两种白化滤波器

本文证明了两种白化滤波器的原理是基于线性代数中矩阵的Cholesky分解和谱分解,并导出了两种白化滤波器之间的内在关系。     

滤波器群时延特性分析及在信号处理中的应用

群时延是衡量系统对信号处理时间延迟的理论,对滤波器来说,不同频率的信号具有不同的延迟值。结合信号处理研究了群时延理论及其物理意义。对不同类型滤波器进行了分析论述,得出了线性滤波器群时延特性不随信号变化而变化,但在某些频率上会产生时延峰值的结论,并对几种信号作了分析。实验证明,将这一结论推广运用于空域中,对已知频率的信号,设计特定频率延迟的滤波器应用于图像目标检测,效果良好。     

改进的X波段雷达测海表面流算法

为了克服传统X波段雷达测表面流算法存在低流速时误差较大和测量结果不稳定的缺点,提出了一种改进的算法。首先使用色散关系带通滤波器滤除海杂波图像谱中非海浪信号;然后使用调制传递函数对剩余海浪图像谱进行非线性校正,得到真实海浪谱;下一步根据结构风险最小化原则,确定支持向量机中海浪谱分量隶属度;最后使用真实海浪谱和隶属度函数的乘积加权最小二乘法进行初始估流和迭代估流。根据实测岸基X雷达数据实验,结果表明改进算法弥补了传统算法中存在的上述缺点,具有较高的测量精度、稳定性和很好的应用价值。     

考虑配准时空误差的多目标标签多伯努利滤波

针对多传感器协同跟踪目标过程中存在多节点间的信息时间延迟和空间配准偏差问题,提出基于配准偏差和时间延迟的标签多伯努利滤波(labeled multi-Bernoulli based on the registration errors and time delay, LMB-ReDe)算法。首先,通过排队论对节点个数随机变化的网络时间随机延迟进行建模;然后,构建了延迟环境中的非固定周期的目标转移过程和时间延迟过程中的伪量测;最后,在LMB滤波基础上提出LMB-ReDe算法实现目标状态的实时估计。仿真结果表明,在节点数随机变化的多传感器协同探测中,采用LMB-ReDe滤波器跟踪位置精度优于标准的LMB滤波器。     

基于串联动量滤波器的自适应谱线增强器

针对水下环境噪声的非高斯性特点,利用最小均方算法、动量最小均方算法、变步长算法和极性算法的性能,将基于短时相关的自适应谱线增强器修改为基于短时相关动量滤波算法的自适应谱线增强器(SCMBALE),提出了四阶累积量变步长极性动量滤波算法,将基于该算法的自适应谱线增强器(FVSMBALE)、基于动量最小均方算法的自适应谱线增强器(MLMSBALE)及基于短时相关动量滤波算法的自适应谱线增强器(SCMBALE)依次串联起来,构造出基于串联动量滤波器的自适应谱线增强器(SMFBALE)。通过理论分析与仿真实验对该增强器的性能进行了研究。结果表明:该增强器在抑制非高斯噪声、增强线谱信号、跟踪时变信号等方面的性能优于单个的FVSMBALE、MLMSBALE和SCMBALE。     

最小交叉熵谱分析技术的发展概况与展望

1979年美国J·E·Shore首次提出最小交叉熵谱分析法。理论证明,最大熵谱分析法只是最小交叉熵法的一个特例。当存在先验信息时,最小交叉熵法可获得比最大熵法好得多的分辨率。因此最小交叉熵法一出现,就受到广泛注意。但几年来它的进展不快,原因之一是运算太繁复,并且Shore等人至今仍未公布其具体算法。本文概括地介绍了最小交叉熵法发展概况,以及国内外学者提出的几种主要方法(包括李建三硕士和作者提出的快速倒谱算法,以及“熵谱分析程序包ESAP”)。并通过实际运算评述了各种方法的优缺点。文末指出,尽管目前对最小交叉熵法的研究尚不充分,但这是一种很有发展前途的谱分析法。     

