一、时延估计技术及其在多途环境中的应用（论文文献综述）
彭秋莹[1]（2021）在《高精度水下多途信道时延估计方法研究》文中研究指明
苍思远[2]（2021）在《基于稀疏表示的水下无人集群稳健探测技术研究》文中研究指明随着海洋强国和智慧海洋战略的稳步实施,水下声学监测逐渐走向数据获取的立体化和信息处理的智能化。搭载于多自治水下运载器的水下无人集群分布式协同水声探测系统,因其工作模式灵活、信息获取快速全面等优势,在复杂环境水下监测中广受青睐。同时,广阔的应用前景对水下无人集群探测技术的可靠性和稳健性提出了更高的要求。然而在多发一收静态节点的主动探测态势下,水下无人集群主动发射平台隐蔽性较差,容易暴露;来自多个主动平台的发射信号存在声互扰问题;复杂海洋信道的多途干扰、高斯和脉冲噪声干扰严重影响了接收信号的时延估计精度。本文以增强水下无人集群的隐蔽性和提高目标探测性能为目的,从仿海豚发射信号建模、信道盲解卷积技术和环境解耦合时延估计三个方面对水下无人集群稳健探测技术展开研究。论文以稀疏表示理论为基础,建立了基于线性回归模型的参数估计理论框架。因水声信号在不同的观测“域”具有稀疏性,针对要解决的具体物理问题,引入与之匹配的稀疏表示模型,提出了多种针对水下无人集群场景的参数估计算法和信号处理途径。针对水下无人集群主动发射平台隐蔽性差、易暴露问题,受仿生学启发,通过模仿海豚哨叫信号,本文提出一种基于LASSO和块LASSO的类生物多址发射信号模型。所生成的类生物多址发射信号与海豚哨叫信号在时频结构上极为相似,利用海洋中的生物环境噪声实现水下无人集群的主动隐蔽探测。此外,为解决实测海豚哨叫数据受到脉冲噪声干扰的问题,提出基于鲁棒惩罚函数的类生物多址发射信号模型,实现了脉冲噪声环境下的海豚哨叫信号参数的稳健估计。最后通过瞬时频率曲线的相关系数分析,证明了类生物多址发射信号具有极强的隐蔽性,同时具有平台可分辨性和良好的探测性能。针对水下无人集群多个平台发射信号声互扰问题,在发射端学习海豚在集群状态下的发声机制,利用不同时频结构码型的类生物多址发射信号,实现码分信道复用;在接收端提出一种基于拓普利兹矩阵的水下无人集群信道稳健盲解卷积技术,该技术通过将双面凸问题转化为单纯的凸问题,重构发射信号波形和广义信道冲激响应,进而完成对接收信号的源辨识,实现了水下无人集群的无扰稳健探测。针对参数估计过程中出现的字典失配问题,提出了基于宽带积分字典的字典更新策略,在连续的参数空间进行迭代求解,可同时提高发射信号和广义信道冲激响应的重构精度,进一步加强了信道盲解卷积算法的稳健性。此外,所提出的水下无人集群信道稳健盲解卷积技术对发射波形没有限制,适用性广。针对信道多途干扰和高斯、脉冲噪声干扰严重影响水下无人集群接收信号的时延估计精度问题,本文提出了具有克服信道多途干扰和噪声抑制能力的时延稳健估计技术。首先提出一种基于加权迭代LASSO的时延估计模型,通过对广义信道冲激响应的不同位置元素（时延估计值）施加不同的权重系数,突出强化主途径,抑制多途信道和高斯噪声带来的干扰,解耦合出接收信号的到达时刻。然后,针对目标探测过程中出现的脉冲噪声干扰,提出基于加权迭代Lp和加权迭代Huber的时延估计模型,可在脉冲噪声背景下的复杂多途信道中实现时延的稳健估计。论文利用数值仿真和试验数据处理验证了上述算法的有效性。为水下无人集群实现目标探测过程中的稳健隐蔽发射和稳健探测提供新的信号处理途径。
苍思远,生雪莉,董航,郭龙祥[3]（2021）在《解卷积主动声呐目标回波高分辨时延估计技术》文中研究指明为提高浅海复杂海洋环境下的目标回波时延估计精度,增强主动声呐系统对目标的探测能力,该文基于稀疏表示理论和解卷积思想,提出一种高分辨目标回波时延估计技术。首先,引入Toeplitz算子,将发射信号的不同时延结果构造成时延字典矩阵,时延估计值存在于所求解的稀疏向量中。其次,利用交替方向乘子算法（ADMM）优化框架,求解全局最优解。最后,采用一种加权迭代策略设置正则化参数,进一步抑制多途信道的影响,解耦合出回波到达的时刻,获得高精度的目标回波时延估计结果。数值仿真和实验数据表明,该文提出的解卷积主动声呐目标回波高分辨时延估计技术可以在多途扩展严重的浅海声信道实现目标探测,在信道水池的实验环境下,时延估计分辨率可达0.056 ms。
张翔天[4]（2020）在《应答器位置校准系统测距仪信号处理软件设计与实现》文中研究指明应答器位置校准系统是一套用于对水下应答器的位置进行精准测量的长基线水声定位系统。而本文章中所研究的测距仪部分是应答器位置校准系统中的关键部分,其主要功能包括对水下应答器阵列进行测阵工作、发射询问应答信号、对应答器回传数据的接收和解算、对指令信号的检测与处理等。本文给出了整个测距仪系统信号处理部分的信号检测原理、软件设计方案以及在硬件平台上的实现流程,并对系统的性能进行了全面的测试。由于本系统采用的信号为窄带单频脉冲信号,为了抑制带外噪声,提取目标频率信号,首先研究了基于自适应Notch滤波器的窄带信号预处理原理;同时为了实现信号检测、时延估计和水声遥控指令通信,设计了基于能量检测器和鉴宽器的窄带信号检测方案;为降低背景噪声尖刺及通道串漏的影响,研究了瞬时频率方差检测对检测信号进行复检,减小虚警概率。同时为提高系统在多途条件下的检测能力,研究了基于脉冲分裂特征的应答信号检测原理和基于同态滤波技术的多途信号分离原理。仿真结果表明本算法可以完成应答器位置校准系统测距仪预期功能。由于应答器位置校准系统测距仪需要实现实时高效地检测与处理,设计了一套基于多核DSP TMS320C6678的开发板上实现的信号处理软件。首先根据平台需求构建了信号处理软件的总体结构和功能模块划分,然后给出了包括网络通信模块、窄带信号检测与时延估计模块、水声遥控指令通信模块以及核间通信模块的设计方案和在硬件上的实现流程。最后利用实验室环境和千岛湖试验数据对应答器位置校准系统测距仪信号处理平台的网络通信功能、水声遥控指令通信功能以及窄带信号检测及时延估计功能都进行了测试和验证。结果表明,本系统可以很好地实现预期指定的功能,满足系统功能性和可靠性要求。
