基于联合角度—时延估计的多径信号抑制方法
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无线信道多径时延估计及信道建模无线通信中,信号在传输过程中会受到多种影响,其中最主要的是多径效应。
多径效应是指信号在传输过程中经过多条路径到达接收端,这些路径长度不同,导致信号在接收端产生时延和干扰。
因此,对于无线通信系统的设计和优化,需要对无线信道的多径时延进行估计和建模。
一、无线信道多径时延估计无线信道多径时延估计是指通过对接收信号进行处理,估计信号在传输过程中经过的多条路径的时延。
常用的方法有两种:一种是基于时域的方法,另一种是基于频域的方法。
1. 基于时域的方法基于时域的方法主要是通过对接收信号进行时域分析,估计信号在传输过程中经过的多条路径的时延。
常用的方法有两种:一种是匹配滤波器法,另一种是相关法。
匹配滤波器法是指将接收信号与已知的信号进行匹配,通过比较它们之间的相似度来估计信号在传输过程中经过的多条路径的时延。
这种方法需要事先知道已知信号的特征,因此适用于已知信号的情况。
相关法是指将接收信号与自身进行相关,通过寻找相关函数的峰值来估计信号在传输过程中经过的多条路径的时延。
这种方法适用于未知信号的情况。
2. 基于频域的方法基于频域的方法主要是通过对接收信号进行频域分析,估计信号在传输过程中经过的多条路径的时延。
常用的方法有两种:一种是多普勒频移法,另一种是最小二乘法。
多普勒频移法是指通过对接收信号进行频谱分析,寻找频谱中的多普勒频移来估计信号在传输过程中经过的多条路径的时延。
这种方法适用于高速移动的情况。
最小二乘法是指通过对接收信号进行频域分析,将信号分解成多个频率分量,通过最小化残差平方和来估计信号在传输过程中经过的多条路径的时延。
这种方法适用于低速移动的情况。
二、无线信道建模无线信道建模是指将无线信道的多径时延、衰落和干扰等特性进行建模,以便于对无线通信系统进行设计和优化。
常用的无线信道模型有两种:一种是统计模型,另一种是几何模型。
1. 统计模型统计模型是指通过对实际测量数据进行统计分析,建立无线信道的统计模型。
南京理工大学硕士学位论文多径时延估计的算法研究姓名:王玫申请学位级别:硕士专业:通信与信息系统指导教师:是湘全;刘中2001.3.1南京理工夫学硕士学位论文y398O2五中文摘要摘要,时延估计广泛地应用于雷达、声纳和通信等领域,是数字信号处理领域中一个十分活跃的研究课题。
一般地说,时延估计可分为单径时延估计和多径时延估计:而多径时延估计是时延估计问题中极其困难和具有实际应用背景的研究内容。
本文将多径时延估计作为研究内容做了一些工作。
/…该欠回顾了时延估计的应用及时延估计方法发展,阐明了几种基本时延估计方法的基本原理,主要包括广义相关时延估计方法和广义相位谱时延估计方法。
在多径时延估计研究方面,提高多径的分辨率是一个重要问题。
本文讨论了两种具有高分辨率的多径时延估计方法:EM方法和WRELAX方法。
阐明了它们的基本原理,并对两种方法性能进行了计算机仿真,分析了它们在高斯噪声和周期干扰下各自性能的优劣。
由于EM和wRELAx两种多径时延估计方法抗周期干扰的性能较差,本文将信号的循环平稳性应用于多径时延估计,提出了循环EM方法。
理论分析和模拟结果表明循环EM方法抗周期干扰的性能优于EM方法和WRELAX方法。
(具有循环平稳性的信号普遍存在于实际环境中,所以循环EM方法具有一定的实用价值。
尸7关键词:时延估计多径效应循环平稳信号广义相关处理南京理工大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTTime—delayestimation(TDE)haswideapplicationsinradar,sonaLcommunicationandmanyotherfields.Itisanactiveresearchareaindigitalsignalprocessing.Generally,TDEproblemscanbedividedintoTDEsofsinglepathenvironmentandmultipathenvironment,whilethelaterhaspracticalapplicationbackgroundandisadifficultoneinTDEproblems.ThisthesisfocusesontheTDEinmultipathenvironment.Firstly,webrieflyreviewthedevelopmentandapplicationsofTDEmethodsandintroduceseveraltypicalTDEmethods.ThenwediscusstwoTDEmethodsinmultipathenvironment(EMmethodandWRELAXmethod),whichhavehighmultipathresolution.WesimulatetheirperformanceinGaussiannoiseandperiodicalinterferencebackgrounds.Theresultsshowthatthetwomethodsaresubjecttoperiodicalinterference.Finally,toresistperiodicalinterferences,weproposeacyclostationarity-basedEMmethod(Cyc—EMmethom.Theoreticalandsimulationresultsshowthattheproposedmethodhasstrongresistancetoperiodicalinterfefence.ItsperformanceiSsuperiortothatofEMandWRELAXmethodsinGaussiannoiseandperiodicalinterferencebackground.Inpractice,therearemanyman—madesignalswhichhavecyclostationarycharacteristicsandthereforetheCyc—EMmethodhasgreatapplicationpotential.一,KeyWords:TimedelayestimationGeneralizedcorrelationprocessingCyclostationarysignalsMultipatheffectII堕室里三查兰堡主堂望丝塞一一一—————————上j墅生一1.绪论1.1何谓时延估计所谓时间延迟,是指信号由发射到接收的时间差或指目标信号传播到接收阵列中各个不同传感器的时间差。
ofdm信道估计算法OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是目前广泛应用于无线通信系统中的一种调制技术。
在OFDM系统中,信道估计是一个非常重要的环节,它对于系统性能的影响非常大。
本文将介绍OFDM信道估计算法的原理和应用。
我们来了解一下OFDM技术。
OFDM技术将整个带宽划分成多个子载波,每个子载波之间是正交的,因此可以同时传输多个子载波上的数据。
这样可以提高频谱利用率和抗多径衰落能力,是一种非常适合无线通信的调制技术。
在OFDM系统中,信号经过多径传播后会受到时延和幅度失真等影响,因此需要进行信道估计来对信号进行校正。
信道估计的目标是估计出信道的频率响应,即每个子载波上的信道增益和相位。
OFDM信道估计算法主要分为基于导频的方法和基于非导频的方法。
基于导频的方法是在发送端插入已知的导频信号,接收端通过接收到的导频信号来估计信道。
这种方法的优点是估计精度较高,但需要占用一部分带宽来发送导频信号,降低了系统的数据传输速率。
常用的导频插入方法有均匀插入导频和不均匀插入导频两种。
基于非导频的方法是通过接收到的数据信号来估计信道。
这种方法不需要占用额外的带宽,提高了系统的数据传输速率。
常用的非导频方法有最小二乘法(LS)、最小均方误差法(MMSE)和最大似然法(ML)等。
最小二乘法是一种常用的OFDM信道估计算法,它通过最小化接收信号和估计信号之间的均方误差来估计信道。
最小二乘法估计的信道响应是线性的,适用于多径传播环境。
但是最小二乘法对于噪声的鲁棒性较差,当信噪比较低时容易出现误差。
最小均方误差法是在最小二乘法的基础上引入了噪声的统计特性,通过最小化接收信号和估计信号之间的均方误差来估计信道。
最小均方误差法的估计精度较高,但计算复杂度较大。
最大似然法是基于统计学原理的一种OFDM信道估计算法。
它通过最大化接收信号的似然函数来估计信道。