一种快速高效的无线信道实现方法

提出了一种快速高效的基于IIR滤波器的无线信道实现方法。根据所需生成信道功率谱,IIR滤波器在频域用LMS(最小均方)算法进行优化设计,这种方法适用于任意的功率谱;通过线性内插和抽取,可实现任意带宽的时变无线信道。仿真表明在Clarke均匀散射Rayleigh信道假设下,新方法的二阶统计特性与传统无线信道生成方法如SOS(正弦波叠加)、FFT滤波以及AR滤波法等完全一致,但新方法的滤波器阶数可以做到很低,因此具有快速高效的优点。另外,提出的方法适合非均匀散射环境的信道设计,文章最后讨论了新方法在非均匀散射环境的仿真实现。     

关于海浪的有理谱建模及其仿真方法

本文研究了有理谱的性质,在此基础上,利用最小二乘法对海浪进行了有理谱建模并构造出成形滤波器.向Mikio等人的结果相比,其结果是简单的,并且是可应用的。     

注入型有源电力滤波器控制策略的研究与仿真

采用注入型有源电力滤波器消除谐波,可抑制谐波和补偿无功。分析了注入型有源电力滤波器的工作原理和传递函数。针对有源电力滤波器系统参考信号是以20ms为公倍周期的各次谐波的合成量这一特点,在传统PI算法的基础上根据参考电流是周期量这一特点提出了递推积分PI算法。利用PSIM仿真软件建立了仿真模型,理论和仿真实验都证明采用该控制算法可使注入型有源电力滤波器实现更精确的控制、更快的响应速度和更理想的补偿效果。     

线性调频-二相编码雷达信号分析

报道了一类由二相编码信号与线性调频信号组合而成的新的脉冲压缩信号。导出了这类信号的表达式。通过理论分析和计算机模拟,给出了该类信号的模糊函数(图),幅度谱特性,匹配滤波器输出波形,多普勒频移特性,有加权时的压缩脉冲时间旁瓣波形和低截获概率等方面的性能。分析证明,该类信号与线性调频信号或二相编码信号相比具有更好的低截获概率特性,其多普勒性能优于二相编码信号。     

复梯度算子及其在自适应信号处理中的应用

自适应信号处理广泛应用于通信、雷达、导航、声纳等领域。但是 ,在自适应信号处理中经常会遇到一类以Z为复自变量的标量函数g(z,z )求极值或条件极值的问题。按照复变函数理论 ,求g(z,z )等于min(或max)的最优解 ,会遇到极大的困难 ,因为偏导数z /z不存在。定理给出了这类标量函数的复梯度算子的正确表达式。这对自适应信号处理具有重要意义 ,它能使问题的解决变得很简单。     

采用两类滤波器的有源噪声控制算法

将格型结构滤波器与IIR滤波器级联来实现一种有源噪声控制 (ANC)算法。这种算法在格型结构部分采用梯度自适应格型 (GAL)算法 ,在IIR滤波器部分采用Filtered U算法 ,该算法具有收敛速度快、计算量较小的特点。仿真结果证明算法是有效的。     

基于水声通信延迟的多UUV协同定位算法

针对多水下自治机器人(unmanned underwater vehicle, UUV)协同定位过程中水声通信延迟造成的定位失效问题,提出了一种基于状态估计均方误差最小的延时扩展卡尔曼滤波(delayed extended Kalman filter, DEKF)定位误差修正方法。首先建立考虑水声通信延迟的系统状态方程,利用状态转移矩阵推导系统等效量测方程,然后给出多UUV 考虑水声通信延迟的扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter, EKF)定位方法并分析其不足;最后在EKF方法的基础上,分析量测信息延迟对状态估计的影响,建立系统真实量测模型,设计基于状态估计均方误差最小的DEKF 算法。仿真结果表明,该方法能够有效地修正多UUV 协同定位中由于水声通信延迟造成的定位误差,在工程实践中具有一定参考意义。     

