学表达式,给出了一种基于数据干扰消除的信道估计改进方法。(3)分析了数字电视系统3780点FFT内插成4096点FFT算法的可行性和误差原因;在介绍库利-图基非基2算法、质因子算法、Winograd小N点DFT算法等三种非基2 FFT算法原理及其各自特点基础上,讨论了数字电视系统3780点FFT算法的分层特点及算法选取原因,并详细给出了基于本文所选算法的一种3780点FFT的地址映射和设计实现方法,在最后还给出了FPGA硬件实现结果和性能仿真对比。(4)编写相关Matlab程序,搭建系统测试平台,用于仿真验证本文在第三、第四章所给出算法的有效性;同时还为第五章的3780点FFT变换模块产生测试数据,验证硬件设计实现的正确性等。(5)编写Verilog代码,验证和仿真第五章的3780点FFT变换模块。

关键词：数字电视噪声功率估计信道状态信息估计 FFT

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LTE-A上行MIMO检测算法研究

LTE-A上行MIMO检测算法研究

作者：孙亚雄武汉邮电科学研究院

学位级别：硕士

本文先介绍了移动通信的发展过程,LTE/LTE-A项目从R8到R12的重大改进。分析了无线信道的特点,并给出了仿真中常用的信道模型。同时详细介绍了LTE/LTE-A系统物理层知识,包括帧结构、物理信道和信号以及OFDM和MIMO等关键技术。本文关键点... 详细信息

本文先介绍了移动通信的发展过程,LTE/LTE-A项目从R8到R12的重大改进。分析了无线信道的特点,并给出了仿真中常用的信道模型。同时详细介绍了LTE/LTE-A系统物理层知识,包括帧结构、物理信道和信号以及OFDM和MIMO等关键技术。本文关键点在于对上行MIMO接收机噪声功率估计算法和均衡检测算法的分析与改进。噪声功率是计算信噪比的重要参数,其在均衡检测、链路自适应、Turbo译码算法中都是很重要的组成部分。传统噪声功率估计算法中存在信号能量泄露的缺陷而导致噪声功率估计值偏大的问题,本文针对该问题提出了一种新的基于二阶差分的噪声功率估计算法,成功的抑制了信号能量泄露对噪声功率估计精度的影响。对于均衡检测算法,分析了各种已经存在的经典算法原理以及其对于LTE-A系统上行链路的适用性。针对串行干扰消除算法的存在的误差传播的问题,本文利用译码反馈信息代替硬判决反馈信息,可以在一定程度上抑制误差的传播,使接收机检测性能更好。最后,通过Matlab仿真软件搭建完整的上行链路仿真平台。并在多种条件下分别对噪声功率估计算法和均衡检测算法进行仿真,仿真结果表明,新的噪声功率估计算法相对于传统算法来说,均方误差更小,更接近理想值。而改进的串行干扰消除算法也在原算法的基础上性能有所提升。

关键词： LTE-A 上行MIMO 噪声功率估计检测算法

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X波段天气雷达地杂波滤波技术

X波段天气雷达地杂波滤波技术

作者：李腾伟国防科学技术大学

学位级别：硕士

天气是人类生活、生产和军事行动的重要影响因素。天气的实时雷达探测是天气预报、灾害预警、装备实验、战场行动的基础。典型的降水雷达通常工作在S波段和C波段,具有覆盖范围大、测量精度高等特点。其中S波段雷达通常用于气象系统的骨... 详细信息

