频率估计

摘要： 针对传统的接触式呼吸检测设备易脱落、应用场景有限等问题,提出一种基于信道状态信息的生命体征检测算法。该算法以菲涅尔区模型为理论指导,通过商用无线保真(Wi-Fi)设备采集呼吸信道状态信息。首先,利用Hampel滤波器滤除信号衰落和多径效应引起的高频噪声;然后,以改进的阈值函数选取方法即开方法解决软硬阈值偏差恒定、不连续等问题,进一步滤除环境噪声;最后,通过去除直流分量、子载波选择和交叉平移点算法获取呼吸频率。此外,通过机器学习、深度学习算法实现了正常、异常和暂停3种不同呼吸状态的分类,全面反映了被检测人员的呼吸运动。实验结果表明:基于信道状态信息的生命体征检测算法准确率达到了92.5%,能够作为人体生命体征日常检测系统为用户提供健康参考。

摘要： 距离测量是无线定位技术的重要组成部分而基于毫米波的测距精度取决于差频信号的频率估计,但是现有频率估计算法存在计算量大、精度低等问题。为了提高测距精度,对频率估计算法进行了深入研究,提出了一种基于全相位快速傅里叶变换(apFFT,all phasefast Fourier transform)幅值的频率补偿值和频率估计方法,提升了频率估计的性能。该方法首先基于全相位FFT和常规FFT频谱之间的关系,估计出信号幅值。而且,利用信号幅值、信号频谱幅值与频率补偿值之间的关系,采用牛顿迭代算法求解出频率补偿值。然后,利用频率补偿值对信号进行移频后再次估计频率补偿值,得到信号频率的最终估计值,并由此计算目标的距离。仿真结果表明所提方法比现有方法具有更高的距离测量精度。

摘要： 随着大数据时代的到来,如何在保护用户隐私的前提下完成多维类别数据上的频率分布估计问题成为研究热点.已有的工作主要是基于中心化差分隐私模型或本地化差分隐私模型完成安全算法的设计.鉴于上述两种模型在隐私保护程度或发布结果可用性方面的弊端,基于新兴的混洗差分隐私模型,设计用户数据收集策略,进而提供高安全、高可用的频率分布估计服务.考虑到多维类别属性的多维特征以及不同属性上取值域大小不等的异构特点,从扰动算法以及洗牌方式等角度出发,设计了基于单洗牌者以及多洗牌者的数据发布方案ARR-SS和SRR-MS.此外,结合上述两种方案的优势,通过填补技术消除属性间异构问题,提出了基于取值域填补的单洗牌者数据发布方案PSRR-SS.从理论上分析了3种策略的隐私保护程度以及误差级别,并利用4个真实数据集验证所提出方案在频率估计问题上的有效性.此外,将所提方案作为带噪数据库生成技术的加噪组件,评估随机梯度下降算法在生成带噪数据上的训练结果的可用性.实验结果展现了所提方案优于当前同类算法.

摘要： 提出了两种以欠采样率实现盲谱感知与二维波达方向(DOA)估计的算法。这两种算法利用了MWC的周期信号所对应的傅里叶级数系数矩阵来确定未知信号频谱所在的子频带位置,然后利用二维阵列的信号模型估计得到包含二维DOA的空间相位。通过空间相位信息与子频带位置信息能重构出子带谱信息,以此能得到频率的高精度估计,最后通过空间相位分别估计得到信号的方位角与俯仰角。仿真验证了所提欠采样接收机与相应算法的有效性,以及在低信噪比环境下依然有较好的鲁棒性。

摘要： 随着现代电网规模不断增大,分布式电源大规模接入,强谐波、高噪声和信号动态多变等问题会降低同步相量测量算法的准确度.为准确测量现代电网同步相量参数,提出一种结合二阶泰勒动态相量模型和改进矩阵束优势的同步相量测量算法,用于动态条件下电力系统同步相量幅值和相角参数精确测量.本文先对算法进行数学推导,然后根据我国同步相量装置检测规范中指定的实验案例对测量准确度进行详细评估.实验结果表明,算法在频率偏差、幅度调制等情景下具有很高的测量精度,符合我国同步相量检测规范要求,具有一定工程应用价值.

