多径时延估计的算法研究

多径时延估计的算法研究
多径时延估计的算法研究

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

ABSTRACT

Time—delayestimation(TDE)haswideapplicationsinradar,sonaLcommunicationandmanyotherfields.Itisanactiveresearchareaindigital

signalprocessing.Generally,TDEproblemscanbedividedintoTDEsofsinglepathenvironmentandmultipathenvironment,whilethelaterhaspracticalapplicationbackgroundandisadifficultoneinTDEproblems.ThisthesisfocusesontheTDEinmultipathenvironment.

Firstly,webrieflyreviewthedevelopmentandapplicationsofTDEmethodsandintroduceseveraltypicalTDEmethods.ThenwediscusstwoTDEmethodsinmultipathenvironment(EMmethodandWRELAXmethod),whichhavehighmultipath

resolution.WesimulatetheirperformanceinGaussiannoiseand

periodicalinterferencebackgrounds.Theresultsshowthatthetwomethodsaresubjecttoperiodicalinterference.Finally,toresistperiodicalinterferences,weproposeacyclostationarity-basedEMmethod(Cyc—EMmethom.Theoreticalandsimulationresultsshowthattheproposedmethodhasstrongresistancetoperiodicalinterfefence.ItsperformanceiSsuperiortothatofEMandWRELAXmethodsinGaussiannoiseandperiodicalinterferencebackground.Inpractice,therearemanyman—madesignalswhichhavecyclostationarycharacteristicsandthereforetheCyc—EMmethodhasgreatapplicationpotential.

一,Key

Words:TimedelayestimationGeneralizedcorrelationprocessingCyclostationarysignalsMultipatheffect

II

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。信号的时间延迟是一个很重要的基本参量,由它可进一步确定目标的其他有关参量(如在雷达应用中目标的距离、方位、运动方向和速度等)。时间延迟估计是数字信号处理领域的一个十分活跃的研究课题,具有重要的理论意义和应用价值。一方面,人们在研究时延估计的原理和方法时,应用了数字信号处理、信号检测与估计、时间序列分析与建模和自适应信号处理等方面的理论和技术,从而为这些学科领域的发展提供了新的动力,促进了这些理论和技术的发展;另一方面,时间延迟估计的进展,又迅速应用于雷达、声纳及电声测量等军事领域,石油勘探、地震探测、地下管道泄露检测定位等工业领域,水声学、地震学、生物医学等学科领域。

根据目标信源和检测系统的不同,时延估计问题可划分为两大类型,即主动时延估计和被动时延估计。通常,主动时延估计由发射机、接收机、传感器阵列组成【1,2】。发射机发出电磁波或声波去搜寻目标,当遇到目标之后,其中一部分被反射回接收系统,根据信号发出时刻与返回时刻的时间差,确定目标的方位、距离和速度等信息,如图1.1。

被动时间延迟估计不主动发出信号去搜寻目标,而是接收目标发出的电磁波或声波等信号,根据各个不同接收基元接收到的信号的时间羞来确定目标信源的有关参数,典型例子是被动声纳系统【3.5】,如图1.2。

南京理工大学硕士学位论文绪论叠达发射,!萋勿5标

跳戥旁编号海面船只

图11主动时间延迟估计图1.2被动时间延迟估计1.1.1基本时延估计的模型【1,5】

时间延迟估计问题最基本的模型可用双基元模型来描述。考虑图1.1.1所示的系统,图中A和曰为相距工的两个接收系统。假设有一个信号s(f)从方向D以平面波前传输到两个接收系统,则信号s(t)N达系统4和B的时间差为

D=Lco咧v(1.1.1)其中V为信号传播速度。设A和B接收的信号分别为X1(f)和X2(r)

xl(f)=s(f)-I-nl(,)(1.1,2a)

x2(f)=s(t—D)+月2(f)(1.1.2b)其中啊(r)和n2(f)为噪声信号。所谓的时间延迟估计问题就是根据系统A和B接收的信号一(,)和r:(f)估计出时间差D。

根据不同的应用上述数学模型可以演化成不同的形式,详见第1.2节。

图l1l双基元模型(基本时延估计模型)

绪论

堕塞矍三查堂堡主兰垡笙苎

1.1.2多径时延估计的模型16—13】

多径传播是雷达、移动通信以及地球物理等领域经常遇到的问题,接收到的信号由信号及各次回波叠加而成。这些叠加信号的参数估计具有十分重要的意义,因为在信号传播模型确定的情况下,它们能给出目标的位置;或知道信号源和接收器的位置,可给出信号传播路径等重要信息。因此,这类问题的研究自五十年代末、六十年代初以来就一直受到人们的关注。

图1.1.2多径时延估计的模型

对于多径信号,我们讨论一个接收系统的模型。考虑图1.1.2的接收系统。假设有一个远区场信号s(r)作用到该接收系统。我们注意到由于接收系统所处环境的复杂性,使得系统接收的信号除了直射信号外,还有不同路径的反射、折射或散射信号。设共有D条路径信号,每条路径信号相对于s(O的时延为f,,幅度衰减量为m,,则数学上多径时延估计模型可以表示为:

r(f)=∑In,4t—q)+”(f)(1.1.3)

1=1

其中行(t)为接收到的噪声或干扰。

对多径时延估计问题,我们一般地假设信号s(O是已知的或者是能通过某种方式获得的。多径时延估计就是由接收系统获取的信号,Ⅲ和给定的s(O来估计多径信号的参数m,、“和D。

无论是基本时延估计模型还是多径时延估计模型,目标信源的信号都

堕塞墨三查堂堡主兰垡堡苎

是以球面波的形式向四面八方辐射的。

1绪论

为便于问题的分析和处理,我们常将

信源和接收器考虑在同一平面内,并且距离足够远,从而使球面波退化为平面波,正如我们在前面模型中所假设的。在实际中,还有其它形式的时延估计模型,在这里就不在赘述,详见[14,15】。

1.2时延估计的应用

时延估计问题在实际中有着重要的应用,广泛地应用于雷达、声纳、电声测量、石油地震勘探、地下管道泄露检测定位、水声学、地震学和生物医学等领域。下面我们举几个具体的例子来说明。

1.在雷达中的应用【16,17,37,38]

时延估计问题在雷达中有着重要的应用。根据时延参数,我们可以确定目标的距离、速度和方位等信息。考虑式(1.1.2)所示的数学模型。假设XI(f)表示雷达发射的信号,则nl(O=O。当通过接收的x:(D估计出时延D时,我们可以根据式(1.1.1)计算出目标的方位,

∥=areeos(Dv/三)(1.2.1)

卜—生—斗—丝叫

图1.2.1三基元模型

如果我们考虑一个三基元雷达系统,如图1.2l所示,我们不仅可以测定目标的方位而且还可以决定目标的距离。设s(R,历为需要定位的目标,三个接收器A、B、C组成一个线性阵,AB、BC之间距离为三,、厶,S到B的

壹塞里三盔堂堡圭堂堡丝奎距离设为月,信号通过爿相对于曰的时延为D。,延为D:,信号传播的速度为V,则

1绪论结合三角关系

可以推出R和励

R=信号通过B相对于C的时fSA卜l船I=vD。lsBI—Iscl=vD:

俐2=葺+R2+2/1Rcosfl

I阳12=置+R2—2厶Rcosp

ISBl-R

(1.2.2a)

卢:删鲫犯一2RvD2一(vD2)2]/2RL:)(1.22b)

可见,只要测得时延D,、D:便可求得R、历从而确定出目标的位置。式(1.2.1)是式(1.2.2b)的近似表达式。

2.在移动通信中的应用

移动信道的典型特征之一是多径。多径效应是由于电波传播路径上的建筑物、树木、地形等障碍物反射、散射及绕射造成的。在接收端会收到几个具有不同延迟的信号,只有当它们能够被区分时才能被识别和利用;而时延估计是区分不同路径信号的重要参量。

在直接序列扩频码分多址通信系统中,我们知道当相对时延大于码片间隔t时可以区分开每条路径【18】。我们假设在上行链路中的数据模型为(考虑只有1个用户情形)