最大似然法的优点是可以利用接收信号的统计特性来提高估计精度,但计算复杂度较高。
OFDM系统的信道估计技术讨论OFDM系统(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一种现代通信系统中常用的数字调制技术,具有抗多径衰落、高频谱利用效率和抗多径干扰等优点。
在OFDM系统中,信道估计是一项重要的技术,用于估计信道的特性和衰落情况,从而实现有效的信号接收和解调。
本文将讨论OFDM系统的信道估计技术,包括基于导频的估计方法、基于Pilot符号的估计方法等内容。
一、基于导频的信道估计方法在OFDM系统中,导频(Pilot)是已知的信号,用于估计信道的特性。
基于导频的信道估计方法是一种简单有效的估计技术。
在这种方法中,发送端定期插入导频信号,在接收端利用导频信号来估计信道的衰落情况。
具体来说,接收端利用已知的导频信号和接收到的信号进行相关运算,从而得到信道的估计值。
在信道估计过程中,可以采用最小均方误差估计(MMSE)等方法来提高估计的准确性。
基于导频的信道估计方法的优点是简单易实现,计算量较小。
这种方法需要占用部分信道资源来插入导频信号,有一定的信道开销。
由于导频信号是已知的信号,所以容易受到干扰和噪声的影响,导致信道估计的准确性受到一定的限制。
除了使用固定的导频信号进行信道估计外,还可以利用数据符号中的一部分作为Pilot符号,来进行信道估计。
在这种方法中,发送端插入Pilot符号到数据块中,在接收端利用Pilot符号来估计信道的特性。
与基于导频的方法相比,基于Pilot符号的方法具有更高的频谱利用效率,因为Pilot符号和数据符号共用相同的频谱资源。
由于Pilot 符号是通过调制技术产生的,可以提高抗干扰和抗噪声的能力,从而提高信道估计的准确性。
在实际的通信系统中,信道往往是时变的、频变的。
为了更准确地估计信道的特性,可以采用基于时频联合估计的方法。
这种方法将时间维度和频率维度一起考虑,从而实现对时变信道特性的准确估计。
在这种方法中,可以利用导频信号、Pilot符号等已知信号来进行时频联合估计,从而得到更准确的信道估计值。
无线通信中多径信道估计方法研究引言:随着无线通信技术的快速发展,多径信道成为了无线通信系统中的一个重要问题。
由于信号在传播过程中会经历多条路径,这些路径的干扰会对通信质量产生不利影响。
因此,准确估计多径信道成为了提高无线通信系统性能的关键之一。
本文将对无线通信中多径信道估计方法进行研究,并探讨其在实际应用中的优势和挑战。
一、多径信道的成因在无线通信中,多径信道的形成主要是由于信号在传播过程中遇到了各种障碍物,例如建筑物、树木或地形等。
这些障碍物会导致信号在传播过程中发生反射、折射和衍射等现象,从而使得信号在接收端同时到达多个不同路径上。
二、多径信道估计的重要性多径信道的存在会导致接收信号的失真和衰减,从而影响通信系统的性能。
因此,准确估计多径信道对于恢复原始信号的形状和强度至关重要。
多径信道估计不仅能够提高接收信号的质量,还可以用于信道编码、自适应调制和多用户检测等关键技术中。
三、常见的多径信道估计方法1. 时域法:时域法是一种经典的多径信道估计方法,它基于信号在时域上的特性来估计信道。
其中最常见的方法是通过发送特定的信号序列并收集接收信号,利用信号之间的相关性来估计多径信道。
时域法简单直观,但由于需要发送特定的信号序列,其实际应用受到了一定限制。
2. 频域法:频域法是另一种常用的多径信道估计方法,它通过将接收信号进行傅立叶变换,将信号转换到频域来估计信道。
频域法可以利用信号的平稳性和频率选择性来获得更准确的信道估计结果。
基于频域信号的特点,频域法在无线通信系统中得到了广泛的应用。
3. 空域法:空域法是一种利用天线阵列来进行多径信道估计的方法。
通过利用接收信号在天线阵列上的空间分布特性,可以实现对多径信道的准确估计。
空域法具有良好的抗干扰性能和高准确度,因此在很多实际应用中被广泛采用。
四、多径信道估计的挑战多径信道估计面临着一些挑战,在实际应用中需要克服以下问题:1. 多径信道参数的估计:多径信道估计需要准确估计信道的时延、幅度和相位等参数,这对算法的设计提出了很高的要求。
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无线通信系统中的信道估计与干扰抑制技术研究一、引言在无线通信系统中,信道估计与干扰抑制技术是关键的研究领域。