杨宛珊[5]（2020）在《基于反卷积的时空二维联合高分辨阵列信号处理》文中进行了进一步梳理参数估计作为阵列信号处理技术中的一个重要分支,在现代声呐和雷达的定位通信领域中发挥着重要作用。其中的多参数估计技术是更加贴合实际的问题,可以对目标信号进行更加全面完整地描述,而目标的波达方位估计和时延估计是对目标进行定位的两个重要参数,也是本文的主要研究内容。本文以阵列接收水下多途信号为研究对象,采用反卷积算法利用多途信号声程和到达角度的差异对时空二维做高分辨的时延-角度联合估计,并通过仿真分析和试验验证算法的可行性。首先,建立经过水下多途信道传播的阵列接收信号模型,基于空域的卷积关系研究了两种反卷积方位估计算法——Richardson-Lucy算法和FESCCO算法。然后进行仿真试验就阵增益、稳健性和极限角度分辨能力等方面对算法进行性能分析。结果表明,两种反卷积算法均能提高方位分辨能力和阵处理增益,且具有良好的稳健性,RL算法在信噪比较高时的方位分辨效果更好。然后,在方位维处理的基础上将上述两种反卷积算法扩展到时间维应用于确知发射信号的信道估计问题。通过仿真分析了两种反卷积算法的性能,FESCCO算法克服了Richardson-Lucy算法无法估计负信道的缺陷,并具有极高的时延估计精度。通过水池试验得出FESCCO算法相比于传统拷贝相关器的时延分辨率可提高5倍,湖试数据处理结果同样验证了其良好的时延分辨能力。最后,采用常规时、空二维处理方法,获得同时具有方位-时延信息的时空二维分布,随后将两种反卷积算法分别应用于时间方位历程图的空、时二维进行高分辨方位和时延估计,获得方位维和时间维的高分辨历程图。再将两种反卷积算法组合对时间方位历程图进行高分辨方位-时延估计,获得同时具有高分辨方位-时延信息的时空二维分布。通过仿真验证方法的可行性,给出FESCCO-RL最佳反卷积组合算法。采用湖试数据验证了组合反卷积算法的实际可行性。综上,本文研究了基于反卷积的时空二维估计算法,通过仿真和试验结果表明,反卷积时空二维估计同时具有高分辨的时延和方位估计精度,能够有效提高定位精度。
孙嘉诚[6]（2020）在《多通道扩频信号时延估计算法研究及DSP实现》文中研究表明应答器是水声定位系统中的重要单元,本论文主要研究了应答器上利用多个扩频信号样本即多个通道的时延估计算法及算法的DSP实现。系统针对多个应答器同时工作的需求和水声信道特点,选用平衡Gold序列经过BPSK调制的扩频信号为询问应答信号,针对多通道扩频信号检测需求,设计提出了一种分步相关算法,其计算结果与基于FFT实现的相关的快速算法等效,并具有计算量小、存储空间开销小的优点。论文首先根据询问应答信号的设计需求,分析了所需的伪随机序列的特性。仿真对比了各阶序列的上述所需的序列集大小、非周期互相关和非周期自相关等方面的性质。并采用码元相位优化和序列集的优选方法,进一步减小自相关函数的起伏最大值和互相关函数最大值。其次对不同信号参数下,扩频信号的频谱、相关性能进行仿真分析。着重对比分析了不同信号参数下水声信道中的噪声、多途效应、多址干扰和多普勒效应对扩频信号的相关性影响。然后介绍了直接相关法和基于FFT的相关的快速相关算法的原理,分析了算法所需的理论计算量和存储资源。基于BPSK方式调制的扩频信号结构,研究了一种等效直接相关得到的输出包络的分步相关算法。当对多个水声扩频信号同时检测,即多通道检测时,大大节约了存储空间,同时减小了计算量,而且结构较简单较小,适合器件并行运算,并具有方便多普勒补偿的优点。随后设计了分步相关算法在DSP平台上的算法实现和优化思路,针对DSP的体系结构,着重优化了解扩步骤的码元值的数据存储和累加等部分,提高了算法实现效率。最后讨论了相关峰的幅度、峰值点和宽度等判决门限,以及时延估计的具体实现方法。最后对算法进行了DSP系统实现,对硬件平台和系统软件进行了设计。最后在实验室环境下对数据采集功能、分步相关算法和应答功能进行了测试与验证。验证结果表明系统可使用分步相关算法实现对扩频信号的检测、时延估计与应答功能。
支阳阳[7]（2020）在《拖曳式主动声呐信号处理算法研究与多核DSP实现》文中认为拖曳式主动声呐系统克服了本艇尺寸对接收阵大小的限制,并且其接收阵深度可变使得声呐可以工作于最适宜的位置,因此被广泛应用于水声探测领域。本文从拖曳式主动声呐信号处理算法研究与多核DSP实现展开。首先介绍了拖曳式主动声呐相关的信号处理算法。在矢量阵波束形成方面,研究了宽带频域DFT波束形成器的设计与实现。为解决常规频域DFT波束形成器各子带主瓣宽度不一致导致输出信号畸变的问题,研究了恒定束宽波束形成器的设计方法。针对拖曳式主动声呐拖船干扰问题,研究了基于低旁瓣波束形成与零陷波束形成的干扰抑制技术。在回波信号检测与估计算法方面,为了降低主动声呐中混响对检测的影响,研究了基于预白化与二分奇异值分解的抗混响方法,湖试数据分析显示该方法具有较好的混响抑制能力。针对主动声呐的目标距离估计需求,研究了LFM信号的匹配滤波器以及低信噪比下的频域自适应匹配滤波器,并介绍了实际工程中常用的频域快速滑动相关算法的实现流程。之后研究了一种简便的运动目标时延修正方法,仿真和实际试验结果显示该方法能够补偿目标径向相对运动造成的时延估计偏差。