南京理工大学硕士学位论文1绪论

r(,)=∑∑口hbms(t—mT,一dh)+n(,)(1.2.3)

m;l,s1

其中aim为第m个码元在第,条路径上的复衰减系数,k∈{1,一1)为第m个信息比特,J(f)为归一化的扩频波形,Ⅳ为信息序列长度,t为信息比特的时间宽度,n(r)为加性高斯白噪声,如为第m个信息比特在第,条路径上到达接收器的时延。我们最终目的是要估计出b。,但是由于存在多径,故必须先把各个路径分开即估计出各路径的时延d,m,才可能根据最佳接收机估计出k,所以说估计各路径的时延d。是一个基础。

3.在地球物理探测中的应用

地球物理勘探是时延估计问题的又一重要应用领域。在我国,石油、天然气多贮存在河流和湖泊。为了描述油气在地层中的贮存分布,常常需要

发射,接tk装置

=(t},r(tlj己]

图1.2.2测量原理图

测得地层的水利、地质特性。图1.2.2是一个常用的测量原理图。设发射信号为s(f),则对图示的地质结构其接收信号,(,)可表示为

,(r)=∑m,s(t—r/)+"(,)(1.2.4)

/M

其中q=2h1/v,,r2=2h1/V,+2h2/V2,f3=2hl/v}+2^2/v2+2也/v3分别为发射信号为J(r)经过不同地质结构的相对时延,v,、v。和v,分别为信号在空气、水及淤积物的传播速度,胛(f)为噪声信号。如果我们能测得各回波的延迟订、

一—r

●堕室墨三查兰堡主兰垡堡壅—————————L兰堕L—f,和乃以及传播速度v,、v2和v,,则可以得到反映水位、淤积体形态和淤

厚状况的参数h,、h,和h,。

当然,时延估计不仅仅局限于以上应用,它具有相当广泛的应用领域,

如在电子声测技术中测目标的方位、距离和速度等:生物医学领域中利用时

间延迟估计技术来测量声波从外耳传到内耳的传播时间,帮助人们理解人和

其他物种的听音机理;地震学领域中通过对到达不同接收器的地震波的时延

进行测定,判断这些地震波究竟来自地球内部的自然扰动还是认为的因素造

成等。

1.3时延估计的基本方法

1.3.1时延估计方法的发展

时间延迟估计的理论和技术是由水声目标定位及信号处理的发展脱颖

而出的。早在十五世纪,意大利人达芬奇就曾有过用空气管插入海中收听远

方航船噪声的论述,且这种方法一直延用到第一次世界大战。现代声纳的研

究始于本世纪初,到了第二次世界大战时,多种声纳装置已被用于潜艇和反

潜艇。五十年代以来,随着信息论、信号检测理论和计算技术的发展以及各

种应用领域对时延估计的需求,时延估计理论得到了迅速发展。

1976年,Knapp和Cater发表了一篇名为“广义相关法时延估计”的著

名论文[4】,把时延估计的研究推向新的高潮并使时延估计获得了广泛的应

用。这篇论文从理论的高度,将当时存在的多种基于相关分析的加权时延估

计方法统一在广义相关时延估计的理论框架下,并且给出了时延估计的性能

下界一克拉美罗低界。这篇著名论文成为划时代的历史文献。

进入八十年代,时间延迟估计的研究有了蓬勃地发展。1981年,IEEE

√一一堕室矍三查兰堡主兰堡堡壅!:堑笙一ASSP学会专门出了一期关于时间延迟估计问题的专刊【19】,汇集了当时多

篇重要研究论文,内容涉及到被动及主动时间延迟估计问题、广义相关时延

估计方法、理论研究和性能分析、时变时延问题和自适应时延估计等问题;

其中包括Piersol首次提出的相位谱时延估计方法,Chow等人研究的时延估

计的Barankin界,Rodriguez等人通过仿真研究了相位估计用于生物医学时延估计的应用问题,Theriault等人提出了一种避免固有偏差的被动定位方法,Reed等人首次提出了自适应时间延迟估计的原理和方法。整个八十年代,除了广义相关法在理论、方法和性能上达到了深入地研究和广泛地发展外,其他多种方法如广义双谱法、参量模型法和自适应法等都从无到有,得到了迅速发展【22】。此外,还提出了其它类型的方法,典型的有Feder等人基于估值最大(EM)准则提出的一种最优多源定位方法和Azenkot等人提出的基于最小二乘估值的时延估计方法等等【9,30]。

进入九十年代以来,除了对现有方法进行扩展和深入研究外,又发展

了基于人工神经网络的时延估计方法,基于谱相关理论的时延估计方法和各种自适应的时延估计方法等[20.221。

近年来,时间延迟估计仍然在向广度和深度发展,主要表现在以下几个方面[461:

(1)在非平稳及时变环境下,发展收敛快、计算量小的自适应时延估计

方法。

(2)在非高斯信号、相关高斯噪声下,采用基于高阶谱的时延估计方法。

(3)开始研究更加一般的信号、噪声与信道模型条件下的时延估计问题。

(4)将现代数字信号处理技术应用于时延估计的理论研究和实际应用,

开始研究离散时延估计的插值以及采样对时延估计精度的影响。

(5)开始发展多源多径条件下具有高分辨率的多径时延估计方法。

堕室堡三查竺堡主兰垡笙奎一.—————————土兰墅生一1.3.2典型时延估计方法

在过去的几十年里,人们发展了众多的时延估计方法。下面我们介绍几种典型的时延估计方法以示信号处理理论如何在时延估计中应用的。

1.广义相关时延估计方法【4】

广义相关时延估计是在相关法基础上发展起来的。相关法是一种最基本的时延估计方法,其基本思想是分析比较信号的时域相似程度,利用两接收信号的相关函数来估计时延。式(1.1.2)的两个接收信号的互相关函数为:

R,。0)=五b。Oh:O+r)】=E盼0)+确(f))00+r—D)+胛:(f+捌

=Rs,(『一D)(1.3.1)其中E[】表示数学期望,R。(『)表示源信号J(O的自相关函数。由于IR。。p—D1≤R。(0),即当v-D=O时,两个接收信号的相关性最大,因此选择v=D时刻作为时延估值。

观察式(1.3.1)可以看出,B,。(f)=矗。(f—D)的成立条件是在刀,(,)和,l:(f)为高斯白噪声且相互独立的基础上;而在实际中这种假设往往是不能

图I3l广义相关时延估计方法原理框图

堕塞墨三查兰堡主兰笪堡苎!:堕垒一满足的,噪声或干扰的影响会使峰值的位置偏移,甚至出现虚假的峰。解决这一问题的方法之一就是寻找一种加权方法,使噪声和干扰项的影响减到最小,由此提出了广义相关时延估计方法。广义相关时延估计方法是在对_@x:(f)估算相关函数之前,先对其进行预滤波或等效为在频域内加权处理,加强信号中源信号的谱分量,提高信噪比,获得更好的时延估计精度。图1.3,1为广义相关时延估计的原理图。我们可以得出以下关系式:

R,。‘s’p)=F。【G,。。咿)](1.3.2a)

G。。(厂)=w驴)G。(厂)(1.3.2b)

wU)=H。(厂归;(,)(1.3.2c)其中,+表示复共轭,Gy.。(厂)广义互功率谱函数,w(厂)为广义相关加权函数。加权函数有很多种,它们均是在不同准则下的最优处理器。其中HB加权是一种典型的加权函数[3】,它的提出基于使期望信号峰与输出噪声之比最大,HB加权函数为:

wn。(f)=IGxl,2(州/qⅢ(,)G。:(,)(1.3.3)不过在实际应用中,加权函数只能由接收信号来估计,因此与理论性能有一定差距。

2.广义相位谱时延估计方法[23】

在信号的谱分析中,相位谱与幅度谱占有同等重要的地位。由维纳.辛钦定理可知,信号的相关函数与其功率谱是互为傅立叶变换的。因此,相关函数中的时延信息完全可由功率谱的相位谱得到。也就是说,信号之间的相似性,既可以由相关函数在时域比较,也可以由功率谱在频率域来比较。由式(1.3.1)可得

南京理工大学硕士学位论文绪论

Gx,,:(厂)=G。(f)exp(-j2799))则互功率谱G。:驴)的相位谱函数氏,:U)为:

