基于循环相关的时延估计方法研究
基于二次相关的时延估计方法
基于二次相关的时延估计方法随着科技的不断发展，信号处理技术也在不断地完善和提高。
其中，时延估计是一项非常重要的技术之一。
本文将围绕“基于二次相关的时延估计方法”进行阐述。
1、什么是时延估计？时延估计是指在接收到信号的两个不同位置时，通过信号处理的方法来计算信号在两个位置之间传输所需要的时间差。
时延估计在通信、雷达、声学等领域中都有广泛的应用。
2、时延估计的方法时延估计的方法有许多种，其中基于二次相关的时延估计方法是一种常用的方法。
该方法主要分为以下几个步骤：（1）信号的预处理首先，需要对接收到的信号进行预处理。
这一步骤的目的是消除信号中的噪声和干扰信号等因素。
常用的预处理方法有滤波、去噪等。
（2）信号的分帧分帧是指将信号分成N段，将每段信号看做一个独立的处理单元。
同时，每段信号的长度应该是固定的。
这一步骤的目的是为了保证每个处理单元都具有相同的时间和长度。
（3）信号的二次相关二次相关是指将信号进行整体偏移后再进行相关计算的方法。
偏移量越大，相关值越小。
该方法可以通过以下公式来计算：其中，y表示接收到的信号，τ表示信号的相对延迟，R(τ)表示两个信号在τ时刻的相关函数，E[·]表示期望值。
（4）时延的估计通过计算二次相关函数的峰值位置，即可得到信号之间的时延。
具体来说，将所有的二次相关函数对齐，即可得到一个峰值，该峰值所在的位置就是信号传输的时延。
3、基于二次相关的时延估计方法的优缺点（1）优点二次相关法的原理简单，可以通过简单的数学公式来计算信号的相关性。
且该方法对信号的噪声和干扰信号等因素有一定的容错性，可以有效地进行噪声滤除。
（2）缺点二次相关法需要进行信号预处理、信号分帧操作等多个步骤，计算复杂度较高。
同时，若信号长度较短，容易出现误差较大的情况。
综上所述，基于二次相关的时延估计方法是一种常用的信号处理方法，可以在一定程度上对信号进行滤波和去噪，同时对于信号噪声等的因素也有一定的容错性。
如何利用循环神经网络进行时间序列预测(十)
时间序列预测是指根据历史数据，通过建立数学模型对未来一段时间内的数据进行预测。
在金融、气象、交通、医疗等领域都有广泛的应用。
而循环神经网络（Recurrent Neural Network, RNN）是一种能够处理时间序列数据的神经网络模型，它具有记忆功能，能够保存之前的信息并作为输入之一。
1. 循环神经网络简介循环神经网络是一种特殊的神经网络结构，它在处理序列数据时具有显著优势。
与传统的前馈神经网络不同，循环神经网络在处理序列数据时具有记忆功能，能够保存之前的信息并作为当前时刻的输入，从而更好地捕捉序列数据的特征。
在时间序列预测中，循环神经网络能够有效地利用历史数据，对未来的趋势进行预测。
2. 循环神经网络的应用循环神经网络在时间序列预测中有着广泛的应用。
在股票市场中，可以利用循环神经网络对股票价格进行预测；在气象领域，可以利用循环神经网络对气象数据进行预测；在交通领域，可以利用循环神经网络对交通流量进行预测。
循环神经网络能够灵活地适应不同的时间序列数据，对未来的趋势进行准确的预测。
3. 循环神经网络的训练在利用循环神经网络进行时间序列预测时，需要对模型进行训练。
训练循环神经网络需要大量的历史数据，通过反向传播算法不断调整网络参数，使得网络能够更好地拟合数据，达到较好的预测效果。
在训练过程中，需要注意避免过拟合和欠拟合的问题，选择合适的损失函数和优化算法，以达到最佳的预测效果。
4. 循环神经网络的优化为了提高循环神经网络在时间序列预测中的效果，可以采取一些优化措施。
例如，可以通过调整网络结构、增加网络层数、使用更复杂的激活函数等方法来提高网络的表达能力；可以通过调整学习率、使用更高级的优化算法来加速模型的收敛；还可以通过集成学习、超参数搜索等方法来提高模型的泛化能力，从而提高预测效果。
5. 循环神经网络的局限性尽管循环神经网络在时间序列预测中具有显著的优势，但它也存在一些局限性。
例如，循环神经网络在处理长时间依赖关系时容易出现梯度消失和梯度爆炸的问题，导致模型的训练困难；而且循环神经网络在处理长序列数据时计算复杂度较高，训练时间较长。
基于二次相关的时延估计方法研究
基 于二 次 相 关 的 时延 估 计 方 法 研 究
金 留念
（ 安 电 子 科 技 大 学 电子 工 程 学 院 ， 安 ７ ０ ７ ） 西 西 １０ １
摘 要 ： 对 无 源 定 位 中 时 延 估 计 的 问题 ， 研 究 二 次 相 关 法 时 延 估 计 的 基 础 上 ， 合 希 尔 伯 特 针 在 结
时差定 位 系统 中一个 十分 重要 的课题 。 本 文 在 研 究 二 次 相 关 法 时 延 估 计 ＿ 的 基 础 ４ Ｊ
，
它 作 为 有 源 测 向 定 位 的 有 益 补 充 ， 有 作 用 距 具
离远 、 隐蔽 性强 的优 点 ＿ ， 于提 高系 统在 复杂 电 ｌ对 ｊ
磁 环 境 下 的 生 存 能 力 具 有 重 要 作 用 。 目前 无 源 测
Ｋ ｅ ｏ ｄ ｓ ｃ ｎ ｏ ｅａ ｉｎ；ＴＤＯＡ ；Ｈ ｉ ｅ ｔｔａ ｆＩＢ ｙ ｗ ｒ ｓ： ｅ ｏ ｄ ｃ ｒ ｌｔ ｏ ｌ ｒ ｒ ｎｓｅ ｉ ｂ ｒ
１ 引 言
无 源 测 向定 位 是 现 代 电 子 侦 察 的 主 要 任 务 之
一