针对主动声呐目标径向速度估计需求,研究了CW信号的频率估计技术,算法包括自适应线谱增强器、频域批处理技术以及适用于工程实现的基于FFT插值的频率估计算法。在拖曳式主动声呐信号处理技术研究的基础上,设计了针对微型水面艇的拖曳式主动声呐信号处理软件,并介绍了其在TI多核DSP C6678上的实现过程。首先,针对由LFM和CW信号构成的组合信号,根据实际需求构建了多核信号处理系统的软件框架。在这个框架下对网络通信模块、多核数据交互模块、信号处理模块进行了设计与实现。之后对拖曳式主动声呐信号处理软件的各个模块进行了试验验证与性能测试,测试内容包括网络数据传输性能、信号处理功能以及DSP的实时负载状况等方面。测试结果显示信号处理软件具有较好的性能。最后介绍了拖曳式主动声呐的湖上试验情况,对声呐的工作性能进行了量化分析。
李宝磊[8]（2019）在《被动声呐信号的时延估计》文中认为被动声呐信号的时延估计研究一直是水声领域的重点。本文在总结时延估计发展历史和现状的基础上,重点研究了被动声呐宽带信号精确时延估计和多途环境下的时延估计。讨论了时延估计的基础理论,包括时延估计的性能评价标准和基于最大似然准则的时延估计方法,建立了时延估计的数学模型。研究了宽带信号精确时延估计。为解决相关类时延估计方法时延估计精度受采样率限制的问题,研究提出了分数时延估计算法,能够有效实现相关峰的插值;研究了频域补零法,提高了时延估计精度;针对频域补零法计算量较大的问题,研究了基于改进的Chirp-Z变换的相关峰精确插值方法,减少了计算量;结合被动声呐信号频带有限的特点,研究了带限信号的频谱细化方法,进一步降低了计算量,同时又提高了时延估计精度。研究了多途环境下的时延估计方法。分析了相关类算法存在的问题;研究了具有高分辨率的MUSIC时延估计算法,以实现多途环境下的时延估计和相关峰分辨;针对MUSIC时延估计算法计算量大的问题,研究提出了最小方差时延估计算法;为解决多途环境中时延估计不稳定的问题,研究了时延跟踪算法,利用相关峰的特点和稳定性对其进行跟踪,提高了多途环境下的时延估计精度。仿真实验验证了上述方法的有效性。
魏骁[9]（2019）在《复杂水声信道参数精确估计方法研究》文中提出扩频通信是水下通信常用的通信体制,基于直扩序列的水下信道参数估计技术是实现高精度水下定位、低误码率水下通信接收机系统等的关键技术。然而,相比于陆地无线信道,水声信道复杂多变,尤其是浅海信道中存在大量多途及近多途干扰成为影响水声信道参数估计精度的关键因素。此外,多用户准同步水声通信系统中,各个用户之间的信号几乎同时到达接收机,各用户信号受限于码长,难以实现优良的正交特性,由此形成多用户干扰。因此研究如何在这些复杂的信道场景下实现对信道参数尤其是信号直达径信道参数的精确估计,将有助于显着提高水下定位、通信接收机的性能。目前广泛使用的水下接收机算法是匹配滤波法。对于多途信道而言,匹配滤波算法的时延分辨率受限于瑞利限,而常用的具有超分辨能力的时域MUSIC算法无法给出信号的幅值估计,且无法在单次快拍下完成信道参数解算。本文将前向后向算法去相干的思想及协方差矩阵修正方法引入频域MUSIC算法,研究一种具备信号幅值估计能力的单快拍高精度信道参数估计算法,有效解决了普通时域MUSIC算法无法在单次快拍下解算参数的缺陷,同时给出了结合频域超分辨时延估计算法的信号幅值估计方法,并研究了与MUSIC类算法同属子空间算法的ESPRIT算法和Min-Norm算法。经仿真和水池实验验证了上述方法的性能。对于准同步多用户水声通信或者MISO/MIMO水声通信系统,接收机几乎同步地收到多个用户的发射信号,如果使用匹配滤波算法对各用户信号进行逐个处理,相当于将其他用户的信号视为噪声处理,极大地降低了单用户信号的处理增益,难以实现高精度的参数估计性能;而理论最优的最大似然算法（ML）及次优的近似最大似然算法（AML）由于其极高的计算复杂度,难以实现工程应用。本文研究了基于并行干扰抵消的DEMA算法,在兼顾了计算复杂度的同时实现了多用户信道的高精度参数估计,并通过仿真和水池实验验证了其性能。最后,本文对复杂水声信道中的多种接收机算法进行了横向比较,给出了算法的适用范围及在实际场景中的参数估计性能,评估其计算复杂度及算法鲁棒性。
于歌[10]（2018）在《水声干扰环境下的移动目标探测与参数估计方法研究》文中指出信号检测与参数估计是主动声呐系统的重要任务,其检测概率与参数估计精度会受到相干多途信道、海洋环境噪声和混响等的影响。为在水下干扰环境下取得高检测概率与参数估计精度,本文首先提出了基于矢量水听器阵列的模态域信号处理方法以减小主动声呐系统接收信号中的干扰的影响;其次针对浅海多途信道中的移动目标提出了利用多普勒频移方差分布的信号检测方法和基于分数阶傅立叶变换的参数估计方法,为主动声呐信号检测与参数估计提供了新思路。本文主要研究工作如下:首先,提出了基于球谐函数变换的矢量面阵模态域信号处理方法。该方法是将声场分解为基阵坐标系下的相互正交的谐波函数加权求和的形式,利用正交模态权系数实现波束形成或方位估计等阵列信号处理方法。基于正交模态权系数实现的波束形成有助于抑制海洋环境噪声,同时利用正交模态权系数也可以实现声源入射角的估计。与传统阵元域信号处理方法相比,提出的矢量阵模态域信号处理方法可以实现小孔径阵列的高分辨方位估计方法;通过调节展开阶次、阵元布放和阵列尺度可以改变阵增益与阵指向性,减小水下噪声和混响等干扰的影响。其次,提出了利用多普勒频移方差分布特性实现移动目标回波信号的检测方法。该方法建立不同时延与多普勒频移的参考信号,在分数阶域将其与回波信号进行卷积,构成时延-多普勒频移能量分布矩阵。