九,,驴)=一2nfo(1.3.4)(1.3.5)

上式表明,丸。驴)为频率的线性函数,这样我们可根据相位谱函数的斜率来确定时延。实际中,由于噪声的影响及信号噪声谱的不平坦使得丸,,驴)不可能为一直线,而是呈围绕理想直线上下波动的状态。通常采用有约束的最小二乘法对相位函数的数据进行直线拟合来进行时延估计。

3.自适应时延估计方法[25,261

自适应时延估计法基于自适应处理技术。由自适应滤波器可根据信号的统计特性,在某种最优准则下自动地调节自身的参数,只需很少或根本不需要任何关于信号和噪声的先验知识,其原理框图如图1.3.2所示。可以看出:从s(n)到s(n-D)的时延信息是包含在h(n)的峰值点中的,即h(n)的峰值位置对应由s(n)到s(n—D)的时延信息,采用自适应滤波器实现这个参数估计就是在s(玎)的输入端插入一段与己被延迟了的时延一样的时间延迟,从而

%Cn)

”1∽)

图1.3.2自适应时延估计法

P伽)

壹塞墨三查兰堡主兰垡笙兰

使两路信号的均方误差达到最小。

绪论

当自适应滤波器收敛时,实现y(聍)与期望

信号烈”)的最大相似性,自适应滤波器的权矢量^。(疗)成为h(n)l拘复ffilJ,由ha(珂)的最大值所在的位置可以得到时延估计。即若h◇)=maX阮O)】"=o,1,…,L,

则D=P。

4.参量模型时延估计方法[24】

参量模型法的基本思想是把时间延迟估计问题转化为一个有限脉冲响应滤波器的参数估计问题。实际上,信号的时延效应,可以等效为信号通过一个滤波器的效应【24】。这种方法的特点是所有计算均在时域进行从而可避免当数据长度有限时,在频率估计方面所遇到的困难。

1.4本文主要工作

本文首先回顾了时延估计的应用以及时延估计方法的发展,阐明了几种基本时延估计方法即广义相关时延估计方法、广义相位谱时延估计方法等。在时延估计问题中,多径多源环境普遍存在于许多应用领域,其中如何提高多径多源时延估计的分辨率是一个重要问题。本文将多径时延估计作为研究的方向,详细阐述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,并对两种方法进行了仿真,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,提出了基于循环平稳特性的EM算法(简记为Cyc.EM算法)。模拟结果表明Cyc.EM算法在周期干扰下的性能优于EM方法和WRELAX方法。具有循环平稳特性的信号普遍存在于许多应用环境中,所以Cyc.EM方法具有一定的实用价值。

南京理工大学硕士学位论文2.多径时延估计的典型方法

多径时延估计的典型方法

2.1概述

本文讨论的多径时延估计模型如式(1.1.3)所示,即

40=∑m,sO—r,)+n(f)(2.1.1)

Iffil

在实际应用中,多径信号数量D、每径信号的幅度衰减量卅,和时延f,都是要估计的参数:而时延“的估计精度直接影响其它参量估计的性能。根据时延f,的大小,多径时延估计可分为可分辨和不可分辨两种情形。如果多径传播是可分辨的,也就是说各次回波的时延差大于信号自相关函数的有效持续时间宽度,那么一种传统的检测与估计方法就是采用相关运算(对于确定性信号而言就是匹配滤波器)[27】。相关法的基本原理是根据相关图的峰值点所在位置决定相应的时延或进行时延差估计,而峰值的大小包含了各次回波的幅度信息。但是,如果各次回波的时延差小于信号自相关函数的有效持续时间宽度,即不可分辨的情况,那么基于相关运算的方法将会由于各个峰值间的相互重叠而带来很大的估计误差[28】。

不可分辨多径信号的时延及回波衰减系数的估计在实际中具有很大的意义,因为当探测的目标比较接近或传播路径相似时各个回波都会产生不同程度的重叠现象。一种直接的估计方法就是对参数进行非线性最小二乘搜索。Ehrenberg等人在信号为已知和噪声信号服从高斯分布的情形下,给出了一种直接的最大似然时延估计算法[291。这种算法以信号及其导数间的互相关运算为基础计算大。Feder和Weinstein提出了以估计最大化fEM)算法为基础的一种有效的最大似然估计方法[30】,该算法把多径时延估计问题转

壹塞里三查兰堡主堂竺堡塞!:童堡堕笙笪生堕壅型查堕

化为每径信号的匹配滤波处理。

不可分辨时延估计的方法还有很多,如将最大似然估计转换到频域,在那里,时延及时延差变成了正弦信号的频率,而信号宽度则相应地成为“时间序列”的长度【31】。因此可以把谱分析中高分辨率的谱估计方法用以时延的估计。其中,特征结构分析技术是近年来在国际是受到高度重视的一种高分辨率谱分析方法[321。另外,神经网络由于具有很强的学习集体计算能力,也引入到了多径信号的分辨中【20】,并考虑了时变情况下的跟踪分析问题,取得了良好的效果。

总之,多径时延估计并不是一个新的课题,但近年来的研究却十分的活跃,其原因在于(1)随着雷达、医学成像以及移动通信等领域的发展,对叠加信号的检测与估计提出了更高的要求;(2)作为一个具有很强应用背景的多径叠加信号的模型,其本身也具有很大的理论价值。就目前的结果看,大多数的多径时延估计算法都是以回波数目及信号形状(或谱)先验已知为前提条件,这在一些应用场合是不适用的。

本章讨论了几种典型的多径时延估计方法:最大似然方法、EM算法和WRELAX算法;阐述了这些方法的基本原理并模拟比较了它们在不同背景下的性能。

2.2多径时延估计的最大似然方法[10l

最大似然方法作为一种有效的参数估计方法在多径信号的分辨中一直为人们所关注和利用。在估计理论中,参数矢量的最大似然估计,通常是通过对一组观察随机变量的联合概率密度(即似然)函数关于参数矢量的最大化来得到。当观察对象是一随机过程而不是~组随机变量时,估计则可以通过似然比函数关于未知参数的最大化来实现。

堕室堡三查兰堡主兰垡堡兰!:兰丝堕垩堕盐墼墨型互鲨在多径时延估计问题中,当噪声为高斯白噪声时,接收信号r(t)的似然

比为:

A㈨))-唧{手r川,善D肌础1净一砉r[;;叩(f1)]2疵}cz.z?,其中[D,刀为观察时间间隔,盯z:Ek(f如+(f)】为噪声方差。因而,参数{f?}、{m,}的最大似然估计可以通过对(2.2.1)式求关于{q}、{m,)的最大值来得到。

由于对数函数是单调的,因而在求解中,可以用对数似然比来代替,即

嚣磷}A(,(f”2芒磷)lnA(r(t))(2?2?2)

用矩阵表示形式,对数似然比可表示为:

hA(r(f”=72m7≯一古m7人m(2硼其中

m7=∞1,m2,…mD)

≯=(fr(t)s(t—f1如,F协(f—f2枷,…,F协(f一%协]

A的元素九为人=

^,^:…^。

如。如:…五。

九m九D2…九DE九=F(h,)s(f-r.,)dt

对式(2.2.3)求关于矢量m的导数,并令其为零,可求得

堕室矍三查堂堡主兰竺丝兰

m=A-1西

将(2.2.4)代回(2.2.3)并求式(2.2.3)的最大似然估计:

2多径时延估计的典型方法

(2.2.4)关于{r,}的最大值,即得{一}

乍桫九1_一加1爿(2.25)由于距阵A是对称的,故式(2.2.5)可以简化为:

mbaX[x≯7A。1矿】(2?2?6)可以看出,在该方法中,2D个参数的最大似然估计仅需求解式(2.2.6)在D维空间的最大化。但是由于(2.2.6)式是关于{『』}的非线性最优化问题,因此其运算复杂度很大。而且,上述方法假设信号J(f)准确已知,但实际中由于J(r)的获得往往不可避免地受到各种因素的影响而产生一定畸变,因而所得到的s(f)经常是不准确的,这势必导致经典最大似然方法结果的恶化。

