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基于二次相关的时延估计方法研究

弹箭与制导学报 2010年第6期30卷 221-223页

作者：杜娟程擂中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051

以空间任意多元传感器阵列为模型,以被动定位算法为基础,针对传统时延估计方法中的互相关算法存在着估计精度不高的问题,提出了一种基于二次相关的时延估计方法。该方法首先对信号作自相关提高信噪比,再将自相关函数和互相关函数作相关... 详细信息

以空间任意多元传感器阵列为模型,以被动定位算法为基础,针对传统时延估计方法中的互相关算法存在着估计精度不高的问题,提出了一种基于二次相关的时延估计方法。该方法首先对信号作自相关提高信噪比,再将自相关函数和互相关函数作相关处理得到时延值。理论和实验结果都表明:相对于传统的互相关时延估计方法,二次相关法可以明显的抑制噪声对信号时延估计的影响,提高时延估计的精度。

关键词：广义互相关二次相关时延估计

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相关峰插值的二次相关锐化时延估计方法

信号处理 2014年第10期30卷 1241-1244页

作者：韩洁吴长奇燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004

时延估计作为一种目标定位技术广泛应用于各种领域,而其估计精度却会受到各种因素的影响,使得定位的准确度受限。因此,本文主要针对采样率受限和噪声影响等问题,提出了一种高精度的时延估计方法。它以相关峰精确插值法为基础,利用二次... 详细信息

时延估计作为一种目标定位技术广泛应用于各种领域,而其估计精度却会受到各种因素的影响,使得定位的准确度受限。因此,本文主要针对采样率受限和噪声影响等问题,提出了一种高精度的时延估计方法。它以相关峰精确插值法为基础,利用二次相关和希尔伯特差值进行改进。仿真结果表明,该法不仅可以在已有采样率的基础上提高相关函数的分辨率,而且还具有较强的抗噪声性能和峰值检测能力。它在高信噪比环境下可以得到相当精确的时延值,在低信噪比环境下时延估计性能改善显著。因此,本文所提的算法是一种能精确进行时延估计的有效方法。

关键词：时延估计线性调频Z变换二次相关希尔伯特变换

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基于二次相关的时延估计方法

计算机工程 2007年第21期33卷 265-267页

作者：唐娟行鸿彦南京信息工程大学电子与信息系南京210044

在研究广义相关时延估计方法和二次相关时延估计方法的基础上,将自相关和互相关结合起来,分别对不同噪声背景下的平稳窄带信号进行了时延估计,从理论上指出了二次相关法的可行性及其适用条件。实验仿真的结果表明,与一次相关法相比较,... 详细信息

在研究广义相关时延估计方法和二次相关时延估计方法的基础上,将自相关和互相关结合起来,分别对不同噪声背景下的平稳窄带信号进行了时延估计,从理论上指出了二次相关法的可行性及其适用条件。实验仿真的结果表明,与一次相关法相比较,二次相关法可在更低信噪比的情况下,取得较高的时延估计精度。

关键词：时延估计广义相关二次相关

利用二次相关时延检测方法提升气枪信号时延估计精度的研究

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地震研究 2019年第1期42卷 72-79页

作者：向涯杨润海王彬周云耀中国地震局地震研究所中国地震局地震大地测量重点实验室湖北武汉430071 云南省地震局云南昆明650224

由于观测台站距离较远、观测环境不佳以及前处理过程的干扰等因素,气枪主动源部分台站的格林函数信噪比较低,波速变化检测结果误差较大。利用二次相关时延检测,先经模拟测试,再将其应用到宾川主动源气枪信号的时延检测中。通过模拟研究... 详细信息

由于观测台站距离较远、观测环境不佳以及前处理过程的干扰等因素,气枪主动源部分台站的格林函数信噪比较低,波速变化检测结果误差较大。利用二次相关时延检测,先经模拟测试,再将其应用到宾川主动源气枪信号的时延检测中。通过模拟研究和实际资料处理对比,结果表明:二次相关方法具有较好的抗干扰性,二次相关后的时延检测结果比直接时延检测结果更加稳定。

关键词：二次相关时延估计气枪信号宾川主动源

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基于经验模态分解重构的二次相关时延估计

电讯技术 2016年第5期56卷 562-567页

作者：周卓伟孙山林李云陈庞森申静文桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004 桂林航天工业学院电子与信息自动化学院广西桂林541004