摘要： 为实现跳频信号频率跟踪估计,本文提出一种基于多通道的跳频信号欠采样频率估计方法。基于快速傅里叶变换(FFT),提出了一种3谱线方程的频率校正算法,提高了基于中国余数定理的频率估计方法对短序列信号的频率估计精度,与现有的两种基于离散傅里叶变换(DFT)的频率校正算法相比,序列补零数量灵活。给出了一种频率估计检错机制,可以提高算法可靠性。仿真结果表明,本文所提频率估计算法的精度优于现有算法,增加序列补零数量可进一步提高算法的估计精度和信噪比阈值,降低误差平台;检错机制在-23 dB至8 dB信噪比范围内的准确率高于95.5%。

摘要： 针对未知信号检测中,因频率分辨率过低引起的信号载波频率估计偏差过大,造成后续信号处理误差过大的问题,本文将基于DFT载波校正算法应用在USRP便携式接收机中,旨在提高信号载频估计精度,进而后续信号处理算法的性能。

摘要： 在数字信号处理中,频率估计有着极为重要的意义,频率估计在军事、通信等领域都有广泛的应用。讨论了基于功率谱的频率估计算法——Welch算法,提出了一种基于数字正交变换的频率估计算法,该算法简单,易于实现。仿真结果表明,在一定的信噪比下,基于数字正交变换的频率估计算法优于Welch算法。

摘要： 本地差分隐私具有不需要可信第三方、交互少、运行效率高等优点,近年来受到了广泛关注.然而,现有本地差分隐私集合数据频率估计机制未能考虑数据的隐私敏感度差异,将所有数据同等对待,这会对非敏感数据保护过强,导致估计结果准确度低.针对这一问题,定义了集合数据效用优化本地差分隐私(set-valued data utility-optimized local differential privacy, SULDP)模型,考虑了原始数据域同时包含敏感值和非敏感值的情况,在不减弱对敏感值保护的前提下,允许降低对非敏感值的保护.进一步,提出了符合SULDP模型的5种频率估计机制suGRR,suGRR-Sample, suRAP,suRAP-Sample和suWheel,理论分析证实,相对于现有的本地差分隐私机制,所提方案能够对敏感数据实现完全相同的保护效果,并通过降低非敏感数据的保护效果,实现了频率估计结果的准确度提升.最后,在真实和模拟数据集上评估了新的方案,实验结果证明了所提的5种机制能够有效降低估计误差,提升数据效用,其中suWheel机制表现最优.

摘要： 为抑制频谱泄漏对多频实信号频率估计的影响,提出一种新的频率估计算法。利用FFT法和相减策略对采样信号进行处理,逐步得到各分量的频谱最大值索引,以及各分量频谱偏移量和复幅值粗略值;构造包含所有非待估计频率分量的参考信号,利用相减策略从采样信号中减去参考信号,得到待估计的单频复信号,并对其频谱进行两点插值计算,得到该分量较精确的频谱偏移量和复幅值;然后,通过相减策略和频谱分析,逐步得到所有分量较精确的频谱偏移量和复幅值;通过迭代计算得到各分量精确的频率估计值。同时,可得到各分量精确的幅值和初相位。在无噪声、不同频率间隔等条件下进行了频率仿真试验。结果表明:所提算法有效抑制了频谱泄漏的影响,提高了多频实信号的频率估计精度,频率估计值的均方误差比其他优秀算法更靠近克拉美罗下限。

摘要： 在快速卷积可调滤波器组的低速率输出端对输入信号作频率估计,存在误差扩散问题.为提高频率估计精度,深入分析该滤波器组的处理流程,挖掘了子带权值和分段长度的正确配置对抑制截断效应的作用机理,推导出输入信号频率、输出低速率信号的数字角频率和滤波器组参数配置的定量关系;进而结合FFT双谱线比值谱校正法,而设计出低速率输出端的高精度频率估计器.仿真实验表明,该方法可显著抑制误差扩散效应,其频率估计相对误差不超过0.001％.

