大范围高精度自适应时延估计方法及实现技术.pdf

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1、大范围高精度自适应时延估计方法及实现技术王洋2015年1月中图分类号：TN95UDC分类号：621.39大范围高精度自适应时延估计方法及实现技术作者姓名王洋学院名称信息与电子学院指导教师吴嗣亮教授答辩委员会主席张群英研究员申请学位工学硕士学科专业信息与通信工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月Studyandimplementationofadaptivetime-delayestimationalgorithmwithhighprecisionforlarge-rangetime-varyingdelayCandidateName:YangWangSchoolorDe

2、partment:SchoolofInformationandElectronFacultyMentor:Prof.SiliangWuChair,ThesisCommittee:Prof.QunyingZhangDegreeApplied:MasterofScienceinEngineeringMajor:InformationandCommunicationEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:January,2015北京理工大学硕士学位论文摘要在雷达、声纳及通信等很多领域中，时间延迟是表征信

3、号的重要参量，准确、迅速地估计接收器所接收到的同源信号之间的时间延迟，对距离、速度等相关参量的确定具有十分重要的意义。随着时延估计在很多领域的广泛应用，时延估计方法需要更多的考虑各种实际因素，对该技术的研究也呈现出多样性。一般而言，时延估计的精度要求越高，对算法复杂度的需求就越高，因此在对大范围时变时延进行精确估计时，就对算法的高效性提出了挑战。论文结合自适应算法理论和非整周期延时滤波理论，提出一种针对大范围时变时延的自适应时延估计方法，仿真及实现结果表明采用该方法可在使用资源较低的情况下，获得较快的收敛速度以及几十皮秒的估计精度。论文的主要工作如下：1.研究了自适应算法和非整周期延时

4、滤波的相关理论，结合最小均方误差自适应算法和Farrow小数延时滤波器结构，提出了一种针对大范围时变时延的估计方法，给出了Farrow滤波器和自适应迭代算法中相应参数的公式推导，仿真验证了算法的有效性；2.基于FPGA设计实现所提方法，给出总体设计及各模块的详细设计，Modelsim仿真验证设计的正确性。关键词：时延估计；大范围；高精度；自适应迭代；Farrow滤波器I北京理工大学硕士学位论文AbstractTimedelayisanimportantparameterforcharacterizingasignalinmanyareas,includingradar,sonarran

5、gingandcommunicationsystems.Toestimatethetimedelaybetweendeterministicsignalsreceivedattwospatiallyseparatedsensorsaccuratelyandquicklyhasveryimportantsignificancetodeterminethedistance,speed,andotherrelatedparameters.Alongwiththetimedelayestimationiswidelyusedinmanyfields,themethodrequiresmorec

6、onsiderationofpracticalfactorsandtheresearchonthistechnologyalsopresentsdiversity.Ingeneral,iftheaccuracyofthetimedelayestimationrequireshigher,thecomplexityofthealgorithmneedsmuchhigher.Soitisachallengetotheefficiencyofalgorithmwhenweestimateandtracklarge-rangetime-varyingdelay.Thispaperpresent

7、sanewadaptivesubsampleexplicittimedelayestimationalgorithmthatiswellsuitableforlarge-rangetime-varyingdelaycombinedwithadaptivealgorithmandthetheoryoffractionaldelayfilters.Simulationandimplementationresultsshowthatthismetho