摘要：時延估計是時差定位系統(tǒng)中的一項關鍵技術，也是影響定位精度的主要因素，對窄帶通信信號的時延估計精度不高，一直是其中的難點。本文介紹了時延估計的原理，比較了時延估計的幾種典型算法，并重點分析了其中針對窄帶通信信號的算法，最后對各種算法進行了總結，指出了時延估計算法的發(fā)展趨勢。

　　關鍵詞：無源定位；時差定位；時延估計

　　1時延估計模型及算法

　　圖1.時差定位模型

　　圖1給出了通信信號時差定位模型，其中S為輻射源，目標輻射信號位于偵察站法線方向，輻射源到各偵察站距離分別為r1，r2，r3。假設輻射源與偵察站處于同一水平面。

　　由圖1及時差定位法可得輻射源相對偵察站的方位和距離估計為：

　　2常用時延估計算法比較

　　2.1基于二階統(tǒng)計量的時延估計算法

　　廣義互相關算法[1]是最經典的時延估計算法。算法在信號做互相關之前通過增加窗函數(shù)的方法對信號進行預處理，以提高信號在噪聲中的比重，進而提高估計精度。由于相關函數(shù)和功率譜密度函數(shù)是一對Fourier變換，故時延信息也可以等價的通過功率譜密度函數(shù)在頻域提取，這種方法稱為廣義相位譜法[2]。頻域提取的優(yōu)勢在于克服了時域中噪聲造成的互相關函數(shù)主峰不明顯的現(xiàn)象，并且有利于站間的數(shù)據(jù)傳輸和處理。以上兩種算法都依賴信號和噪聲的先驗信息，理論上二者估計精度相當。

　　2.2基于高階統(tǒng)計量的時延估計算法

　　廣義相關法與廣義相位譜法的優(yōu)點是原理簡單易懂，運算量小，缺點是需要接收信號的統(tǒng)計特性，抗噪聲性能不好，且要求信號模型中的噪聲為相互獨立的高斯白噪聲。實際應用中，當進入接收機的信號中混有相關噪聲或非高斯的脈沖噪聲時，基于二階統(tǒng)計量的時延估計算法會發(fā)生退化甚至失效。針對此問題，學者們提出了利用三階統(tǒng)計量和四階統(tǒng)計量的時延估計算法。同二階統(tǒng)計量一樣，高階統(tǒng)計量法也可在頻域實現(xiàn)，稱為雙譜法或三譜法，頻域處理時也可通過對信號加窗進行預處理。理論上，基于高階統(tǒng)計量的算法在處理非高斯噪聲中的信號、高斯有色噪聲中的信號、非線性信號、非最小相位信號時會有很好的效果，但高階統(tǒng)計量法的局限性在于其計算量較大，需要的數(shù)據(jù)積累時間較長，受到信號相干性的制約，難以滿足系統(tǒng)的實時性要求，此外，運用高階統(tǒng)計量算法前還需預先對樣本信號進行分段平滑處理[3]。

　　3結束語

　　時延估計是現(xiàn)代信號處理中的一個重要問題,對其進行研究具有重要的理論意義和應用價值。隨著現(xiàn)代信號處理理論的不斷發(fā)展,采用新的信號分析和處理工具,實現(xiàn)低復雜度、穩(wěn)定可靠的時延估計，盡可能滿足不同場合的需要，仍將是時延估計的研究方向。

　　參考文獻

　　[1]KnappC，CarterG.Thegeneralizedcorrelationmethodforestimationoftimedelay[J].IEEETrans.onAcoustics，SpeechandSignalProcessing，1976，24(4):320-327.

　　[2]行鴻彥,唐娟.時延估計方法的分析[J].聲學技術,2008,01:110-114.

　　[3]李雪梅,陶然,王越.時延估計技術研究[J].雷達科學與技術,2010,04:362-371.

　　作者丁琳