信道估计指的是通过收集信道状态信息,对无线信道进行建模和预测。
干扰抑制技术则旨在减少系统中由于信道干扰引起的性能降低。
本文将介绍信道估计的基本原理和常用方法,以及干扰抑制技术的发展和应用。
二、信道估计技术1. 信道估计原理信道估计的基本原理是通过接收端收集到的信号,推测出信道的状态信息。
这些信息可以包括信道损耗、多径衰落、信道增益等等。
信道估计的关键是利用接收到的信号对已知的信号进行分析和提取,从而获得信道状态的估计量。
2. 最小二乘法(Least Squares)最小二乘法是一种常用的信道估计方法。
其基本思想是通过优化算法,选择信道估计参数以最小化实际接收信号与预测信号之间的误差。
3. 最大似然估计(Maximum Likelihood)最大似然估计是另一种常用的信道估计方法。
其基本原理是找到某个信道状态使得当前接收到的信号在该状态下的概率最大化。
最大似然估计对于提高估计的准确性具有重要作用。
4. 粒子滤波(Particle Filtering)粒子滤波是一种基于贝叶斯滤波器的信道估计方法。
它通过引入一组粒子,每个粒子都表示了一种可能的信道状态,然后根据观测数据逐步调整每个粒子的权重,从而实现对信道状态的估计。
三、干扰抑制技术1. 预编码技术预编码技术通过在发送端对数据进行编码,以抵消信道干扰的影响。
常用的预编码方法包括零预编码、迭代预编码、分层预编码等等。
预编码技术可以提高系统的抗干扰能力,提升通信质量和信道容量。
2. 自适应调制技术自适应调制技术通过根据信道状态的估计值,动态选择合适的调制方式。
它能够在信道条件变化时调整发送信号的调制方式和传输速率,从而提高系统的容量和稳定性,并减少由于信道干扰引起的误码率。
3. 空间多址技术空间多址技术是一种通过在发送端和接收端对信号进行线性组合,以提高抗干扰能力的技术。
多径信道估计和均衡时域
多径信道估计和均衡在时域是数字通信系统中非常重要的技术,它们用于克服由于信号在传输过程中受到多径传播效应引起的失真
和干扰。
在时域中,多径信道估计和均衡的目标是恢复接收到的信
号的原始形式,以便正确解码和处理数据。
首先,让我们来谈谈多径信道估计。
在时域中,多径信道估计
旨在确定信号在传输过程中经历的各种路径以及它们的相对时延和
幅度。
这可以通过一系列技术来实现,例如最小均方(LMS)算法、
最大似然估计(MLE)或卡尔曼滤波器等。
这些方法通过分析接收到
的信号和已知的发送信号之间的差异来估计信道的特性,从而使接
收到的信号能够被正确地重构和解码。
其次,让我们来讨论均衡技术。
在时域中,均衡旨在消除由于
多径传播引起的码间干扰(ISI),使接收到的信号更加清晰和准确。
时域均衡技术包括线性均衡和非线性均衡,其中线性均衡通常使用
有限长冲激响应(FIR)滤波器来补偿信号的失真,而非线性均衡则
使用一些更复杂的算法来处理信道引起的失真。
此外,时域中的多径信道估计和均衡还需要考虑实际应用中的
一些挑战,例如时变信道、噪声干扰以及硬件限制等。
针对这些挑战,工程师们通常会结合使用多种技术和算法,以实现更加鲁棒和高效的多径信道估计和均衡。
总的来说,多径信道估计和均衡在时域中是数字通信系统中至关重要的技术,它们通过对信号的特性进行分析和处理,帮助我们克服多径传播引起的问题,从而实现可靠的数据传输和通信。
DOI :10.15913/ki.kjycx.2024.02.041基于双耳能量差及时延估计的声源定位方法*冼灿娇1,黄祖钦2,慕文静1,宋俊慷1,黄梅春1(1.广西民族师范学院,广西 崇左 532200;2.广西壮族自治区特种设备检验研究院,广西 南宁 530200)摘 要:目前,声源定位已被应用到很多场合,如地下声源的检测系统、会议室、助听器等。
在定位方法中,时延估计方法简单、效果较好,因此得到广泛的应用。
在声源定位中,仅通过双耳时间差的方法会降低定位的精度。
因此,提出基于双耳模型的能量差及时延估计联合的声源定位方法。
在实验中,主要采用2个麦克风来模拟双耳模型从而构建直角坐标系,同时计算2个麦克风接收到信号的时延及能量,联立方程组,从而计算出声源的位置。
