短波信号TDOA估计与目标定位算法研究

发布时间：2017-05-16 01:04

  本文关键词：短波信号TDOA估计与目标定位算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着第三代短波通信标准的建立以及现代通信技术和微电子技术的发展,短波通信逐渐成为无线电通信的重要技术手段。短波非法信号传播的监测与信源查找定位是无线电监测的重要内容,而传统的短波测向定位技术存在诸多问题和局限,发展新型的基于TDOA技术的短波定位方法具有重要意义。短波信号在电离层传播过程中引入的多普勒频移和多普勒扩展往往表现出对信号的某种调制作用,使传统时延估计算法在处理短波信号时性能严重下降。同时,在电离层以及大地坐标系下,短波TDOA定位方程为高度复杂的非线性方程,经典的TDOA定位算法不能很好的解决此类问题。本文针对以上两点问题进行了深入的研究,提出了多种适用于短波信号的时延估计算法以及基于粒子滤波技术的短波TDOA定位算法,具体内容介绍如下:体内容介绍如下(1)本文采用Watterson短波信道模型建立了短波信号时延估计模型,讨论了信道增益函数对基本相关时延估计算法的影响,提出了短波信号模值基本相关时延估计算法以及基于维纳加权的模值广义相关时延估计算法,两种算法都能解决短波信号时延估计问题且有较高的抗噪性能。(2)本文提出了基于短波信号自相关函数以及模值互相关函数的粒子滤波时延估计算法,丰富了短波信号时延估计技术,算法抗噪能力不佳但有较强的适用性,具有较大的推广价值。(3)本文在相关摘时延估计理论基础上,运用数学证明推出了佘弦核函数下广义相关熵时延估计算法(GCF)的完整理论以及最大相关熵准则与最小分散系数准则的等价性结论。提出了短波信号下模值GCF时延估计算法,算法在信道多普勒频移较大时性能略有下降,但对稳定分布噪声有较强的鲁棒性。(4)本文建立了短波信号传播模型并据此给出短波TDOA定位方程,提出了粒子滤波短波TDOA定位算法、基于Parzen窗概率密度估计的粒子滤波TDOA定位算法,算法可以较精确的估计出目标信源位置,真实短波数据测试证明了算法较高的定位精度和准确性。
【关键词】：Watterson信道模型 时延估计 短波定位 粒子滤波 相关熵
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN925;TN911.23
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 研究背景与意义9-12
• 1.1.1 短波通信9
• 1.1.2 远程短波信源定位研究现状与存在的问题9-11
• 1.1.3 短波TDOA定位技术11-12
• 1.2 短波信道模型与短波信号时延估计12-13
• 1.3 本文的主要工作13-14
• 2 Watterson信道模型与时延估计理论14-22
• 2.1 Watterson信道模型14-16
• 2.2 时延估计概述16-17
• 2.2.1 时间延迟估计的基本模型16-17
• 2.3 基本的时延估计算法17-19
• 2.3.1 相关类时延估计法17-19
• 2.3.2 相位谱时延估计法19
• 2.4 Alpha稳定分布下的时延估计19-21
• 2.4.1 α稳定分布概述19-20
• 2.4.2 基于共变的时间延迟估计20
• 2.4.3 基于分数低阶协方差的时间延迟估计20-21
• 2.4.4 最小P范数(LMP)自适应时间延迟估计21
• 2.5 本章小结21-22
• 3 短波信号的时延估计22-37
• 3.1 短波信号处理模型22-23
• 3.2 基于模值的短波基本相关时延估计算法23-26
• 3.2.1 基本相关时延估计算法的退化23-24
• 3.2.2 短波模值相关时延估计算法24-26
• 3.3 基于维纳加权的模值广义相关法26-28
• 3.4 基于粒子滤波的短波时延估计算法28-32
• 3.5 自适应短波时延估计算法32-35
• 3.6 同态滤波去除乘性噪声35-36
• 3.7 本章小结36-37
• 4 Alpha稳定分布下短波信号时延估计37-49
• 4.1 短波信号下的模值GCF算法37-44
• 4.1.1 广义相关熵(GCF)算法37-40
• 4.1.2 模值广义相关熵(GCF)算法40-44
• 4.2 C-MCC自适应时延估计算法44-48
• 4.2.1 余弦核函数下最大相关熵准则与最小分散系数准则的等价性44-46
• 4.2.2 C-MCC算法的计算机仿真46-48
• 4.3 本章小结48-49
• 5 基于TDOA技术的短波信号源定位方法49-59
• 5.1 短波信号传播模型及TDOA定位方程49-51
• 5.2 基于粒子滤波的短波TDOA定位算法51-53
• 5.3 计算机仿真53-57
• 5.4 真实短波数据测试57-58
• 5.5 本章小结58-59
• 结论59-61
• 参考文献61-64
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况64-65
• 致谢65-66

【参考文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 丁磊;短波宽带通信系统信道建模与仿真[D];西安电子科技大学;2010年

2 刘满超;无线电测向方法研究[D];兰州大学;2013年

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本文编号：369248