摘要： 本文针对FFT方法的不足，就提高无线无源谐振式SAW传感器的频率估计性能，提高测量的精确度和分辨率展开相关的研究。针对谐振式SAW传感器的回波信号是由等幅振荡正弦和指数衰减正弦两部分共同组成的这一特点，采用调制FFT Chirp-Z算法对回波信号进行频率估计，最终通过仿真和实验表明采用这种方法的频率估计值的MSE最小;将其与现在的SAW传感器测量系统通常所使用的二次插值FFT法进行比较，验证了该方法可以提高无线SAW测量系统的精确度且没有增加很大的计算量。

摘要： 强噪声干扰下欠采样信号的频率估计一直是信号处理的难题,中国余数定理(Chinese Remainder Theorem,CRT)是解决该问题的一种有效办法.为改善闭式中国余数定理在强噪声干扰下信号频率重构精确度较低的问题,提出了一种改进算法.该算法引入纠错编码原理,加入一些冗余模数,以降低重构范围为代价,换取放宽对余数误差条件的限制,从而实现在低信噪比情况下信号频率重构精确度的提升.仿真实验表明,在低信噪比情况下,该改进算法使得准确重构出信号频率的SNR阈值相比于闭式CRT方法降低了2dB.

摘要： 点频信号的频率估计是飞行器测控譬如多普勒测速、差分单向测距(DOR)中的一项基础技术.在现有频率估计方法的基础上,提出了一种新的频域插值的变化迭代频率估计算法.该方法在FFT频率粗估计的基础上,利用DFT系数插值,经过变化迭代实现点频信号频率的精确估计.利用不同迭代系数,该方法可以实现无偏和有偏估计.针对有偏估计,证明了收敛性、分析了偏离度.仿真分析表明:当被估计信号的信噪比较大时,在整个频率估计范围该方法的均方误差(MSE)接近Cramer-Rao下限;部分频率估计范围中其均方误差优于Cramer-Rao下限,达到Cramer-Rao下限的0.96倍.由于计算量较低,且估计性能优异,适合工程实时应用.

摘要： 水下目标辐射噪声中含有表征其机械运动特性、螺旋桨特性及水动力噪声的线谱信息,被动声纳线谱检测是获取目标线谱成分的有效手段.通过对接收信号做高分辨的短时傅里叶变换,得到Lofar图(Low Frequency Analysis Recording),一般认为Lofar图中在一段时间内保持稳定、连续的线状谱为线谱成分,且谱级高出连续谱背景10dB以上. 针对水下弱目标的线谱检测问题，本文将其转化为隐马尔可夫模型下的最优路径提取问题，给出了局部最优和全局最优意义下的解决算法。通过计算机仿真验证，表明了该方法的有效性，甚至对抖动幅度较大的线谱，仍有一定的稳健性。

摘要： 在近程线性调频连续波(LFMCW)探测系统中,对于测距精度的要求非常高.本文研究了一种提高测距精度的算法,对LFMCW雷达接收到的差频信号FFT变换,得到差频频率粗略估计.采用ZFFT对频谱主瓣细化,通过峰值谱线及相邻谱线估计实际峰值谱线的位置,提高测距的精度.实验结果表明:该算法的测距精度优于直接FFT算法精度,在不增加带宽以及算法复杂度的前提下,提高LFMCW探测的测距精度.

摘要： 中国余数定理在数字信号处理等领域有着广泛的应用.传统的中国余数定理要求待恢复的数及余数都为整数,且对噪声极其敏感.为了在余数含有误差时鲁棒的恢复原来的数,一种鲁棒的中国余数定理最近被提出.但是现有的算法都是基于搜索的,因此所需的运算量极大.为了克服这一缺陷,本文提出了鲁棒的闭式中国余数定理,在此基础上给出了重建原来数的算法.最后,将该方法应用于欠采样下信号频率的估计中.仿真的结果表明,在相同信噪比下,所给算法和现有的搜索算法的估计性能一样的,但是所给出的算法所需的运算量大幅的减少,且解的形式更为简洁.