2.3多径时延估计的WRELAX算法133l

2.3.1多径时延估计WRELAX算法的基本原理

对于如式(2.1.1)的多径时延估计问题,从理论上讲我们总可以寻求一个最小二乘解,即

斟∽一扣h侧i眨,.t,当噪声为高斯白噪声时,所得的解为参数的最大似然估计。但是,直接求解式(2.3.1)是一个非线性多维最优化问题,计算复杂度大。WRELAX方法

南京理工大学硕士学位论文2.多径时延估计的典型方法

的基本思想是将式(2.3.1)多维最优化问题转化为一系列一维最优化问题。WRELAX方法既可以在时域实现也可以在频域实现。下面我们从频域来阐述这一方法的实现过程。

将式(2.1.1)所描述的数学模型离散化并进行傅立叶变换,可得

,0t)=∑m,s如t—f1)+一0t)(2.3.2)

月(.i})=s(七压肌,expOⅥt)+Ⅳ忙)(2.3.3)这里R(女),s(t),Ⅳ(%)分别表示r(nt),s(nL),n(nL)的傅立叶变换,t为采样周期,wf=一鲁,k=O,1,…,Ⅳ-lo这样求解式(2.3.1)转化为求下式的最小值

Ⅳ_I】DI‘

C0∽,q)=∑IR∞~m)∑m7exp㈨叫(2.34)

k=0l1=1J

文献【33】基于对式(23.4)的观察提出了基于加权傅立叶变换和波形松弛法的求解方法(WRELAX—WeightedFouriertransformandRElAXation)。令

R=陋(o),矗@…,R(N一1)y

S=咖p(o),s(1),…,s(N—1)]

口∽)=[exp(jw,.o),exp(jwl.1),…,exp(jwt.(Ⅳ一1)ff

其中(.)7表示转置。定义

假设{茹,,£)二。,是已知,

JJ

刀在

.M

一不

M黻

^m

。∑州舶

公文格式(转发通知的办法)

公文格式(转发通知的办法) 日期:2009-04-28 【选择字号:大中小】 公文格式(转发通知的办法) 平常收文件多,关于转发的通知也多,但见到最多的也就两个转发,三个通知。今天偶然看到一份文件,是上海的, 文件为沪教纪[2003]8号文。 文件名是:中共上海市教育纪律检查工作委员会关于转发《中共上海市纪委监察委关于转发〈中共中央纪委监察部关于转发〈北京市纪委监察局关于严明纪律确保非典型肺炎防治工作顺利进行的紧急通知〉的通知〉的通知>的通知》 公文写作是每个行政岗位人员应该掌握的基本技能,别的不说了,为了少闹点笑话。转帖两份资料,加粗和划线部分为本人所加,期望与有意提高公文写作水平的公务人员共同学习:

《如何写好转发类通知》 转发类通知是指转发上级机关或同级机关或不相隶属机关文件的通知,在承上启下的机关使用频率很高。这类通知内容相对比较简单,但要写好写精也不易。从当前的办文实际看,仍然存有标题拟制不当,照抄照转等一些问题。写好这类通知,要处理好以下三个问题。 一、标题怎么写,标题太长怎么办 公文的标题由发文机关、事由、文种构成,转发类通知的标题,一般也由“发文机关+关于转发+原文标题+文种”组成。但实际办文中,有省略发文机关的,也有省略重复介词的等等。如《××市人民政府办公室转发市卫生局等部门关于农村卫生机构改革与管理的实施意见的通知》(×政办发〔2004〕26号)。 在转发式通知中,经常会遇到转发的层次较多的情况,这时标题中“关于”、“转发”、“通知”反复在一个标题内多次出现,十分累赘,让人读起来别扭,理解起来困难。为使标题简练、流畅,方便理解,可采取以下方法处理。 1. 省略法。一是省略发文机关名称。二是省略介词“关于”或文种“通知”。当原文标题中有“关于”一词时,且文种为通知,标题可拟为“转发+原标题”。如《转发××水利委员会关于激励创新办法的实施细则(试行)的通知》(××办[2004]2号)。被转发的文件文种不是通知时,还要加上通知。三是省略被转发文件联合发文机关名称,只在正文里列出各个联合发文机关。如《国务院办公厅转发监察部等部门对征用农民集体所有土地补偿费管理使用情况开展专项检查的意见的通知》(国办发[2004]31号)。 2. 替代法。有的文件标题很长,采用省略法拟制标题仍然很长,可用发文字号作为新拟标题的事由,以替代原文标题。如<<转发监察部监发[2004]2号文件的通知>>(××监[2004]6号),倘若不如此替代省略,拟制的标题就应是《转发监察部关于贯彻实施〈行政许可法〉加强对贯彻执行〈行政许可法〉情况进行监察的通知的通知》。但用替代法拟制标题让人不容易一眼看出发文事由,也可用发文字号加事由的办法来解决这一问题。如<<××省人民政府办公厅关于转发国办发[2004]38号文件切实做好固定资产投资项目清理工作的通知>>(×政办发[2004]41 号),既避免了冗长,又标明了事由。 3. 直转法。如果上级的文件,到本单位时已经经过了三、四层转发,这时可以直

5GNR延时优化方法

5GNR延时优化方法 一、简述 5G系统相比其它通讯系统,结构更加精简。从协议已发布一些指标来看,时延相比其它系统有较大改善。比如协议要求用户面时延小于4ms,用户面ping包时延指标往往作为单站验收的KPI指标之一。本文主要介绍5G ping包时延问题的优化和定位方法。 二、基本原理和流程介绍 5G做ping时延测试,一般是在连接终端UE的笔记本电脑上面进行ping包,为了排除,外网时延的影响,一般采用ping FTP内网服务器IP地址的方式。正常Ping 包测试方法如下:前提条件 测试目标小区正常建立。移动UE找到想要的测试点,通常PING包测试中要求测试UE 在目标小区近点即SINR大于20的点,为了测试出较理想结果尽量找到SINR大于25的测试点。UE正常注册成功并接入网络。 测试步骤 第一步、将NR测试终端放置在近点; 第二步、NR测试终端发起初始业务连接; 第三步、分别使用32Bytes 、64Bytes、256Bytes、1000Bytes、1500Bytes的包长向网络进行ping包测试100次,使用抓包软件记录应用层RTT时间; 第四步、将测试UE放置在中点,重复步骤2~3; 第五步、将测试UE放置在远点,重复步骤2~3; 数据记录 数据格式:原始Log文件(自定义),导出文件(CSV或EXCEL) 导出精度:1秒/样本点 终端侧:时间、经纬度、RSRP(CSI RS &DM RS)、RS-SINR(CSI RS &DM RS)、各层空口信令消息、ping时延 基站侧:信令、话统数据等 三、用户面时延优化方法 3.1、ping测试问题的分析思路 由于ping包测试电脑和测试终端UE的影响不可控,排除这这个因素后,需要重点分析PING环回时延的空口时延和传输时延两部分。当测试得到的环回时延较大时,甚至不能满足PING包测试指标要求时,需要将ping时延分解成下面两部分单独进行分析:无线空口时延,即UE和基站间的交互时延,传输侧交互时延。 分解为两部分统计环回时延的目的是判断出时延较大的原因是由空口造成还是传输引起的。如果空口时延较大,则需要从调度算法上考虑优化,这块由版本和无线参数来保证;若传输时延较长,那就是非接入层的原因,可以从基站侧ping EPC或PING FTP服务器来确认是否受到传输网络的影响,确认是传输的问题,需要请传输侧工程师协助解决。 3.2、无线空口时延分析方法 无线空口时延,即UE和基站间的交互时延主要受基站无线参数设置及无线环境的影响。主要分析方法是通过QXDM或者其他测试工具在终端UE侧进行抓log分析,如果有时延差