考虑实际相干多途信道,本文利用不同多途回波信号的多普勒频移变化较小的特性,分析时延-多普勒频移能量分布矩阵中多普勒频移随时延的变化程度以实现低信噪比与低信混比条件下的目标回波信号检测。本文通过仿真结果与试验数据处理结果验证提出方法的有效性。再次,提出了两种针对存在相对运动的目标回波信号时延和多普勒频移估计方法。其一为最优阶次分数阶傅里叶变换参数估计方法,论文研究了回波信号时延、多普勒频移、分数阶域聚焦点与最优变换阶次之间的关系,提出依据最优的分数阶傅里叶变换阶次和回波信号参数间关系实现回波信号时延和多普勒频移的方法;其二为定阶次分数阶傅里叶变换参数估计方法,该方法根据分数阶傅里叶变换定义推导得到回波信号多普勒频移、时延、分数阶域带宽和分数阶域峰值位置间的关系表达式,利用估计得到的分数阶域带宽和分数阶域峰值位置实现回波信号的参数估计。仿真结果表明最优阶次参数估计方法在低信噪比与低信混比环境下的估计精度高于匹配滤波器方法;定阶次参数估计方法精度受信噪比与信混比影响较大,但具有计算量较小的优点。海试试验数据处理结果表明,最优阶次参数估计方法对移动目标回波信号的时延和速度估计误差小于匹配滤波器方法。由于该方法需要通过搜索得到最优变换阶次,因此存在计算量较大的缺点。定阶次参数估计方法仅需要进行一次分数阶傅里叶变换即可以实现参数估计,因此所需计算时间较短,但试验数据处理结果表明该方法对回波信号的信噪比与信混比要求较高。论文最后将模态域方位估计方法和分数阶傅里叶滤波相结合提出了一种多目标的方位估计方法。该方法首先将阵元-频率域信号转换为模态-分数阶域信号,然后利用分数阶傅里叶滤波实现模态-分数阶域中各目标回波信号的分离,最后采用模态域方位估计方法进行方位估计。由于线性调频信号在分数阶域的聚焦点位置不仅与信号时延有关还与多普勒频移有关,因此分数阶滤波器与传统滤波器相比具有较好的目标分离能力。仿真结果表明分数阶卷积滤波方法可以有效的分离多个距离和方位较近的目标;与传统方位估计方法相比提出的模态域多目标方位估计方法具有较高的方位估计精度。水声干扰环境下的信号检测与参数估计是军用与民用领域的重要研究内容。本文进行了矢量水听器阵列的模态域信号处理和移动目标回波信号检测与参数估计的研究,该工作为干扰环境下的小尺度声呐系统多移动目标探测提供了理论与技术支持。
二、时延估计技术及其在多途环境中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、时延估计技术及其在多途环境中的应用（论文提纲范文）
（2）基于稀疏表示的水下无人集群稳健探测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 水下无人集群探测系统发展现状 |
| 1.3 压缩感知与稀疏表示的研究现状 |
| 1.4 水下无人集群探测关键技术研究现状 |
| 1.5 现有研究存在的不足 |
| 1.6 本文的研究内容 |
| 第2章 稀疏表示理论基础 |
| 2.1 从参数估计到线性回归 |
| 2.2 从线性模型到稀疏表示模型 |
| 2.2.1 线性模型 |
| 2.2.2 经典稀疏表示模型:LASSO |
| 2.2.3 LAD模型 |
| 2.2.4 弹性网模型 |
| 2.2.5 块LASSO模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 水下无人集群类生物多址发射信号建模 |
| 3.1 海豚哨叫信号特征分析 |
| 3.2 基于LASSO的单分量类生物多址发射信号建模 |
| 3.2.1 类生物多址发射信号模型 |
| 3.2.2 基于参数邻域搜索的字典更新策略 |
| 3.2.3 快速实现算法(ADMM) |
| 3.2.4 数值仿真分析和试验数据处理 |
| 3.3 基于块LASSO的多分量类生物多址发射信号建模 |
| 3.3.1 多分量类生物多址发射信号模型 |
| 3.3.2 块稀疏优化函数表达式 |
| 3.3.3 快速实现算法(ADMM) |
| 3.3.4 数值仿真分析与试验数据处理 |
| 3.4 基于鲁棒惩罚函数的类生物多址发射信号建模 |
| 3.4.1 脉冲噪声模型 |
| 3.4.2 优化函数表达式 |
| 3.4.3 快速实现算法(ADMM) |
| 3.4.4 数值仿真分析与试验数据处理 |
| 3.5 类生物多址发射信号性能分析 |
| 3.5.1 类生物多址发射信号时频谱图 |
| 3.5.2 类生物多址发射信号的隐蔽性能分析 |
| 3.5.3 类生物多址发射信号的可分辨性分析 |
| 3.5.4 类生物多址发射信号的分辨率分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 水下无人集群信道稳健盲解卷积技术 |
| 4.1 基于广义信道冲激响应的多源接收信号模型 |
| 4.1.1 水声信道模型 |
| 4.1.2 多源接收信号模型 |
| 4.1.3 常规信道估计技术 |
| 4.1.4 试验数据处理 |
| 4.2 信道稳健盲解卷积技术 |
| 4.2.1 信道盲解卷积模型 |
| 4.2.2 基于宽带积分字典的字典更新策略 |
| 4.2.3 正则化参数选取策略 |
| 4.2.4 数值仿真分析与试验数据处理 |
| 4.3 信道稳健盲解卷积技术的推广 |
| 4.3.1 基于线性调频信号的信道盲解卷积技术 |
| 4.3.2 基于类生物多址发射信号的信道盲解卷积技术 |