摘要： 为了解决猝发式直扩系统中大频偏情况下信号载波的快速捕获问题,该文提出了一种集扫频、匹配滤波器和FFT频率估计技术相结合的快速载波捕获方案.在理论上对该方案进行详细分析后,基于MATLAB平台进行算法仿真验证.结果表明,该方案可以满足系统设计要求,具有较高的实际应用价值.

摘要： 速度测量在研究空间目标特性和轨道定轨等方面起着决定性作用,但目前脉冲测量雷达的测速系统在目标级间分离、高加速度和弱信号等情况下存在跳谱线等问题.采用了修正Rife技术解决了脉冲雷达跳谱线等测速异常问题.仿真结果表明:该技术有效解决了当前雷达测速存在的问题,提高了脉冲雷达测速精度,对脉冲雷达测速具有很强的借鉴意义.

摘要： 速度测量在研究空间目标特性和轨道定轨等方面起着决定性作用,但目前脉冲测量雷达的测速系统在目标级间分离、高加速度和弱信号等情况下存在跳谱线等问题.采用了修正Rife技术解决了脉冲雷达跳谱线等测速异常问题.仿真结果表明:该技术有效解决了当前雷达测速存在的问题,提高了脉冲雷达测速精度,对脉冲雷达测速具有很强的借鉴意义.

摘要： 一种频率偏差估计器（20，40）估计接收信号中的瞬时频率偏差，接收信号包括跨无线电块在时间上非连续地分布的导频子块。每个导频子块包括一个或多个导频符号。估计器（20，40）配置成从跨无线电块在时间上非连续地分布的导频子块中选择要获得瞬时频率偏差估计的特定导频子块。估计器（20，40）对跨越导频子块中的多个导频子块的连续接收信号样本的集合应用快速傅立叶变换（FFT）或离散傅立叶变换（DFT），所述多个导频子块包括所述特定导频子块以及与所述特定导频子块相邻的一个或多个辅助导频子块。然后，估计器（20，40）基于所得FFT或DFT输出而获得所述特定导频子块的瞬时频率偏差估计。

摘要： 本发明实施例提供一种粗频率偏差估计方法及使用其的频率偏差估计装置。此粗频率偏差估计方法包括接收第k帧，第k帧包括第一帧头以及第二帧头，其中第二帧头具有N行M列的第一符号矩阵，且第k帧的调制方式决定关联于第一符号矩阵的沃尔什‑阿达玛序列；将第一符号矩阵每一行中的所有符号映射至同一象限，以产生N行M列的第二符号矩阵；针对第二符号矩阵中的每一行的所有符号进行自相关运算，以分别获得第1行至第N行对应的第1行自相关向量至第N行自相关向量；依据第1行自相关向量至第N行自相关向量计算出粗频率偏差。

摘要： 提供了频率偏移估计系统、用户设备和通信系统。频率偏移估计系统包括：第一频率偏移估计器，用以估计输入信号中的有用信号的有用信号频率偏移；第二频率偏移估计器，用以估计输入信号中的干扰源的干扰源频率偏移；以及频率偏移估计组合器，用以通过将所述有用信号频率偏移和所述干扰源频率偏移的估计进行组合来生成组合频率偏移估计。

摘要： 本发明提供一种频率偏移估计装置，在估计接收信号的载波频率与局部振荡器的输出信号的频率的差即频率偏移的情况下，能适当估计、补偿接收信号的频率偏移。该频率偏移估计装置将以规定的采样频率预先采样的接收信号变换为具有N个频率成分的频谱，分别对频谱的从1到N/2的负频率成分和从N/2＋1到N的正频率成分进行频带域限制，将频带域限制的频谱的正频率成分和负频率成分分别进行2次方相加，算出各自的功率，直到各自的功率的功率差的绝对值变为预先设定的阈值以下，使频谱所有的频率成分在频率轴上循环移动，基于移动到变为阈值以下的移动量，估计频率偏移。