CSFB时延优化方法

整理的CSFB端到端的时延的一些优化思路 目前优化LTE的端到端时延的一些手段除了常见LAC边界邻区优化外集中在GSM网络的功能参数上,我整理了网上的一些意见如下: 无线侧添加好2G回落邻区,最好优先回落1800,在2G核心网侧鉴权用了很多时间; 以华为核心网为例: 1.核心网开启1/16鉴权(被叫每16次呼叫做1次鉴权,减少鉴权时延),关闭3G classmark 更新; 2.建议核心网关闭AUTN信元,目前核心网尚未确认是否可行,未执行(减小核心网鉴权参数下发长度,MSC向手机发送鉴权请求消息中不携带AUTN信元; 3.2G侧关闭3G classmark功能,可能会影响2/3G互操作(该参数用于BSC向MS发送系统消息3时,控制3G Early Classmark Sending Restriction字段的值。当该参数为YES时,3G Early Classmark Sending Restriction取值为1,表示MS发送的早期类标消息中包含3G类标信息;当该参数为NO时,3G Early Classmark Sending Restriction取值为0,表示MS发送的早期类标消息中不包含3G类标信息),目前已关闭BSC XX的开关; 4.建议2G侧调整类标更新优化类型为2(该参数表示A接口收到类标更新请求时,类标更新流程优化的类型。0:优化关闭,即标准的类标更新流程;1:中度优化,当BSC已经收到MS的类标,则直接向MSC返回类标,不向MS下发类标查询消息,否则下发;2:高度优化,当SET GCELLCCBASIC中“ECSC”设置为YES时,不向MS下发类标查询消息,否则下发),目前已调整BSC XX的参数; 5.建议调整小区跳频频点下发方式,从CA_MA改为Frequency_List(该参数用于在指配或切换中,跳频频点序列采用何种编码方式下发给MS。选择使用“CA+MA方式”时,指配或切换命令中通过携带CA和MA信息来表达跳频频点序列;选择使用“Frequency List方式”时,指配或切换命令中通过携带Frequency List信息来表达跳频频点序列;当选择使用“优化的CA+MA方式”时,如果小区频段为单一频段,则下发的指配命令中只携带MA,不携带CA。如果小区不是单频段,则指配命令中同时下发CA和MA信息),目前已调整网格内XX 个1800小区。 关闭“Identity Request/Identity Response”流程 6、把“无线利用率低于70%”的站点开启TCH立即指配功能

本文介绍3种交换机转发的方式

本文介绍3种交换机转发的方式,供大家参照。 1.直通式(Cut Through) 直通方式的以太网交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵电话交换机。它在输入端口检测到一个数据包时,检查该包的包头,获取包的目的地址,启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口,在输入与输出交叉处接通,把数据包直通到相应的端口,实现交换功能。由于不需要存储,延迟非常小、交换非常快,这是它的优点。它的缺点是,因为数据包内容并没有被以太网交换机保存下来,所以无法检查所传送的数据包是否有误,不能提供错误检测能力。由于没有缓存,不能将具有不同速率的输入/输出端口直接接通,而且容易丢包。 2.存储转发(Store &; Forward) 存储转发方式是计算机网络领域应用最为广泛的方式。它把输入端口的数据包检查,在对错误包处理后才取出数据包的目的地址,通过查找表转换成输出端口送出包。正因如此,存储转发方式在数据处理时延时大,这是它的不足,但是它可以对进入交换机的数据包进行错误检测,有效地改善网络性能。尤其重要的是它可以支持不同速度的端口间的转换,保持高速端口与低速端口间的协同工作。 3.碎片隔离(Fragment Free) 这是介于前两者之间的一种解决方案。它检查数据包的长度是否够64个字节,如果小于64字节,说明是假包,则丢弃该包;如果大于64字节,则发送该包。这种方式也不提供数据校验。它的数据处理速度比存储转发方式快,但比直通式慢。 五、二、三、四层交换机? 多种理解的说法: 1. 二层交换(也称为桥接)是基于硬件的桥接。基于每个末端站点的唯一MAC 地址转发数据包。二层交换的高性能可以产生增加各子网主机数量的网络设计。其仍然有桥接所具有的特性和限制。 三层交换是基于硬件的路由选择。路由器和第三层交换机对数据包交换操作的主要区别在于物理上的实施。

多径时延估计的算法研究

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 ABSTRACT Time—delayestimation(TDE)haswideapplicationsinradar,sonaLcommunicationandmanyotherfields.Itisanactiveresearchareaindigital signalprocessing.Generally,TDEproblemscanbedividedintoTDEsofsinglepathenvironmentandmultipathenvironment,whilethelaterhaspracticalapplicationbackgroundandisadifficultoneinTDEproblems.ThisthesisfocusesontheTDEinmultipathenvironment. Firstly,webrieflyreviewthedevelopmentandapplicationsofTDEmethodsandintroduceseveraltypicalTDEmethods.ThenwediscusstwoTDEmethodsinmultipathenvironment(EMmethodandWRELAXmethod),whichhavehighmultipath resolution.WesimulatetheirperformanceinGaussiannoiseand periodicalinterferencebackgrounds.Theresultsshowthatthetwomethodsaresubjecttoperiodicalinterference.Finally,toresistperiodicalinterferences,weproposeacyclostationarity-basedEMmethod(Cyc—EMmethom.Theoreticalandsimulationresultsshowthattheproposedmethodhasstrongresistancetoperiodicalinterfefence.ItsperformanceiSsuperiortothatofEMandWRELAXmethodsinGaussiannoiseandperiodicalinterferencebackground.Inpractice,therearemanyman—madesignalswhichhavecyclostationarycharacteristicsandthereforetheCyc—EMmethodhasgreatapplicationpotential. 一,Key Words:TimedelayestimationGeneralizedcorrelationprocessingCyclostationarysignalsMultipatheffect II

LTE网络下手游空口时延优化分析方法

杭州LTE网络下手游空口时延优化分析方法最佳实践总结 杭州电信余杭分公司 仲展毅 1概述 在4G时代,移动网带宽大幅提升,同时智能手机和应用也得到了极大发展。在智能手机应用中,网络游戏明显占据着非常重要的地位。如何提高用户在手机游戏中的网络体验成为游戏开发商、游戏代理商和电信运营商积极探索的方向。 从终端到服务器,整个体系的每一个环节都会影响用户的使用感知,基站空口显然是不确定性最大的一个环节,了解空口对时延的影响,并找到改善时延的方法非常重要。 本次通过研究手游在网络上2种交互连接的运作机制,并以典型情况介绍说明卡顿的根本原因。通过LTE无线空口的3个主要指标RSRP、SINR、负荷分别开展统计分析和现场评估,得出指标与时延的相关性以及提升方案,最后就LTE的一些特性对空口时延的影响进行分析并给出调整的实测情况。 2手机游戏机制 客户端与服务器间主要有2个交互连接,一个为TCP连接,一个为UDP连接。游戏客户端与服务器间的TCP长连接由终端发起,通过这个TCP长连接进行心跳和其他信息交互,用以确认服务器状态正常,心跳间隔3 s,消息大小固定,流程如图示:

客户端与服务器TCP流程图 客户端和服务器之间交互的报文,除了TCP长连接报文以外,还有大量的UDP报文,传递玩家的操作信息。主流网络游戏采用的同步机制为帧同步(非状态同步),主要流程如下:

广播帧流程图 当用户操作未及时上报,或客户端未及时收到服务器下发的广播消息时,都会体现为游戏中的卡顿。由此可知,网络侧上下行的总时延超过60 ms会极大拉低用户感知,但60 ms是整个环路上总时延阈值,对于空口则需要将本段时延降低至接近极限值。 3空口时延影响因素 3.1 覆盖、干扰与时延 对杭州同一个MME下的E-UTRN进行大量拉网Ping测试,得到不同环境下空口时延的散点图:

TD―LTE业务面时延优化研究

TD―LTE业务面时延优化研究 前言 业务面指标反映了移动通信用户的直观感知,对业务面指标的优化,可以预先解决用户感知不好的问题,减少用户投诉。本文首先对业务面TCP时延的优化流程进行梳理,并对TOP N小区定位、问题定界、容量确认、基站告警处理、传输问题排查、参数优化等环节展开分析,最后通过实际案例印证分析流程的准确性和可实施性。 1.业务面指标介绍 业务面指标反映了移动通信用户的直观感知,业务面指标差则容易引发客户感知差等问题。因此对业务面指标的优化,可以预先解决用户感知不好的问题,减少用户投诉。业务面指标与无线指标不同,其统计节点是参考OSI七层网络模型中的应用层和传输层消息。而这些指标在RAN侧是统计不到的,RAN侧只能统计到PDCP层。TCP时延作为要的业务面指标,其统计节点为:统计TCP建链时三次握手过程中的TCPACK的时间点减去TCPSYNACK的时间点。根据XDR规范,TCP时延是在S1-U口统计,其时延包括空口时延和ENB 到核心网的传输时延。 2.业务面时延优化流程