天气是人类生活、生产和军事行动的重要影响因素。天气的实时雷达探测是天气预报、灾害预警、装备实验、战场行动的基础。典型的降水雷达通常工作在S波段和C波段,具有覆盖范围大、测量精度高等特点。其中S波段雷达通常用于气象系统的骨干雷达探测网中,C波段雷达通常用于机场终端区的天气探测和强降雨相对较少、天气衰减不太剧烈的地区。与S、C波段天气雷达相比,X波段天气雷达的大气衰减比较大,不是特别适用于远距离探测。但是,X波段雷达具有较小的尺寸、较低的基础设施需求、较好的机动性/可移动性,常用在人工影响气象、重大实验/重大活动的天气保障、天气灾害高发地区的临近预报系统中。与S和C波段天气雷达相比,X波段天气雷达面临着更加严重的速度/距离测量矛盾和地杂波抑制问题。本课题面向X波段天气雷达应用需求,重点研究天气雷达探测中涉及的噪声估计、地杂波判决和地杂波抑制等关键问题,以提升X波段天气雷达的数据质量。论文的主要工作包括:一、地杂波滤波技术。过去的时域滤波器在滤除杂波的同时会对天气信号造成损失。自适应频域滤波器通过分析谱的形状,自适应地决定该在何处进行滤波,并通过高斯拟合来恢复被滤除的天气信号。本文针对低仰角观测时的强地杂波问题,分析了高斯模型自适应滤波技术(GMAP)和谱域回波滤波技术(SSEF)的滤波性能,并利用佛山气象局的X波段实测IQ数据进行了验证。二、地杂波识别技术。对于给定的雷达来说,地杂波会随着季节、天气发生改变。雷达信号的反常传播也会带来日内杂波的显著差异。因此,杂波图的构建是雷达技术中的关键问题。地杂波具有接近于零的平均速度和较窄的谱宽,各种杂波抑制技术正是利用杂波的这一特性来实现地杂波的消减。但是在小雨、毛毛雨情况下或者在较强降雨的零多普勒线上,天气回波与杂波具有相似的速度特征,因此各种杂波滤波技术一定程度上存在着滤除天气信号的问题。使得最终得到的散射率、速度、谱宽等雷达产品产生偏差。针对这一问题,论文将近年来应用于S波段中的杂波消减判决算法(CMD)应用于X波段雷达中,并利用X波段天气雷达的IQ数据对算法进行了测试,结果显示CMD算法可以较好地识别出地物杂波。本文将自适应滤波器和CMD算法结合起来进行地杂波滤波,提升了X波段天气雷达的数据质量。三、噪声估计技术。噪声估计是雷达散射率、差分散射率等天气雷达矩数据精确测量的基础。当存在强杂波和/或距离折叠时,噪声是影响天气雷达矩估计性能的重要因素。针对不同的工作模式,分析了杂波背景下GMAP噪声估计算法和基于径向的噪声功率估计算法(RBNE),并利用仿真方法和C波段雷达实测数据进行了分析。论文在X波段天气雷达杂波滤波上的工作对X波段雷达波形设计和信号处理具有一定的指导意义,在杂波识别和噪声估计上的工作可以应用于天气雷达和其他地基雷达中。论文将自适应滤波算法、杂波识别算法和径向噪声功率估计算法结合,为X波段天气雷达的设计提供了一条解决思路。

关键词：天气雷达地杂波滤波地杂波识别噪声功率估计

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天气雷达径向噪声估算及性能测试

气象科技 2018年第6期46卷 1073-1080页

作者：李腾伟胡广洋王涛陈向阳酒泉卫星发射中心酒泉732750 国防科技大学电子科学学院长沙410073

雷达天线从外部各种资源中截获热辐射,噪声会随着时间以及天线的不同仰角和方位角位置而变化。传统的天气雷达噪声功率估计方法不能解释噪声在方位上的变化。本文介绍了天气雷达噪声功率估计的研究现状及基于径向的噪声功率估计算法(Rad... 详细信息

雷达天线从外部各种资源中截获热辐射,噪声会随着时间以及天线的不同仰角和方位角位置而变化。传统的天气雷达噪声功率估计方法不能解释噪声在方位上的变化。本文介绍了天气雷达噪声功率估计的研究现状及基于径向的噪声功率估计算法(Radial-Based Noise power Estimation,RBNE),通过仿真实验详细描述了RBNE算法的基本步骤,并利用S波段天气雷达的实测数据对RBNE算法的性能进行了测试。结果表明RBNE算法可以实时地在每个天线位置相对较为准确地估计噪声功率,有利于消除某些类型的径向干扰,有助于提高天气雷达的数据质量。

关键词：天气雷达噪声功率估计 RBNE 径向干扰