| 4.3.3 数值仿真分析与试验数据处理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 水下无人集群时延稳健估计技术 |
| 5.1 高斯噪声背景下的时延稳健估计技术 |
| 5.1.1 基于加权迭代LASSO的时延估计模型 |
| 5.1.2 快速实现算法(ADMM) |
| 5.1.3 数值仿真分析 |
| 5.2 脉冲噪声背景下的时延稳健估计技术 |
| 5.2.1 基于鲁棒惩罚函数的多源接收信号辨识 |
| 5.2.2 基于鲁棒惩罚函数的加权迭代时延估计模型 |
| 5.2.3 数值仿真分析 |
| 5.3 水下无人集群稳健时延估计试验数据处理 |
| 5.3.1 高斯噪声背景下的接收信号时延估计试验 |
| 5.3.2 脉冲噪声背景下的接收信号时延估计试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）解卷积主动声呐目标回波高分辨时延估计技术（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 物理背景与数学模型 |
| 2.1 水声信道模型 |
| 2.2 目标回波亮点模型 |
| 3 基于稀疏表示的目标回波解卷积时延估计技术 |
| 4 优化问题的解决方案 |
| 4.1 ADMM的展开式与推导 |
| 4.2 基于加权迭代策略的正则化参数设置方法 |
| 5 数值仿真与实验数据分析 |
| 5.1 仿真数据分析 |
| 5.2 实验数据分析 |
| 6 结束语 |
（4）应答器位置校准系统测距仪信号处理软件设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状与发展趋势 |
| 1.3 测距仪系统功能说明 |
| 1.4 论文的主要内容 |
| 第2章 应答器位置校准系统测距仪信号处理算法 |
| 2.1 基于自适应滤波器的窄带信号预处理 |
| 2.1.1 单通道自适应Notch滤波器原理 |
| 2.1.2 多通道自适应Notch滤波器原理 |
| 2.2 窄带信号检测与时延估计原理 |
| 2.2.1 窄带信号检测原理 |
| 2.2.2 窄带信号检测与时延估计流程 |
| 2.3 水声遥控指令通信技术 |
| 2.4 基于脉冲分裂特征的应答信号检测原理 |
| 2.4.1 相消干涉现象分析 |
| 2.4.2 脉冲分裂判决原理 |
| 2.5 基于同态滤波技术的多途信号分离原理 |
| 2.5.1 同态滤波技术基本原理 |
| 2.5.2 复倒谱的定义及计算方法 |
| 2.5.3 水声多途信道中的复倒谱分析 |
| 2.5.4 信噪比对复倒谱分析性能的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 应答器位置校准系统测距仪软件设计与实现 |
| 3.1 测距仪信号处理硬件平台简介 |
| 3.1.1 硬件开发平台TMDSEVM6678L |
| 3.1.2 核心芯片TMS320C6678及软件开发环境 |
| 3.2 TI SYS/BIOS实时操作系统 |
| 3.2.1 SYS/BIOS中的线程模块 |
| 3.2.2 SYS/BIOS中的线程协调模块 |
| 3.3 软件模块设计及实现方案 |
| 3.3.1 网络通信模块 |
| 3.3.2 窄带信号检测及时延估计模块 |
| 3.3.3 水声遥控指令通信模块 |
| 3.3.4 核间通信模块 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 软件性能测试与数据分析 |
| 4.1 网络通信模块性能测试 |
| 4.2 水声遥控指令通信模块性能测试 |
| 4.3 窄带信号检测及时延估计模块性能测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）基于反卷积的时空二维联合高分辨阵列信号处理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文背景及研究意义 |
| 1.2 方位-时延二维联合估计研究现状 |
| 1.2.1 方位估计研究现状 |
| 1.2.2 时延估计算法研究现状 |
| 1.2.3 方位-时延二维联合估计研究现状 |
| 1.3 反卷积技术发展现状 |
| 1.4 论文主要工作内容 |
| 第2章 基于反卷积的高分辨方位估计算法 |
| 2.1 多途信道下阵列信号接收模型 |
| 2.1.1 基于点源分布的多途信道模型 |
| 2.1.2 基阵接收数据模型 |
| 2.1.3 均匀线阵的自然指向性函数 |
| 2.2 空间反卷积算法 |
| 2.2.1 常规波束形成 |
| 2.2.2 Richardson-Lucy反卷积方位估计 |
| 2.2.3 FESCCO反卷积方位估计 |
| 2.3 反卷积方位估计仿真实验 |
| 2.3.1 仿真实验 |
| 2.3.2 性能仿真 |
| 2.3.3 海试数据处理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于反卷积的高分辨时延估计算法 |
| 3.1 拷贝相关器 |
| 3.2 FESCCO反卷积时延估计 |
| 3.3 Richardson-Lucy反卷积时延估计 |
| 3.4 反卷积信道估计仿真及实验数据处理 |
| 3.4.1 仿真实验 |
| 3.4.2 水池验证试验 |
| 3.4.3 湖试数据处理 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于反卷积的时空二维联合估计 |