首先进行TOP N小区筛选和问题定界,如果属于RAN侧问题,则检查基站告警,否则排查传输问题。之后对小区参数进行核查,预调度参数设置是否准确,核实无误后安排现场测试,并进行天馈倒换、分析基站日志。如果是属于无线问题,则调整覆盖解决干扰,否则执行基站问题排查,并最终完成时延问题优化。那么面指标优化过程主要内容有:TOP 小区筛选、问题定界、告警处理、参数优化、基站侧问题解决和无线侧优化等几个重要步骤。 3.业务面指标优化方法 3.1TOP小区筛选 TOP小区筛选可以从两个数据源来筛选:一个是大数据平台,可以直接统计出TCP层业务面指标,但是由于是在S1-U 口采集的数据,因此统计出来的TCP层时延还包括了基站侧到核心网侧的传输时延;另外一个是RAN侧统计的用户面时延,统计的是PDCP层时延,使用RAN侧OMC统计出的用户面时延,就是完整的空口业务面时延,不包括传输侧时延。无线侧统计的用户面下行时延变化趋势与大数据平台统计 的TCP时延变化趋势一致。 3.2业务面问题定界 TOP小区筛选之后,需要判断是否为小区用户过多,容量不够导致业务面指标差,还是由于网络异常导致,两种原因需要有各自的解决方案。

平稳时间序列预测法

7 平稳时间序列预测法 7.1 概述 7.2 时间序列的自相关分析 7.3 单位根检验和协整检验 7.4 ARMA模型的建模 回总目录 7.1 概述 时间序列取自某一个随机过程,则称: 一、平稳时间序列 过程是平稳的――随机过程的随机特征不随时间变化而变化过程是非平稳的――随机过程的随机特征随时间变化而变化回总目录 回本章目录 宽平稳时间序列的定义: 设时间序列 ,对于任意的t,k和m,满足: 则称宽平稳。 回总目录

回本章目录 Box-Jenkins方法是一种理论较为完善的统计预测方法。 他们的工作为实际工作者提供了对时间序列进行分析、预测,以及对ARMA模型识别、估计和诊断的系统方 法。使ARMA模型的建立有了一套完整、正规、结构 化的建模方法,并且具有统计上的完善性和牢固的理 论基础。 ARMA模型是描述平稳随机序列的最常用的一种模型; 回总目录 回本章目录 ARMA模型三种基本形式: 自回归模型(AR:Auto-regressive); 移动平均模型(MA:Moving-Average); 混合模型(ARMA:Auto-regressive Moving-Average)。回总目录 回本章目录 如果时间序列满足 其中是独立同分布的随机变量序列,且满足:

则称时间序列服从p阶自回归模型。 二、自回归模型 回总目录 回本章目录 自回归模型的平稳条件: 滞后算子多项式 的根均在单位圆外,即 的根大于1。 回总目录 回本章目录 如果时间序列满足 则称时间序列服从q阶移动平均模型。或者记为。 平稳条件:任何条件下都平稳。

三、移动平均模型MA(q) 回总目录 回本章目录 四、ARMA(p,q)模型 如果时间序列 满足: 则称时间序列服从(p,q)阶自回归移动平均模型。 或者记为: 回总目录 回本章目录 q=0,模型即为AR(p); p=0,模型即为MA(q)。 ARMA(p,q)模型特殊情况: 回总目录 回本章目录 例题分析 设 ,其中A与B 为两个独立的零均值随机变量,方差为1;

转发性通知标题的拟制方法

【转发性通知标题的拟制方法】 一、当原标题(指拟转发公文的标题,下同)中含有“关于”、“对”等介词,且原文文种非“通知”时,可采用“发文机关(可省略)+转发+原标题+的通知”的形式,其中原文文种前有“的”字的,应省略“的”字。例如:“《国务院办公厅转发安全监管总局等部门关于加强企业应急管理工作意见的通知》(国办发[2007]13号)”,该标题的原标题为《关于加强企业应急管理工作的意见》,因原标题中含有介词“关于”,原文文种为“意见”,因此,在拟制转发标题时,应在原标题末尾加上“的通知”,省略意见前的“的”字。 二、当原标题中含有“关于”、“对”等介词,且文种是“通知”时,可采用“发文机关(可省略)+转发+原标题”的形式。例如“《**大学办公室转发校保密委员会关于开展保密评优工作地通知》(**办法[2007]1号)”,该标题的原标题为《校保密委员会关于开展保密评优工作地通知“,因原标题中既有介词“关于”,文种又是“通知”,所以拟制转发标题时直接用“转发+原标题”即可。 三、当原标题中不含“关于”、“对“等介词,可采用“发文机关(可省略)+关于+原标题+的通知”的形式,其中原文文种前有“的”字的,应省略“的”字。例如“《国务院办公厅关于转发教育部中小学公共安全教育指导纲要的通知》(国办发[2007]9号)”,该标题的元标题为《中小学公共安全教育指导纲要》,因原标题中既不含有“关于”、“对”等介词,文种亦非“通知”,因此拟制转发标题时应将“关于”放在转发一词前,“的通知”放在标题末尾。 四、如转发层次较多时,可直接转发最高一级的文件。如教育部就做好学校稳定工作下发了一个通知,某省教育厅转发后,某市教育局转发,某学校又需转发,这时就可直接将标题拟制为《**学校转发教育部关于做好学校稳定工作的通知》。

时延估计简介及国内外研究现状

时延估计简介及国内外研究现状 1时延估计简介 (1) 2国内外时延估计现状 (2) 1时延估计简介 时间延迟估计是表征信号的一个基本参量,生活中人们所谓的时延是指从说话人开始讲话到受话人听到所说的内容的时间。一般人能忍受小于250ms的时延,若时延太长,会使通信双方都不舒服。 自1976年,Knapp和Carter关于广义相关的时延估计的论文发表以来,对时间延迟及其有关参量的估计一直是信号处理领域中活跃的研究方向。时间延迟估计在雷达、声纳、语音信号处理、地球物理勘探、故障诊断和生物医学工程等领域都有广泛的应用。它主要指利用信号处理的理论和方法对不同接收器所接收信号的时间差进行估计,来确定其它相关参量,如信源的距离、方位、速度和移动方向等。根据不同的测量环境、测量要求和不同信号的特性,分别有不同的时延估计方法,通常用到的时延估计方法有相位法、双谱法、相关法、自适应滤波器参数模型法等。随着信号处理方法不断发展和完善,现代信号处理的各种算法引入到时延估计方法中,对多径时延、可变时延提高时延估计的精度、减小了计算量。下图分别为目前国际上对时延估计的学术关注度和用户关注度,充分的显示了人们对时延估计的理解和应用情况。 图1 学术关注度

图2 用户关注度 2国内外时延估计现状 目前国际上主要的基本时延估计方法有相关法、广义加权相关时延估计算法、相关函数和功率谱密度函数、自适应时延估计算法等不同的方法。 在时延估计算法中,相关法是最经典的时延估计方法,它通过信号的自相关函数滞后的峰值估计信号之间延迟的时间差。这种方法简单易懂,容易实现,但它的不足之处是要求信号和噪声、噪声和噪声互不相关,对非平稳信号和可变时延估计的估计误差大,甚至不能估计。 广义加权相关时延估计算法(GCC)。GCC在作相关之前对接收信号进行预白处理,增强了信号中信噪比较高的频率成分,提高了信噪比,从而提高了时延估计精度。由于广义相关法是相关法的一种扩展,它仍然是统计学意义上的相关,实现起来有一定的难度,所以广义加权相关法一般用有限时间的函数值代替统计学上的时延真值,作为相关函数的估值进行时延估计。 相关函数和功率谱密度函数是一对傅立叶变换对,信号的相似性既可由相关函数在时域比较,也可由功率谱密度函数在频域比较,所以时延估计也可在频域实现。时延D通过傅立叶变换在频域上表现为功率谱密度函数的相位函数,从而通过相位函数对时延进行估计。 B.Widrow提出了自适应时延估计算法。这种算法不需要获得信号和噪声的统计先验知识,可以通过调整自身参数,跟踪时变的时延。但当滤波器阶数高时,存在计算量大,收敛速度慢等缺点,它是通过牺牲估计速度来放松对信号和噪声统计先验知识要求的。 随着时延估计算法的不断发展,又涌现了很多新的算法。利用信号相位匹配原理估计的线谱相位数据时延估计和广义相关时延估计相结合的时延估计方法;