摘要： 本发明提供一种细频率偏差估计方法及使用其的频率偏差估计装置。此细频率偏差估计方法包括接收第k帧，第k帧包括第一帧头以及第二帧头，其中第二帧头具有N行M列的第一符号矩阵，且第k帧之调制方式决定关联于第一符号矩阵的沃尔什‑阿达玛序列；将第一符号矩阵每一行中的所有符号映像至同一象限，以产生N行M列的第二符号矩阵；累加第二符号矩阵的每一行中的所有符号，以获得具有N个累加值的累加向量；根据累加向量进行自相关运算，以获得对应第k帧的第k自相关值；依据第k自相关值计算出细频率偏差。

摘要： 本发明提供一种频率偏移估计装置，在估计接收信号的载波频率与局部振荡器的输出信号的频率的差即频率偏移的情况下，能适当估计、补偿接收信号的频率偏移。该频率偏移估计装置将以规定的采样频率预先采样的接收信号变换为具有N个频率成分的频谱，分别对频谱的从1到N/2的负频率成分和从N/2＋1到N的正频率成分进行频带域限制，将频带域限制的频谱的正频率成分和负频率成分分别进行2次方相加，算出各自的功率，直到各自的功率的功率差的绝对值变为预先设定的阈值以下，使频谱所有的频率成分在频率轴上循环移动，基于移动到变为阈值以下的移动量，估计频率偏移。

摘要： 本发明提供一种细频率偏差估计方法及使用其的频率偏差估计装置。此细频率偏差估计方法包括接收第k帧，第k帧包括第一帧头以及第二帧头，其中第二帧头具有N行M列的第一符号矩阵，且第k帧之调制方式决定关联于第一符号矩阵的沃尔什-阿达玛序列；将第一符号矩阵每一行中的所有符号映像至同一象限，以产生N行M列的第二符号矩阵；累加第二符号矩阵的每一行中的所有符号，以获得具有N个累加值的累加向量；根据累加向量进行自相关运算，以获得对应第k帧的第k自相关值；依据第k自相关值计算出细频率偏差。

摘要： 本发明实施例提供一种粗频率偏差估计方法及使用其的频率偏差估计装置。此粗频率偏差估计方法包括接收第k帧，第k帧包括第一帧头以及第二帧头，其中第二帧头具有N行M列的第一符号矩阵，且第k帧的调制方式决定关联于第一符号矩阵的沃尔什-阿达玛序列；将第一符号矩阵每一行中的所有符号映射至同一象限，以产生N行M列的第二符号矩阵；针对第二符号矩阵中的每一行的所有符号进行自相关运算，以分别获得第1行至第N行对应的第1行自相关向量至第N行自相关向量；依据第1行自相关向量至第N行自相关向量计算出粗频率偏差。

摘要： 信道估计部(101)基于经由无线信道所接收到的接收信号来估计表示该无线信道的信道特性的信道估计值。相关值计算部(103)基于信道估计值来计算表示无线信道的时间相关性的信道时间相关值。信道功率计算部(102)基于信道估计值来计算作为接收信号的功率的信道功率。噪声功率计算部(104)计算作为接收信号中所包含的噪声成分的功率的噪声功率。校正部(105)基于噪声功率来校正信道功率，并且基于所述噪声功率和该校正后的信道功率来校正信道时间相关值。衰落多普勒频率估计部(200)基于校正后的信道时间相关值来估计衰落多普勒频率。

摘要： 信道估计部(101)基于经由无线信道所接收到的接收信号来估计表示该无线信道的信道特性的信道估计值。相关值计算部(103)基于信道估计值来计算表示无线信道的时间相关性的信道时间相关值。信道功率计算部(102)基于信道估计值来计算作为接收信号的功率的信道功率。噪声功率计算部(104)计算作为接收信号中所包含的噪声成分的功率的噪声功率。校正部(105)基于噪声功率来校正信道功率，并且基于所述噪声功率和该校正后的信道功率来校正信道时间相关值。衰落多普勒频率估计部(200)基于校正后的信道时间相关值来估计衰落多普勒频率。