从 而对 辐射 源进 行定 位 。时差 定位 系统 具有 精度 高 、 位 快 等 优点 ， 工 程 中得 到 了广 泛 的应 用 。 定 在 但 是 时差定 位 系统 的精度 主要 取决 于 时延估计 的 精度 ， 因此 ， 研究 快 速 、 确 的 时延 估 计 方法 成 为 准
一
接 收机 ， 的体 积和设 备 的复杂 度都 较 高 ， 本也 它 成 就相 应提 高 了 ， 并且 还 不 能 解 决 同 时 同频 多信 号 的测 向 问题 。伴 随 着 数 字 技 术 和 通 信 技 术 的发
时延估计方法
自适应时延估计方法
• 它把有时间延迟的信号看成是基本信号经 过了相移滤波器h(n)后得到的信号，把基本 信号看成是参考信号，两路信号输入自适 应滤波器的输入端,经过自适应滤波器权矢 量的迭代，将基本信号加工成时间延迟信 号，以两信号的最小均方误差为准则，由 权矢量的最大值得到时延估值。
Gs j
Gs j Gx1x1 j
或
Gs j Gx2 x2 j
还可以用两路信号的自功率谱之积作近似滤波器（称为SCOT 权函数），即
1 H j Gx1x1 j Gx2 x2 j
还可以取其它权函数。
广义相关时延估计方法能提高时延估计的精度，特别是较 低信噪比情况下的精度，但是，必须合理选择加权函数才能兼 顾高分辨率和稳定性问题，同时，要求信号是平稳的,且需要 信号和噪声的统计先验知识。 广义相位谱法是基于相位谱估计的时延估计方法中最常见 的一种算法。由相关函数时间域转换为功率谱密度函数在频率
基于相关系数的窄带时间延迟估计方法
•多径时延估计ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 已知信号多径时延估计（EM算法实现ML）
• 含噪参考信号多径时延估计（循环相关函数的LS法）
• 未知波形信号的多径参数估计（music算法、esprit算法）
离散型的已知信号多径时延估计模型如下所示:
极大似然估计(MxaimmuLikehhoodEstimatino)是 参数估计问题的有效方法，具有近似最佳的估计性能
域比较信号之间的相似性。
自适应时延估计方法
基于自适应滤波器的自适应时延估计算法，常用的是
LMSTDE(最小均方误差时延估计算法)。
自适应时延估计法也就是迭代实现的广义相关时延估 计法。 小波分析和自适应时延估计方法结合起来,对宽带雷达信 号进行时延估计。此法能在较低的信噪比环境下准确估计时 延。不同级别的分解信号的时延估计精度不同,分解信号频 率越高,时延估计精度越高,也就是说分解信号频率越高,能在
时延估计方法
•多径时延估计
• 已知信号多径时延估计（EM算法实现ML） • 含噪参考信号多径时延估计（循环相关函数的LS法） • 未知波形信号的多径参数估计（music算法、esprit算法）
离散型的已知信号多径时延估计模型如下所示:
极大似然估计(MxaimmuLikehhoodEstimatino)是 参数估计问题的有效方法，具有近似最佳的估计性能 及稳健性。但是，鉴于多信号多参数估计问题所需多 维优化的复杂性，在多径时延估计问题中直接使用极 大似然方法显然并不可行。
自适应时延估计方法它把有时间延迟的信号看成是基本信号经过了相移滤波器hn后得到的信号把基本信号看成是参考信号两路信号输入自适应滤波器的输入端经过自适应滤波器权矢量的迭代将基本信号加工成时间延迟信号以两信号的最小均方误差为准则由权矢量的最大值得到时延估值
广义ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ相关技术
采用各种形式的频域滤波器对互相关函数进行处理，以使相关 函数的峰更尖锐。这种方法被称为广义互相关法。互功率谱经滤波 后的形式如下：
通过对二次相关函数峰值的估计就可提取时延信息。 优越性在于相关计算过程中,减少了噪声对信号的影响,与 一次相关法相比可以在更低的信噪比环境中估计时间延迟。
计算信号的相关函数时，计算量很大。为了减少计算 量，根据维纳辛钦定理，可以采用FFT(快速傅立叶变换) 进行快速计算以减少计算量。
基于相关系数的窄带时间延迟估计方法
• 二次相关法
信号模型：
由于噪声功率对信号的影响直接影响了一次互相关法 对信号进行时延估计时精度,所以进一步的降低噪声对信号 的影响是提高时延估计精度的方法之一。在此基础上提出 了时延估计的二次相关法以进一步在低信噪比的环境下保 证一定的时延估计精度。
二次相关时延估计算法的基本原理：将x1(n)的自相关 函数和x1(n)与x2(n)的互相关函数R12再做相关运算，以 进一步降低噪声对时延估计精度的影响。
基于循环谱的直扩信号到达时差估计
基于循环谱的直扩信号到达时差估计作者：李懿,李锋来源：《现代电子技术》2010年第21期摘要:以循环谱理论为基础,分析了直扩信号在平稳噪声及窄带干扰情况下的循环统计特性,研究了直扩信号的到达时差估计模型和提取方法。
在单一循环频率的基础上,对算法进行改进,提出了全相干循环估计器的到达时差算法。
通过计算机仿真,验证了改进算法不仅对信号具有选择能力,而且较单循环估计器和传统互相关方法具有更强的抑制噪声能力。
最后通过仿真得到了估计性能曲线,验证了理论的正确性。