转发式公文标题的三种技术处理方法

转发式公文标题的三种技术处理方法在转发式公文标题的拟制中,时常遇到这样一种难以处理的情况,如《XX县政府关于转发XX市关于转发XX省政府关于XXX (事由)的通知的通知的通知》。 在这种标题中,介词一“关于”;动词一“转发”;文种一“通知”反复在一个标题内出现,令人不知所云。当遇到这种情况时,可采取以下三种方法进行技术处理。 一是省略法。当批转、转发、印发(颁发)原文标题中已有“关于”一词时,新拟标题可省略介词“关于”和文种“通知”,如(国务院批转农业部关于加速发展淡水渔业的报告)。当原文标题中没有“关于”一词时,新拟标题新拟部分中再加介词“关于”。但在“关于”和文种的省略时,要注意两点:第一,当新拟标题的新拟部分无介词“关于”时,标题新拟部分不可带有文种。如《转发省民政厅党组关于积极推行殡葬改革工作的报告的通知》;《转发XX市政府关于惩治贪污、受贿罪和惩治走私罪的两个补充规定的通知》,以上二例最后“的通知”三字应删去。因为这种标题属动宾结构式标题,“转发”为动词,以原文标题为宾语而组成。如再加上文种,不仅不合语法,且易造成不必要的混乱(即:不知批转或转发的是“报告”、“规定”还是“通知”了)。第二,当新拟标题中新拟部门有介词“关于”时,文种不可省略,如(XX 关于颁发四川省编制管理暂行办法的通知)。这类标题属介词结构式标题,不可拟成《XX关于颁发四川省编制管理暂行办法》。

二是替代法。当采用省略法也无法避免“转发”、“关于”、“通知”的重复出现时,即可用发文字号作为新拟标题的事由,以替代原文标题。如《X X省委关于贯彻落实中发[ 1989] 12号文件精神的通知》,倘若不如此替代,新拟制的标题就会变成:(X X 省委关于贯彻落实中共中央关于加强和改善党对工会、共青团、妇联工作领导的通知的通知),又是一个标题中出现两个“关于"和两个“的通知”。采用替代法时,要尽量不搞“迷宫”,在标题中最好标明事由主旨,让人一目了然。如《中共四川省委关于贯彻执行中发[1987] 21号文件严格控制党政机关干部出国问题的通知》(川发(1987) 28号),这样的标题就很好,即避免了重复出现“关于”和“的通知。问题,又标明了事由主旨。 三是直转法。当某一重大问题,中央发了文件,省委转发,市委转发,县委还要转发时,标题就更难拟制。采用省略法、替代法均不合适,这时可采用直接转发最上一级文件的办法。如 X X 省委就社教工作发了通知,某市委转发后,某县委又需转发,这时就可采用直接转发省委通知的办法,将标题拟成《转发 X X省委关于抓好社教工作的通知》。如若上级在转发它的上级文件时,均结合实际提出了具体落实意见,则可将上级的转发意见连同最上一级文件作为“附件”附在正文之后,主题词之前;当上级转发最上一级文件时,没有提出具体意见,则不必将中间级转发文件附上,可在导语中说明,也可不提及。

CSFB时延较长优化实施方案

CSFB时延较长优化实施方案

————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:

参数案例CSFB时延较长方案 公司绵阳分公司专业无线设备类型NodeB 设备厂家中兴设备型号软件版本 编制时间2014-10 作者作者电话 关键字时延、开启选择性鉴权、资源分配监视时长、DRX 问题现象 绵阳9月份TDL ATU测试(鼎力+Iphone 5S),CSFB测试时延为11.97s,全国省会城市排名18名,需要缩短CSFB的端到端时延。 主叫流程: GSM侧接入流程:

原因分析 从测试数据的信令流程分析CSFB 时延可以划分为3个过程,如下: Extended Service request-->RRC Connection Release RRC Connection Release-->CM Service Request CM Service Request-->Alerting 其中前2个阶段为LTE 侧,且时延较小,可提升空间几乎很小;最后阶段为GSM 侧(主要集中在核心网),可以着重优化。 下表为优化前时延分段统计的时延: Extended Service request-->Alerting Extended Service request-->RRC Connection Release RRC Connection Release-->CM Service Request CM Service Request-->Alerting 11.97 0.241 1.94 9.5(偏高) 优化调整 为此进行了以下几种对时延有影响的参数进行实验性调整,以下为各参数调整验证后时延结果: 修改参数 Extended Service request-->Alerting Extended Service request-->RRC Connection Release RRC Connection Release-->CM Service Request CM Service Request-->Alerting 关闭智能网 11.97 0.241 1.94 9.79 LTE 测量GSM 频点配置数 11.97 0.241 1.94 9.79 LTE 寻呼DRX 循环周期 11.75 0.241 1.94 9.57

计算机网络实验4-http时延估计

实验四 一、实验名称:http时延估计 二、实验目的:了解HTTP传输过程中的时延。 三、实验环境:运行Windows 2002/2003 Server/XP,java虚拟机,分组交换java小程序。四:实验记录:

1、基本概念:HTTP:超文本传输协议(HTTP,HyperText Transfer Protocol)是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。所有的WWW文件都必须遵守这个标准。设计HTTP最初的目的是为了提供一种发布和接收HTML页面的方法。 2:熟悉实验环境,实验之前,要设定个项参数,如上图所示:

connection type number of parallel connection number of object per-object transmissi on delay(in Rtts) TOTAL DELAY Rtts Non-PC 1 1 0 4 Non-PC 1 2 0 6 Non-PC 1 3 0 8 Non-PC 1 4 0 10 Non-PC 1 1 0.25 4.5 Non-PC 1 1 0.5 5 Non-PC 1 1 1 6 Non-PC 1 1 2 8 Non-PC 1 2 0.25 6.75 Non-PC 1 2 0.5 7.5 Non-PC 1 2 1 9 Non-PC 1 2 2 12 Non-PC 1 3 0.25 9 Non-PC 1 3 0.5 10 Non-PC 1 3 1 12 Non-PC 1 3 2 16 Non-PC 1 4 0.25 11.25 Non-PC 1 4 0.5 12.5 Non-PC 1 4 1 15 Non-PC 1 4 2 20 Non-PCwPC 1 1 0 4 Non-PCwPC 1 1 0.25 4.5 Non-PCwPC 1 1 0.5 5 Non-PCwPC 1 1 1 6 Non-PCwPC 1 1 2 8 Non-PCwPC 1 2 0 6 Non-PCwPC 1 2 0.25 6.75 Non-PCwPC 1 2 0.5 7.5 Non-PCwPC 1 2 1 9 Non-PCwPC 1 2 2 12 Non-PCwPC 1 3 0 8 Non-PCwPC 1 3 0.25 9 Non-PCwPC 1 3 0.5 10 Non-PCwPC 1 3 1 12 Non-PCwPC 1 3 2 16 Non-PCwPC 1 4 0 10 Non-PCwPC 1 4 0.25 11.5 Non-PCwPC 1 4 0.5 12.5 Non-PCwPC 1 4 1 15

