无线定位中波达方向与多普勒频移估计研究

发布时间：2018-12-26 10:42

【摘要】：测向定位是无线被动定位中应用最为广泛的定位技术,其基本任务是实现目标波达方向(DOA)的估计。现有研究多基于高斯噪声和远场源的假设,而在实际应用中,脉冲噪声和阵列的近场效应是普遍存在的。另一方面,基于飞机散射信号的地面干扰源定位新技术很大程度上克服了现有干扰源监测技术的不足。但现有研究多集中在定位算法上,对飞机散射信号的多普勒频移估计研究较少,而多普勒频移的高精度估计是实现地面干扰源定位的前提。因此本文重点针对脉冲噪声下远场源DOA估计、近场源多参数联合估计以及飞机散射信号的多普勒频移估计进行了系统且深入的研究。本文对无线定位中波达方向与多普勒频移估计问题进行了研究,主要贡献如下：(1)针对脉冲噪声下由相关熵矩阵无法得到正交信号子空间和噪声子空间的问题,本文构造了一种基于相关熵的代价函数,利用最大相关熵准则进行约束,设计了一种迭代算法求解优化问题并实现了信号子空间的估计。进一步地,为降低计算复杂度,本文提出了一种新的广义相关熵,证明了对称Alpha稳定分布随机变量广义相关熵的有界性,提出了一种基于最小广义相关熵准则的DOA估计算法。最后,针对短快拍与相干源的DOA估计问题,本文提出了一种最大相关熵准则下基于稀疏表示的DOA估计新算法。仿真结果表明,与现有算法相比,本文所提上述算法在脉冲噪声尤其是高脉冲性噪声下具有非常明显的优势。(2)针对现有基于四阶累积量的近场信源多参数联合估计算法存在计算量大和阵列孔径损失的问题,本文通过构造新的四阶累积量矩阵提出了一种近场源多参数联合估计新算法,避免了阵列孔径损失、降低了计算复杂度并提高了参数估计精度。进一步地,为抑制脉冲噪声,本文提出了一种基于相位分数低阶矩(PFLOM)的近场源多参数联合估计算法,避免了阵列孔径损失、谱峰搜索以及参数配对。为实现参数估计性能的评价,本文首次从理论上分析了柯西噪声下的近场源参数估计的克拉美-罗界。(3)针对非合作双基地雷达系统中时延与多普勒频移联合估计问题,本文在分析线性调频信号(LFM)短时分数阶傅里叶变换(STFRFT)时频特征基础上提出了一种基于STFRFT的联合估计算法,提高了算法的抗噪性。针对飞机散射信号多普勒频移估计问题,本文在分析散射信号多普勒频移特征基础上提出利用LFM信号对短时间内的多普勒频移进行近似,将其转化为LFM信号的参数估计问题。针对低占空比问题,本文提出了高斯加权分数阶傅里叶变换(GFRFT)的概念,对GFRFT的分数阶Fourier域输出信噪比进行了分析,并提出了一种基于GFRFT的多普勒频移估计方法。进一步地,本文分析了对称Alpha稳定分布噪声的分数阶Fourier域特征,提出了PFLOM-FRFT的概念,实现了脉冲噪声下的多普勒频移估计。仿真与实际地面实验结果表明,两种算法均能实现飞机散射信号多普勒频移的高精度估计。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN911.7

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 张威;张更新;尹冉冉;胡婧;王泷;;基于卫星星历的多普勒频移研究[J];军事通信技术;2011年03期

2 郁涛;;机载多普勒频移的递推及相移检测[J];雷达科学与技术;2013年03期

3 华惊宇,马章勇,王东明,尤肖虎;移动通信中一种精确的多普勒频移估计方法[J];电子与信息学报;2005年01期

4 邵震洪;杨琼;吴怡;Mohamed Mohsen;沈连丰;;一种基于协作和多普勒频移的车辆定位算法[J];东南大学学报(自然科学版);2013年06期

5 吴利平;李赞;李建东;陈晨;;复杂环境下基于噪声匹配的最大多普勒频移估计[J];电子学报;2011年04期

6 贾平生;可校正多普勒频移的多相差分调制解调器[J];电讯技术;2003年05期

7 刘丽哲;冯东升;;多普勒频移测量方法研究[J];无线电工程;2009年05期

8 阎啸天;武穆清;;辅助定位卫星多普勒频移特性[J];北京邮电大学学报;2009年02期

9 郁涛;;多普勒频移的一个递推公式[J];东华大学学报(自然科学版);2010年04期

10 秦勇;张会生;;关于克服多普勒频移的地址码捕获算法研究[J];信息安全与通信保密;2006年07期

相关会议论文 前4条

1 吴限;张军;柳重堪;;航空移动宽带通信中辅助信息法消除多普勒频移干扰的研究[A];2008通信理论与技术新发展——第十三届全国青年通信学术会议论文集（下）[C];2008年

2 马黎黎;王仁乾;项海格;;水声通信中高多普勒频移的影响与估计[A];中国声学学会水声学分会2013年全国水声学学术会议论文集[C];2013年

3 朱勇;武欣嵘;李玉权;;星间激光链路的多普勒频移研究[A];全国第十二次光纤通信暨第十三届集成光学学术会议论文集[C];2005年

4 李黎;朱光喜;蔡玮;;自适应OFDM系统的变换域最大多普勒频移估计[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年

相关重要报纸文章 前1条

1 ;根据我国高速铁路需求设计GSM—R系统[N];中国电子报;2009年

相关博士学位论文 前2条

1 王鹏;无线定位中波达方向与多普勒频移估计研究[D];大连理工大学;2016年

2 黄鹏达;强衰落GPS信号模型分析及捕获技术研究[D];电子科技大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 吴丽菲;基于水声LFM信号的多普勒频移估计方法研究[D];华南理工大学;2015年

2 李琳;普氏蹄蝠下丘神经元处理多普勒频移补偿信号的分工[D];华中师范大学;2015年

3 杨昂;高动态环境下多普勒频移估计技术研究[D];西安电子科技大学;2011年

4 张小恒;具有多普勒频移的载波捕获研究[D];重庆大学;2007年

5 韩哲;突发通信中多普勒频移估计与补偿技术研究[D];西安电子科技大学;2010年

6 包超峰;高速铁路无线通信系统多普勒频移估计算法的研究[D];兰州交通大学;2014年

7 王学娟;传感网电子对抗中多普勒频移干扰研究[D];江南大学;2011年

8 刘兆辉;TDRSS中多普勒频移估计和补偿方法的研究[D];合肥工业大学;2006年

9 孙若瑜;GPRS在高速环境下的适应性分析[D];北京交通大学;2007年

10 胡骏亚;基于TD-LTE标准的高速移动通信系统中的多普勒频移估计[D];北京交通大学;2014年

，

本文编号：2391978