| 4.1 常规处理和一维反卷积时空二维联合分布 |
| 4.1.1 脉冲信号常规处理时空二维联合分布 |
| 4.1.2 空域反卷积时空二维分布 |
| 4.1.3 时域反卷积时空二维分布 |
| 4.2 基于反卷积的时空二维联合分布 |
| 4.2.1 仿真实验 |
| 4.2.2 湖试实验数据处理 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）多通道扩频信号时延估计算法研究及DSP实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 扩频技术应用在水声定位中的研究现状 |
| 1.3 论文章节内容安排 |
| 第2章 伪随机序列特性研究 |
| 2.1 扩频通信的理论基础 |
| 2.2 伪随机序列 |
| 2.2.1 m序列的生成 |
| 2.2.2 Gold序列的生成 |
| 2.2.3 小Kasami序列的生成 |
| 2.2.4 序列的相关性 |
| 2.2.5 不同阶数的序列的性能对比 |
| 2.3 平衡Gold序列的优化 |
| 2.3.1 码元相位的优化 |
| 2.3.2 序列的优选 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于BPSK调制的扩频信号性质研究 |
| 3.1 扩频信号调制形式 |
| 3.2 参数设置对信号的影响 |
| 3.2.1 参数对扩频信号频谱的影响 |
| 3.2.2 参数对扩频信号的相关性的影响 |
| 3.3 水声信道中的相关器的输出 |
| 3.3.1 高斯白噪声对相关包络的影响 |
| 3.3.2 多途效应对相关器输出的影响 |
| 3.3.3 多址干扰对相关器输出的影响 |
| 3.3.4 多普勒效应对相关器输出的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 时延估计算法研究 |
| 4.1 相关法求时延 |
| 4.1.1 基于FFT的相关的快速算法 |
| 4.1.2 长序列的滑动相关 |
| 4.1.3 基于FFT的相关的快速算法所需计算量和存储空间分析 |
| 4.2 分步相关算法 |
| 4.2.1 分步相关相关器原理 |
| 4.2.2 分步相关算法步骤 |
| 4.2.3 实现分步相关算法所需的计算量和存储空间分析 |
| 4.2.4 通过载波补偿抑制多普勒的方法 |
| 4.3 分步相关算法在DSP上实现 |
| 4.3.1 DSP结构特点概述 |
| 4.3.2 分步相关算法优化 |
| 4.4 相关峰的判决和时延估计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 DSP系统的实现 |
| 5.1 系统硬件平台设计 |
| 5.1.1 DSP模块 |
| 5.1.2 系统电源模块 |
| 5.1.3 系统时钟输入 |
| 5.1.4 数据采集模块电路设计 |
| 5.1.5 Flash存储模块设计 |
| 5.2 系统平台软件设计 |
| 5.2.1 系统时钟配置 |
| 5.2.2 SPI配置 |
| 5.2.3 定时器配置 |
| 5.2.4 中断配置 |
| 5.2.5 FLASH模块配置 |
| 5.2.6 乒乓缓存 |
| 5.2.7 时延估计与应答 |
| 5.3 系统功能验证 |
| 5.3.1 数据采集功能验证 |
| 5.3.2 分步相关算法验证 |
| 5.3.3 应答功能验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）拖曳式主动声呐信号处理算法研究与多核DSP实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 拖曳式主动声纳概述 |
| 1.3 拖曳式主动声呐信号处理技术概述 |
| 1.3.1 拖曳式声呐波束形成技术概述 |
| 1.3.2 回波信号检测与估计技术概述 |
| 1.4 拖曳式主动声呐系统的构成与功能概述 |
| 1.5 论文研究内容及结构安排 |
| 第2章 矢量阵波束形成算法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 矢量阵信号处理基础 |
| 2.2.1 标量阵接收模型 |
| 2.2.2 矢量阵接收模型 |
| 2.2.3 仿真分析 |
| 2.3 矢量阵宽带波束形成方法研究 |
| 2.3.1 频域DFT宽带波束形成 |
| 2.3.2 恒定束宽波束形成 |
| 2.3.3 仿真分析 |
| 2.4 平台干扰抑制方法研究 |
| 2.4.1 低旁瓣波束形成 |
| 2.4.2 零陷波束形成 |
| 2.4.3 仿真分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 回波信号检测与参数估计算法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 混响抑制算法研究 |
| 3.2.1 基于AR模型的混响预白化算法 |
| 3.2.2 基于二分奇异值分解法的混响分离算法 |
| 3.2.3 湖试数据分析 |
| 3.3 回波信号检测算法研究 |
| 3.3.1 基于匹配滤波的回波信号检测方法 |
| 3.3.2 匹配滤波器的快速滑动相关实现 |
| 3.3.3 频域自适应匹配滤波算法 |
