基于分數(shù)階傅里葉變換的信道估計算法研究.pdf

1、分數(shù)階傅里葉變換(Fractional Fourier Transform, FRFT)是傅里葉變換的一種廣義形式，可以理解為時頻平面上的旋轉(zhuǎn)算子。信號變換到分數(shù)域上同時包含了時域與頻域的信息，使 FRFT具有許多傳統(tǒng)傅里葉變換不具備的性質(zhì)，可用來處理非平穩(wěn)信號。本文利用信號的時延和頻移變換到分數(shù)域上都表現(xiàn)為信號幅度譜的偏移特性，研究了基于分數(shù)階傅里葉變換的時延和頻偏估計問題。
　　在時延估計方面，針對已有文獻利用Chirp信號在

2、分數(shù)階傅里葉變換域上具有最好的能量聚集特性，通過在分數(shù)域檢測 Chirp信號幅度譜峰值位置來獲得時延估計的思想，對其進行改進，將相關運算引入到分數(shù)域上信號幅度譜的峰值位置獲取上來，提出一種基于分數(shù)域信號相關峰值檢測法的時延估計方法，高斯白噪聲環(huán)境下的仿真結(jié)果表明該方法在時延估計的均值和方差方面較之于分數(shù)域 Chirp信號峰值檢測法都獲得了提升。針對分數(shù)域 Chirp信號峰值檢測法和分數(shù)域信號相關峰值檢測法都需要采用Chirp信號作為發(fā)射

3、信號的缺陷，介紹了基于分數(shù)域上差函數(shù)幅度平方的平均值(Average Magnitude Squared Fractional Difference Function, AMSFDF)最小法。AMSFDF方法的時延估計性能較之于分數(shù)域 Chirp信號峰值檢測法和分數(shù)域信號相關峰值檢測法都要差，但是在信號的形式和分數(shù)階傅里葉變換的階次選擇方面具有很大的靈活性。
　　在時延和頻移的聯(lián)合估計方面，針對傳統(tǒng)基于模糊函數(shù)的時延和多普勒頻移聯(lián)

4、合估計方法具有計算復雜度高的缺點，介紹了三種基于分數(shù)階傅里葉變換的時延和頻移聯(lián)合估計方法。其中分數(shù)域信號相關峰值檢測法是對已有文獻提出的分數(shù)域 Chirp信號峰值檢測法的改進，這兩種方法都需要采用兩個 Chirp信號作為發(fā)射信號，在單一路徑和多徑信道情況下的仿真結(jié)果都表明改進后的方法在低信噪比條件下仍能準確的估計出時延和頻偏，并且估計的誤差均小于分數(shù)域 Chirp信號峰值檢測法。基于AMSFDF最小的時延和頻域聯(lián)合估計方法是對基于AMS