关键词:时差; 全相干; 循环谱; 直扩信号中图分类号:TN971-34文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)21-0096-04Estimation for Step-out Time Difference of DSSS Signal Based on Cyclic SpectrumLI Yi, LI Feng(School of Electronics and Information, Jiangsu University of Science and Technology, Zhenjiang 212003, China)Abstract: The cyclic statistics characteristic of DSSS signal in stationary noise and narrowband interference is analyzed based on the theory of cyclic spectrum. The model of the step-out time difference estimation and extraction method are investigated. On the basis of single cyclic frequency, the algorithm is improved and the time difference estimation is proposed with full coherence cyclic estimator. The computer simulation proves that the improved algorithm not only has the selectivity for signals, but also has stronger ability to suppress the niose than those of the single cyclic estimator andy the correctness of the theory. Keywords: time difference; full coherence; cyclic spectrum; DSSS signal0 引言在常规通信信号进行到达时差估计时,往往假设信号为平稳随机过程,相应的估计方法有广义互相关方法[1-2]、参数模型法、高阶累积量法[3]等。
一种基于遗传算法的新时延估计方法
一种基于遗传算法的新时延估计方法何燕春;叶芳慧【期刊名称】《玉林师范学院学报》【年(卷),期】2013(34)5【摘要】提出了一种新的时延估计方法，通过采用FIR滤波器模型并结合遗传算法解决了代价函数复杂计算量下的高效全局优化。
算法利用最小二乘法准则，推导得到优化目标函数，并将时延，滤波器系数列入到参数估计模型中，继而将目标函数作为适应度函数，将时延，滤波器系数作为决策变量，应用遗传算法进行全局优化。
通过仿真实验表明，本文不仅在滤波器长度比较短的情况下获得最优的时延估计，而且大大地减少了计算量，提高了稳健性。
%A novel time delay estimation approach is proposed. It solves efficient global optimization via FIR filter model with genetic algorithm under the complex calculation of cost function. In the described method, objective function is derived by use of least-square-based rule; time delay parameter and filter coefficients are included into the parameter estimation model; then objective function is converted into fitness function and time delay as well as filter coefficients are considered as decision variable; global optimization is operated via genetic algorithm. Simulation experiments show that the proposed method can acquire optimal time delay estimation in the case of short filter length, but also reduce the computation and improve the robustness.【总页数】6页(P12-16,27)【作者】何燕春;叶芳慧【作者单位】南京特殊教育职业技术学院，江苏南京 210038;玉林师范学院数学与信息科学学院，广西玉林 537000【正文语种】中文【中图分类】TN911【相关文献】1.一种新的基于DSP的声时延估计方法 [J], 李飞;杨卫;张皎2.一种基于遗传算法的自适应参数型多径时延估计 [J], 熊秋(牛牛牛);杨景曙;王江3.一种基于遗传算法的自适应时延估计 [J], 熊秋彝;杨景曙;王江4.一种新的跳频信号时延估计方法* [J], 闫云斌; 全厚德; 崔佩璋5.一种新的跳频信号时延估计方法 [J], 闫云斌; 全厚德; 崔佩璋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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。