| 3.4 回波信号时延估计算法研究 |
| 3.4.1 回波信号时延估计技术 |
| 3.4.2 运动目标时延估计修正技术 |
| 3.5 回波信号频率估计算法研究 |
| 3.5.1 ALE线谱增强器 |
| 3.5.2 频域批处理技术 |
| 3.5.3 基于FFT插值的频率估计技术 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 拖曳式主动声呐信号处理软件设计与实现 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 声呐信号处理硬件平台介绍 |
| 4.2.1 采用多核处理器的必要性 |
| 4.2.2 多核DSP TMS320C6678概述 |
| 4.3 主动声呐软件设计与实现 |
| 4.3.1 多核处理软件总体框架 |
| 4.3.2 网络通信模块 |
| 4.3.3 多核数据交互模块 |
| 4.3.4 信号处理模块 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 软件测试与试验分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验室环境测试与分析 |
| 5.2.1 矢量阵指向性测试 |
| 5.2.2 网络数据传输测试 |
| 5.2.3 信号处理平台测试 |
| 5.2.4 DSP负载与耗时测试 |
| 5.3 湖上试验测试与分析 |
| 5.3.1 水文环境 |
| 5.3.2 矢量阵阵处理数据分析 |
| 5.3.3 方位、距离、速度估计性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）被动声呐信号的时延估计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 研究历史及现状 |
| 1.3 本文主要工作及内容安排 |
| 第二章 时延估计基础 |
| 2.1 声呐系统的一般概念 |
| 2.1.1 声呐的系统模型 |
| 2.1.2 被动声呐目标信号的特点 |
| 2.2 时延估计的基本模型 |
| 2.2.1 宽带信号模型 |
| 2.2.2 多途环境下的信号模型 |
| 2.2.3 虚源原理 |
| 2.3 评价标准 |
| 2.3.1 参数估计的基本性能 |
| 2.3.2 时延估计的性能评价标准 |
| 2.4 基于最大似然准则的时延估计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 宽带信号的精确时延估计 |
| 3.1 互相关时延估计算法 |
| 3.1.1 基本互相关时延估计 |
| 3.1.2 广义相关时延估计 |
| 3.1.3 相关峰检测存在的问题及解决办法 |
| 3.2 相关峰插值法 |
| 3.2.1 分数时延估计算法 |
| 3.2.2 频域补零法 |
| 3.3 相关峰精确插值算法FICP |
| 3.3.1 Chirp-Z变换(CZT) |
| 3.3.2 改进的Chirp-Z变换算法(MCZT) |
| 3.3.3 相关峰精确插值算法FICP |
| 3.4 带限信号的频谱细化 |
| 3.4.1 带限信号谱细化(BCZT) |
| 3.4.2 用IBCZT实现快速相关峰细化 |
| 3.5 仿真实验 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 多途环境下的时延估计 |
| 4.1 相关类时延估计算法存在的问题 |
| 4.2 MUSIC时延估计算法 |
| 4.2.1 MUSIC算法原理 |
| 4.2.2 MUSIC时延估计算法 |
| 4.3 最小方差时延估计算法 |
| 4.4 多途环境下的时延跟踪算法 |
| 4.5 仿真实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（9）复杂水声信道参数精确估计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 论文背景及意义 |
| 1.1.2 论文研究系统概述 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 1.4 预期目标 |
| 第2章 多途信道中的高精度信道参数估计算法 |
| 2.1 多途信道中的信道参数估计问题概述 |
| 2.2 使用三点内插的匹配滤波算法 |
| 2.3 频域平滑的求根MUSIC算法 |
| 2.3.1 算法介绍 |
| 2.3.2 算法仿真结果 |
| 2.4 旋转不变技术信号参数估计算法(ESPRIT)与最小模算法(Min-Norm) |
| 2.4.1 旋转不变技术信号参数估计算法(ESPRIT算法)原理 |
| 2.4.2 最小模算法(Min-Norm算法)原理 |
| 2.5 基于子空间的参数估计算法性能比较 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 多用户信道中的高精度信道参数估计算法 |
| 3.1 多用户信道中信道参数估计问题概述 |
| 3.2 解耦合多用户接收算法(DEMA算法) |
| 3.2.1 算法介绍 |
| 3.2.2 算法仿真结果 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 信道参数估计算法在实际系统中的应用 |
| 4.1 四元阵定位坐标解算原理 |