VOLTE时延优化

VOLTE时延优化 摘要:语音呼叫建立时延是衡量VoLTE网络质量和客户感知的关键指标之一。本文基于现网研究与实践,分析了VoLTE呼叫时延的特点和影响要素,探索了相关优化思路和方法,对于指导VoLTE呼叫时延优化工作具有较好的参考价值。 1 前言 在衡量VoLTE网络性能、运营质量和客户感知的评估体系中,VoLTE语音呼叫建立时延是一个关键指标。呼叫时延的缩短,不但对减少网络信令资源消耗和减轻网络负荷具有重要价值,对提升客户体验和客户满意度也具有显著意义。 本文结合现网研究和实践情况,探讨了VoLTE呼叫时延的优化思路和方法,通过无线侧、EPC侧和IMS侧的联合优化,现网呼叫时延有效缩短了60%,提升了VoLTE语音业务质量和客户满意度。 2 TD-LTE网络语音呼叫时延的特点 TD-LTE网络的语音解决方案主要包括SVLTE、CSFB和VoLTE/eSRVCC等3种,SVLTE 属于双待终端解决方案,终端同时驻留在2G/3G以及LTE网络;CSFB属于单待终端解决方案,涉及2G/3G/4G系统,流程较复杂,呼叫时延较长;VoLTE通过IMS网络实现高清语音功能,呼叫时延较短。TD-LTE网络3种语音解决方案的特点对比如表1所示。 3 VoLTE呼叫时延优化思路与方法 VoLTE是基于IMS网络的LTE语音解决方案,架构在LTE网络上,相对于传统VoIP语音,能提供更好的QoS保障。如果VoLTE通话客户从LTE切换到2G/3G网络,需通过eSRVCC (Enhanced Single Radio Voice Call Continuity,增强型单射频语音连续性技术)功能,实现PS域向CS域的切换流程,从而保证客户的语音连续性。VoLTE/eSRVCC的呼叫流程比SVLTE和CSFB更加复杂,在本地网络呼叫时延研究中,主要在参数规范、网络结构、寻呼策略、调度算法等方面进行优化。 3.1 VoLTE呼叫信令流程 VoLTE使用SIP(Session Initiation Protocol,会话发起协议)实现语音会话信令流程,SIP包括Invite、100 Trying、183 Session Progress、Prack、Prack 200 OK、Update、Update 200 OK、180 Ringing等8条信令消息。VoLTE呼叫时延通常指从主叫侧SBC收到VoLTE语音的Invite

基于支持向量回归的行程时间预测算法

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/468610307.html, 基于支持向量回归的行程时间预测算法 作者:邱淳风王珊王超群 来源:《计算机时代》2014年第04期 摘要:作为交通规划、运营和通行能力评估的重要指标,行程时间的预测对出行者的路线和时间点的选择,以及交通规划部门的信号控制策略有着重要的实际意义。对于高级交通诱导系统而言,行程时间预测是一项关键的研究内容。现有行程时间预测方法较少,且预测误差较大。为此,运用浮动车和微波雷达测速数据,提出了基于支持向量机解决行程时间预测的方法,并且与历史平均法进行了比较。在杭州市高架路线上的实验结果表明,所提方法的预测精度大幅度超过了历史平均法。 关键词:支持向量机;行程时间;智能交通;历史平均 中图分类号:TP391 文献标志码:A 文章编号:1006-8228(2014)04-40-03 Abstract: As an important indicator of transportation planning, operations and capacity assessment, the forecasted travel time has important practical meaning for the choice of route and timing, as well as for traffic signal control strategy of transportation planning department. For advanced transportation guidance systems, it is a key issue to predict travel times between pairs of points of interest. There are few travel time prediction methods with high probability of prediction error. In this paper, the speed data returned from probe vehicles and microwave radars is used to predict travel times based on support vector regression(SVR), and the new algorithm is compared to the historical mean algorithm. The experimental results over elevatedroads in Hangzhou show that the SVR based algorithm significantly outperforms the historical mean algorithm. Key words: support vector machine; travel time; intelligent transportation; historical average 0 引言 行程时间是交通规划、运营和通行能力评估的重要指标。基于预测的行程时间,出行者可以直观地进行路线选择或者出行时间点的选择,交通规划部门能够做出合理的信号控制策略。因此,准确预测行程时间具有重要的应用价值。 支持向量机(SVM)[1]是Vapnik在1995年提出的,已经被广泛地应用到监督分类领 域。因为该方法采用了结构风险最小化的设计,比起经验风险最小化方法,其泛化能力更强,因此往往表现出较强的测试精度。特别地,工程实践往往难以获得大量标注样本,而SVM在小样本学习问题上表现出较佳的性能。另外,SVM采用严格的数值计算方法,不会收敛到局部最小解。在智能交通领域,运用SVM解决交通状态评估的工作较多,并且能得到高精度的路况估计结果。

城市公交车辆到站时间预测方法研究初稿需要讲解

***学院本科生毕业设计(论文) 修改意见: 1.第一章现在差不多,主要是个别字词需要修改,读不通; 2.第二章涉及到影响因素分析,各个因素用到的数据以表格或者 举例来说明如何影响,可以用到图形,统计图,表格数据加以说明,不要就几句话就说完啦 3.第二章是论文重点,可以把它分成两章,一章是影响因素分析, 一章是预测方法研究,影响因素就用所提的第二点意见进行修改,预测方法也得重点写,必须用到算法进行论述 I

***学院本科生毕业设计(论文) II 城市公交车辆到站时间预测方法研究初稿需要修改 摘 要 公交车辆的到站时间是所有出行者最为关心的交通信息之一,提高公交车辆的到站时间的预测模型的精准度和可靠性,可以对城市公共交通的发展起到巨大积极的推动作用。 论文系统地分析出公交车辆的到站时间的组成部分和影响因素,通过对公交车实际采集来的数据进行分析。详细分析了数据特性,得出了相应的预测结果。对于智能公交系统的发展提供理论意义与实际参考价值。 关键词 公交车辆到站时间;预测;统计;

***学院本科生毕业设计(论文) A bstract The arrival time of the bus is one of the most important traffic information. It can improve the accuracy and reliability of the arrival time of the bus. This paper systematically analyzes the components and influencing factors of the arrival time of public transit vehicles. Through the analysis of the data collected , the paper analyzes the data characteristics, and obtains the corresponding forecasting results. The results show that the practical reference value can be obtained by comparing the two kinds of forecasting models. Key words Arrival Time of Public Transport Vehicles; Prediction; Statistics; III

时间序列分析方法第章预测

第四章 预 测 在本章当中我们讨论预测的一般概念和方法,然后分析利用),(q p ARMA 模型进行预测的问题。 §4.1 预期原理 利用各种条件对某个变量下一个时点或者时间阶段内取值的判断是预测的重要情形。为此,需要了解如何确定预测值和度量预测的精度。 4.1.1 基于条件预期的预测 假设我们可以观察到一组随机变量t X 的样本值,然后利用这些数据预测随机变量1+t Y 的值。特别地,一个最为简单的情形就是利用t Y 的前m 个样本值预测1+t Y ,此时t X 可以描述为: 假设*|1t t Y +表示根据t X 对于1+t Y 做出的预测。那么如何度量预测效果呢?通常情况下,我们利用损失函数来度量预测效果的优劣。假设预测值与真实值之间的偏离作为损失,则简单的二次损失函数可以表示为(该度量也称为预测的均方误差): 定理4.1 使得预测均方误差达到最小的预测是给定t X 时,对1 +t Y 的条件数学期望,即: 证明:假设基于t X 对1+t Y 的任意预测值为: 则此预测的均方误差为: 对上式均方误差进行分解,可以得到: 其中交叉项的数学期望为(利用数学期望的叠代法则): 因此均方误差为: 为了使得均方误差达到最小,则有: 此时最优预测的均方误差为: 211*|1)]|([)(t t t t t X Y E Y E Y MSE +++-= End 我们以后经常使用条件数学期望作为随机变量的预测值。 4.1.2 基于线性投影的预测 由于上述条件数学期望比较难以确定,因此将预测函数的范围限制在线性函数当中,我们考虑下述线性预测: 如此预测的选取是所有预测变量的线性组合,预测的优劣则体现在系数向量的选择上。 定义4.1 如果我们可以求出一个系数向量值α,使得预测误差)(1t t X Y α'-+与t X 不相关: 则称预测t X α'为1+t Y 基于t X 的线性投影。 定理4.2 在所有线性预测当中,线性投影预测具有最小的均方误差。

相关文档
最新文档