针对低信噪比情况下的时延估计,将二次相关(SC)时延估计与经验模态分解(EMD)算法结合,提出了EMD重构二次相关时延估计方法。该方法针对EMD重构时本征模态函数的选择,将倒谱法和谱减法相结合,提出新的本征模态函数中有用信号主导分量和... 详细信息

针对低信噪比情况下的时延估计,将二次相关(SC)时延估计与经验模态分解(EMD)算法结合,提出了EMD重构二次相关时延估计方法。该方法针对EMD重构时本征模态函数的选择,将倒谱法和谱减法相结合,提出新的本征模态函数中有用信号主导分量和噪声主导分量的区分方案。研究结果表明:EMD重构二次相关法较传统二次相关法抗噪性能更优,更能锐化二次相关峰值;在非高斯有色噪声和高斯白噪声情况下,分别将准确估计时延的信噪比降低了4 d B和2 d B。

关键词：时延估计经验模态分解二次相关声音定位

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基于三星定位快速二次相关时差估计算法研究

计算机仿真 2013年第8期30卷 177-180页

作者：窦慧晶雷倩程军邢晴晴北京工业大学电子信息与控制工程学院北京100124

定位是通过对某一个或几个参数进行估计来实现的,参数估计方法是定位问题的关键。卫星干扰源三星定位算法需要测得一对TDOA的值。为解决计算的快速性问题,在研究二次相关法时差估计算法的基础上,提出了一种快速的卫星干扰源定位时差估... 详细信息

定位是通过对某一个或几个参数进行估计来实现的,参数估计方法是定位问题的关键。卫星干扰源三星定位算法需要测得一对TDOA的值。为解决计算的快速性问题,在研究二次相关法时差估计算法的基础上,提出了一种快速的卫星干扰源定位时差估计方法。利用相关函数和功率谱密度互为傅里叶变换对的特性,能够快速、准确估计信号的TDOA参数。仿真和实验结果表明,改进算法在相同信噪比条件下,能快速有效估计出时延,有效改善了卫星干扰源定位的实时性。

关键词：三星干扰源定位时差估计二次相关快速傅里叶变换

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基于二次相关水下声源定向(时延)研究

探测与控制学报 2005年第3期27卷 41-43页

作者：庞学亮张效民海军工程大学湖北武汉430033 西北工业大学陕西西安710072

以三基元线列阵为例,介绍了利用两个互相关函数的再作互相关的时延估计方法(二次相关),并给出了它的快速计算方法。通过计算仿真结果证明这种方法对低信噪比下窄带和单频信号具有较高时延估计精度。

关键词：二次相关时延估计互相关快速算法

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基于二次相关的无源时差定位研究

基于二次相关的无源时差定位研究

作者：徐锦涛兰州交通大学

学位级别：硕士

本文在详细学习、研究了大量有关无源时差定位算法文献的基础上,对时差定位中的核心问题时延估计的基础互相关算法及其改进算法二次相关算法的相关基础知识、算法原理和计算流程做了详细地介绍。并对已有的常见二次相关算法的改进算法... 详细信息

本文在详细学习、研究了大量有关无源时差定位算法文献的基础上,对时差定位中的核心问题时延估计的基础互相关算法及其改进算法二次相关算法的相关基础知识、算法原理和计算流程做了详细地介绍。并对已有的常见二次相关算法的改进算法进行了总结和阐述。在对二次相关算法的基础知识、性质以及算法本身做了深入的研究后,对于相关函数类时延估计算法计算时延时,需要信噪比较好的数据包,但缺乏相应地质量评价方法问题,提出了一种对照二次相关方法。该方法在二次相关算法的基础上,结合互相关函数的性质,设立了一组对照二次相关组,简称对照组;对原二次相关算法,简称原始组。由于原始组需要两个信号并对其中一个信号做自相关,在对照组中,取在原始组中未做自相关的信号,并对该信号做自相关。在其余时延估计过程中,通过利用互相关函数的性质,对后续过程做出相应的调整,使得在理想无噪声影响时,对照组可以和原始组获得相同的时延值。随后对该对照二次相关方法的基础上做了进一步的改进,改进后减少了一次互相关运算。在实际含有噪声的情况下,如果不同监测设备之间的距离较远,不同监测设备之间的噪声相对独立,所以可以认为不同监测设备接收到的信号所携带的噪声是独立的。当信噪比较低时,原始组和对照组计算结果会有差异,通过这种差异可以对数据包的质量好坏进行评价。本文首先通过仿真,对对照二次相关方法的判断阈值做了初步的选择,并给出了该判断阈值。随后通过实测数据对本文提出的对照二次相关方法及判断阈值的检测能力进行了验证。验证结果表明本文提出的对照二次相关方法及判断阈值可以满足实际应用的要求。对于通过对照二次相关方法筛选出的较好的数据包,在利用二次相关对实际数据包进行时延估计时可能存在的多个最大峰值点问题和利用快速傅立叶变换进行计算存在的栅栏效应问题。本文结合多项式拟合对二次相关计算结果的峰值点进行拟合,将计算结果的精度推进到亚采样点级别,以便求解出更加精确的峰值位置,从而获得更高的时延估计精度。在对利用多项式拟合对二次相关算法计算结果峰值点拟合时,由于峰值过大造成拟合困难的问题,提出了通过对待拟合点进行线性归一化后再进行多项式拟合的解决方法。最后通过实测数据验证了基于多项式拟合的二次相关算法的有效性及优越性。该算法可以较好地解决多个最大峰值点问题和栅栏效应问题,并且在数据包质量较好的条件下,与二次相关算法相比可以获得更加精准的时延值。