| 4.2 MISO实验系统平台搭建 |
| 4.3 水池数据处理 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）水声干扰环境下的移动目标探测与参数估计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 水下阵列信号处理研究现状 |
| 1.2.1 经典波束形成方法研究 |
| 1.2.2 高分辨方位估计方法研究 |
| 1.2.3 基于矢量水听器阵列的波束形成方法研究 |
| 1.2.4 模态域阵列信号处理方法研究 |
| 1.3 主动声呐系统的信号检测与参数估计研究现状 |
| 1.3.1 水声信号检测方法介绍 |
| 1.3.2 水声参数估计方法介绍 |
| 1.4 论文研究内容 |
| 第2章 矢量面阵模态域信号处理方法研究 |
| 2.1 标量阵模态域信号处理方法 |
| 2.1.1 平面阵模态域信号处理方法研究 |
| 2.1.2 体积阵模态域信号处理方法研究 |
| 2.1.3 模态域信号处理方法参数选取 |
| 2.2 矢量面阵模态域信号处理方法研究 |
| 2.2.1 矢量面阵接收信号模型 |
| 2.2.2 基于球谐函数展开的正交模态权系数求解 |
| 2.2.3 矢量面阵波束形成方法研究 |
| 2.2.4 矢量面阵模态域信号处理参数选取 |
| 2.3 仿真与结果分析 |
| 2.3.1 矢量水听器阵与标量水听器阵波束形成对比 |
| 2.3.2 矢量面阵模态域正交模态权系数误差分析 |
| 2.3.3 基于矢量面阵的模态域信号处理 |
| 2.3.4 模态域MUSIC方位估计方法仿真与结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于多普勒频移方差分布的分数阶域信号检测方法研究 |
| 3.1 分数阶傅里叶变换原理及性质 |
| 3.1.1 分数阶傅里叶变换定义 |
| 3.1.2 分数阶傅里叶变换性质 |
| 3.1.3 离散分数阶傅里叶变换 |
| 3.2 水声信道中宽带信号回波模型 |
| 3.2.1 运动目标回波信号模型 |
| 3.2.2 水声信道中回波信号模型 |
| 3.3 相干多途信道目标回波多普勒频移分析 |
| 3.4 基于多普勒频移方差分布的分数阶域信号检测方法研究 |
| 3.4.1 分数阶域卷积 |
| 3.4.2 参考信号设定 |
| 3.4.3 分数阶域时延-多普勒能量矩阵 |
| 3.5 仿真与结果分析 |
| 3.6 海试试验数据处理 |
| 3.6.1 试验概况 |
| 3.6.2 接收信号预处理 |
| 3.6.3 试验数据处理结果及分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于分数阶傅里叶变换的移动目标参数估计方法研究 |
| 4.1 最优阶次分数阶傅里叶变换信号时延和多普勒频移估计方法 |
| 4.1.1 回波信号参数在分数阶域变换关系 |
| 4.1.2 最优阶次信号时延和多普勒频移估计方法 |
| 4.1.3 最优阶次参数估计方法仿真与结果分析 |
| 4.2 定阶次分数阶傅里叶变换信号时延和多普勒频移估计方法 |
| 4.2.1 回波信号参数与分数阶峰值位置、带宽关系推导 |
| 4.2.2 定阶次信号时延和多普勒频移估计方法 |
| 4.2.3 定阶次参数估计方法仿真与结果分析 |
| 4.3 基于分数阶傅里叶滤波的模态域多目标方位估计方法研究 |
| 4.3.1 分数阶傅里叶滤波方法介绍 |
| 4.3.2 模态域多目标方位估计方法研究 |
| 4.3.3 多目标方位估计方法仿真与结果分析 |
| 4.4 海试试验数据处理 |
| 4.4.1 最优阶次参数估计方法试验数据处理结果及分析 |
| 4.4.2 定阶次参数估计方法试验数据处理结果及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
四、时延估计技术及其在多途环境中的应用（论文参考文献）
- [1]高精度水下多途信道时延估计方法研究[D]. 彭秋莹. 哈尔滨工程大学, 2021
- [2]基于稀疏表示的水下无人集群稳健探测技术研究[D]. 苍思远. 哈尔滨工程大学, 2021
- [3]解卷积主动声呐目标回波高分辨时延估计技术[J]. 苍思远,生雪莉,董航,郭龙祥. 电子与信息学报, 2021(03)
- [4]应答器位置校准系统测距仪信号处理软件设计与实现[D]. 张翔天. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [5]基于反卷积的时空二维联合高分辨阵列信号处理[D]. 杨宛珊. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [6]多通道扩频信号时延估计算法研究及DSP实现[D]. 孙嘉诚. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [7]拖曳式主动声呐信号处理算法研究与多核DSP实现[D]. 支阳阳. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [8]被动声呐信号的时延估计[D]. 李宝磊. 东南大学, 2019(06)
- [9]复杂水声信道参数精确估计方法研究[D]. 魏骁. 哈尔滨工程大学, 2019(09)
- [10]水声干扰环境下的移动目标探测与参数估计方法研究[D]. 于歌. 哈尔滨工程大学, 2018(01)