关键词:声源定位;双耳模型;时延估计;麦克风阵列中图分类号:TN912 文献标志码:A 文章编号:2095-6835(2024)02-0139-03——————————————————————————*[基金项目]2020年度广西民族师范学院校级科研项目(编号:2020YB001)随着计算机的飞速发展和电子技术的不断进步,声源定位在当今的很多语音识别及声源位置检测系统中有很重要的应用。
麦克风阵列的声源定位方法是较为常用的方法,主要有基于最大输出功率的可控波束形成技术、基于高分辨率谱估计的声源定位技术及基于到达时间差的估计(TDOA )[1]。
前2种方法由于计算复杂、较难实现,在实际中较少采用。
而基于麦克风阵列的时延估计的声源定位方法由于计算量少、容易实现、效果较好,因而是最为常用的声源定位方法[2-4]。
单个麦克风接收到的信息量少,而多个麦克风阵列接收到的信息量多,可以利用各阵元接收到的信号之间的相关性对检测信号进行有效估计[5]。
在声源定位中很多因素会影响定位精度的准确性,如同时出现几个声源、房间混响及分立麦克风产生噪声等。
STANLEY (2005)[6]提出利用2个麦克风接收到同一信号的能量的关系进行定位。
面向OTFS的时延-多普勒域信道估计方法综述
邢旺;唐晓刚;周一青;张冲;潘振岗
【期刊名称】《通信学报》
【年(卷),期】2022(43)12
【摘要】为了在高移动性场景中提供稳定可靠的通信服务,6G系统可考虑基于时延–多普勒(DD)域的正交时频空间(OTFS)作为其调制方案。
OTFS通过将发送符号映射到DD域,再将其二维变换到时间–频率(TF)域,使所有发送符号具备获取时频全分集的潜力,有效提高了双选择性信道下的通信性能。
由于DD域等效信道具有很多良好性质,现有OTFS信道估计方法大多在DD域完成。
考虑实现思路的差异和算法应用场景的区别,已有面向OTFS的DD域信道估计方法被划分为3类并进行综述。
最后总结分析了当前DD域信道估计方法的挑战及潜在解决思路。
【总页数】14页(P188-201)
【作者】邢旺;唐晓刚;周一青;张冲;潘振岗
【作者单位】中国科学院计算技术研究所处理器芯片全国重点实验室;中国科学院大学计算机科学与技术学院;航天工程大学航天信息学院;北京紫光展锐通信技术有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN92
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多径时延估计及被动定位基本问题研究的开题报告1. 研究背景和意义在现代定位技术中,利用多径时延估计和被动定位算法可以实现目标物体的准确定位。
多径时延估计是指利用信号在传播过程中存在的多条路径(多径)来估计信号传输的时间延迟,从而确定信号源的位置。
而被动定位算法则是通过接收信号的方向信息,即信号到达接收器的方向角度,来推断信号源的位置。
多径时延估计和被动定位算法在无线通信、雷达探测、声呐定位等领域有着广泛的应用。
例如,在移动通信系统中,多径时延估计可以用于卫星导航、蜂窝网络及无线定位系统;在军事领域中,多路径时延估计和被动定位算法则广泛应用于雷达探测、火箭导航和机器人等。
本研究的意义在于深入研究多径时延估计和被动定位算法,探索其基本问题,并解决实际应用中的关键问题,为现代定位技术的研究和应用提供更可靠的理论基础和实践指导。
2. 研究内容和目标本研究的基本问题包括多径时延估计中的多径信号分离和多路径组合,以及被动定位算法中的方向角度测量和定位算法设计。
具体而言,研究内容包括:(1)多径信号分离:通过解决多径信号混叠问题,找到正确的多径信号并将其与目标物体的位置相联系。
(2)多路径组合:通过多径信号的组合计算,确定目标物体的位置,并提高定位精度。
(3)方向角度测量:利用多个接收器接收信号,并通过信号到达的方向角度来确定信号源的位置。
(4)定位算法设计:设计合适的理论模型和算法,并使用实际数据进行仿真和测试,验证算法的有效性和可靠性。
本研究的目标是建立多径时延估计和被动定位算法的理论框架和应用方法,提高定位精度和可靠性,为实际应用提供更好的支持和指导。
3. 研究方法和技术路线本研究将采用的主要研究方法和技术路线包括:(1)理论分析:通过理论计算和分析,研究多径时延估计和被动定位算法的基本问题和解决方法。
(2)仿真测试:使用MATLAB软件进行模拟仿真,生成实验数据,并进行算法测试和验证。
(3)实际测试:在实际场景下,进行实际测试和数据采集,验证算法的实际应用效果。