关键词：时差定位二次相关对照二次相关多项式拟合线性归一化

极低信噪比帧同步中极大二次相关检测方案及实现

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极低信噪比帧同步中极大二次相关检测方案及实现

作者：杨卓凯电子科技大学

学位级别：硕士

在深空通信、扩频通信等极弱信号或强干扰场景下,通信系统的信噪比会非常低(-10d B以下)。本文研究该极低信噪比条件下的帧同步问题,设计新的帧标识码以及帧同步检测算法,并完成帧同步方案的物理实现。通过分析常用帧同步方法可看出,帧... 详细信息

在深空通信、扩频通信等极弱信号或强干扰场景下,通信系统的信噪比会非常低(-10d B以下)。本文研究该极低信噪比条件下的帧同步问题,设计新的帧标识码以及帧同步检测算法,并完成帧同步方案的物理实现。通过分析常用帧同步方法可看出,帧标识码很大程度上决定了基于相关检测的帧同步性能。针对帧标识码的优化,本文分析了常用的巴克码序列和优选同步序列,设计帧标识码为13比特巴克码序列和48比特优选同步序列的复合序列,并对这一复合序列的自相关特性做了简要分析。在已有帧标识码的基础上,设计“极大二次相关检测”算法,使用极大值检测替代传统的最大相关值检测,提出“相关阵列”的概念,设计“二次相关检测”法,解决了工程上超长相关复杂度高和门限选择难度大等问题,优化了帧同步性能。建立基于样值点的帧同步检测数学模型,分析了帧同步检测算法的性能。根据接收数据与本地标识码的偏移量的不同,得到相关计算结果的概率分布函数,极大值判决的概率分布函数和二次相关检测的概率分布函数,最后得到传统相关法和“极大二次相关检测法”的正确检测概率公式。在高斯白噪声信道下,仿真分析了传统相关法和“极大二次相关检测法”的帧同步性能,结果表明当门限值固定时,假同步概率随着信噪比的增加而降低;在相同信噪比条件下,假同步概率随门限的增加而降低。对于“极大二次相关检测”法,当门限值为600,信噪比为-21d B时,假同步概率为10%;当信噪比为-15d B时,假同步概率为0.2%;相比于传统帧同步算法,该算法性能提高至少10d B的信噪比增益,同时其帧同步性能随门限变化的灵敏度低,降低门限选择难度。为兼顾漏同步和假同步性能,本文提出两种基于多状态机制的帧同步检测模式:方案1-“连续检测N帧同步”和方案2-“固定N帧累加同步”。在方案1中,N帧中至少有K帧同步检测成功系统进入同步态,针对N?K?3的案例,相比于帧同步首次捕获,在假同步概率为310?时获得5d B的信噪比增益;但当信噪比小于-20d B时,系统漏同步概率大于4.2%。设计N?7,K?4的案例,有效的改善了漏同步问题。随着N的增加,两种方案的假同步性能都不断提升,并趋于饱和。相比于方案1,方案2在假同步概率为410?时获得1d B信噪比增益,也实现对同步态的保护。采用“射频FMC卡(FMC30RF)+基带FPGA卡(ML605)+PC”架构方式的硬件验证平台,发送端随机产生16帧数据周期循环发送,接收端获得8倍带宽A/D样值数据流,完成帧同步算法的物理实现,验证了其可实现性。

关键词：帧同步极低信噪比极大值检测二次相关非周期相关