基于双马尔可夫链的概率假设密度滤波器

隐式马尔可夫链(hidden Markov chain,HMC)是传统多目标跟踪的理论基础。在分析了HMC模型的局限性基础上,介绍了更具普适性的双马尔可夫链(pairwise Markov chain,PMC)模型,对基于PMC模型的概率假设密度(PMC-probability hypothesis density,PMC-PHD)滤波算法进行了推导,并对其高斯混合(Gauss-mixture,GM)实现进行了改进,利用椭圆波门给每一个高斯分量建立一个对应的缩减量测集合来对其进行更新。仿真实验证明在杂波密度较大的场景中,PMC-PHD滤波器GM实现的改进在不影响跟踪精度的情况下运行时间缩短为原来的三分之一;仿真实验还证明在HMC模型场景下PMC-PHD滤波器针对邻近目标的跟踪性能要优于HMC-PHD滤波器。     

改进蚁群算法求解单机总加权延迟调度问题

单机总加权延迟调度(SMTWTS)问题是一类由于任务完工时间超过交货期从而优化目标为加权延迟成本最小的单机调度问题,已被证明是NP难题.蚁群算法受自然界蚁群觅食机理启发而来,也曾被用于其它类型的单机调度问题研究,但SMTWTS被认为是实际生产中面临的主要问题.本文提出一种改进蚁群算法求解SMTWTS问题,该算法对信息素更新策略进行了改进,引入信息扰动及变异策略,并对参数进行了合理设置,对比实验表明搜索效率好于遗传算法.     

基于有限元的悬臂梁式压电换能器的模型辨识

利用Coventorware软件对悬臂梁式压电换能器进行有限元分析,通过谐响应分析获取了该模型感兴趣频段上离散的幅频和相频数据,然后利用基于倒实频特性与倒虚频特性的最小二乘法进行传递函数参数估计,获得了该换能器的二阶近似传递函数模型。用近似传递函数计算出的系统阻尼比与有限元分析中设定的基本相同,由该传递函数确定的幅频特性曲线和相频特性曲线与仿真数据拟合良好(相对误差约为4%),表明所得传递函数模型与仿真模型是一致的。     

数字信号处理和时序分析(续)

1.6 泰勒级数 在前几节中,我们主要谈了有关复数的各种定义及算术运算。所举的分析线性阵列的例子不过是复数理论的许多实际应用之一。阵列问题的一个很有趣的特点在于,我们可用以复变量z表示的多项式A(z)来描述这个阵列。实际上,加权系数a_0,a_1,…,a_n的序列就是此多项式的系数,称之为阵列     

系统网络的敏感度公式:T_(ab)/F_(nm)=T_(an)·T_(mb)

当我们研究一个系统网络时,由于网络结构上的传输比F_(nm)产生了变化,从而引起整个系统函数变化。这种性能我们往往通过敏感度来描述。 网络的敏感度可用网络的传递函数(即系统函数)来表证,而传递函数可用矩阵的     

高速并行FIR滤波器的FPGA实现

提出了一种基于多相滤波器的并行有限脉冲响应(finite impulse response,FIR)滤波器结构,可以有效提高滤波器运算的吞吐率,与传统的串行滤波器结构比,并行滤波器运算速度可以提高L倍,其中L为并行的路数,并且运算延迟小.首先从理论上分析了基于多相滤波器的并行滤波原理,并以八路并行为例,对FIR滤波运算做了浮点仿真验证.然后用经典符号数表示以及优化定点滤波器系数,并针对滤波器系数设计了流水线结构.最后在Altera的Stratix II系列芯片上实现了定点并行滤波器.可编程逻辑阵列(field programmable gatearray,FPGA)编译以及下载测试结果表明,该滤波器仅占用少量的资源,其等效吞吐率可以达到2 GHz.     

卫星导航信号设计中调制方式的新选择

针对在拥挤的L频段设计更高性能卫星导航信号体制的问题,提出该频段部分信号采用最小频移键控(minimum shift keying, MSK)调制。首先建立最小频移键控-二进制偏移载波（minimum shift keying binary offset carrier, MSK-BOC）调制的通用数学模型,然后以典型的GPS L1-CA、GPS L1-P(Y)和GPS L1-M信号为例,仿真并对比讨论了这3种信号分别采用MSK调制和二相移相键控（binary phase shift keying, BPSK)调制时的码跟踪误差、多径误差包络、自相关函数和功率谱密度。分析结果表明,当卫星导航信号满足一定条件时,采用MSK调制能够获得比BPSK调制更好的性能,论证了在卫星导航系统L频段采用MSK调制的可能性。