冲击噪声背景下一种稳健自适应波束形成算法

 针对冲击噪声背景下,常规波束形成算法性能下降的问题,本文提出了一种适用于任意未知统计特性的代数拖尾冲击噪声环境下的基于归一化的线性约束正交投影(NLCOP)算法。该算法通过对输入信号进行无穷范数归一化,使变换信号的协方差矩阵在代数拖尾的冲击噪声环境下存在且有界,将自适应权矢量约束于噪声子空间,提高了波束形成器在冲击噪声背景下的性能。NLCOP算法无需噪声特征指数的先验信息,具有更低的副瓣电平且干扰抑制能力强。仿真结果验证了该算法的有效性。     

任意分布冲击噪声背景下基于ESPRIT的DOA估计方法

针对冲击噪声背景下的传统波达方向(DOA)估计算法性能下降的问题,该文提出一种适用于任意分布冲击噪声的无穷范数归一化旋转不变子空间(Inf-ESPRIT)算法.该方法首先对阵列接收的快拍数据进行无穷范数归一化处理,然后对伪协方差矩阵进行特征分析,利用ESPRIT算法实现DOA的估计.与传统的基于分数低阶矩的方法相比,该算法具有以下优势:适用于多种不同分布的冲击噪声环境,无需已知冲击噪声特征指数的先验信息或估计值,可以获得更好的估计性能.计算机仿真实验证明了所提算法的有效性.     

4阶量算法在盲波束形成上的应用

对波束形成算法性能进行了比较,考虑盲波束形成算法具有不需要阵列流形、到来方向、训练序列以及干扰和噪声的自相关矩阵等先验知识的特点,设计了基于4阶累积量盲波束形成器·由于直接利用入射信号的高阶量统计信息,不仅可以有效地消除高斯噪声的影响,而且可以消除加性非高斯噪声的影响·仿真实验结果证明,与最小方差无畸变响应的波束形成器(MVDR)相比,作者所提出算法适用于多径传播环境,具有收敛速度快,对信噪比的变化有更好的鲁棒性等特点·     

一种基于GSC框架波束域快速稳健自适应波束形成算法

GSC框架是自适应波束形成降秩算法的统一模型,一般通过构造降秩矩阵来降低算法的运算量,但是降秩矩阵大多通过特征分解来获得,给算法带来了大量额外的运算量。针对此问题,提出了一种波束域的快速稳健自适应波束形成算法,通过转换矩阵将输入信号从高维度的阵元域转换到低维度的波束域,然后在波束域运用子空间类算法,用信号子空间来构造阻塞矩阵、降秩矩阵和映射矩阵,既降低了计算量,又解决了基于GSC框架的自适应算法在信噪比较高时由于期望信号相消导致性能严重下降的问题。仿真结果证明了提出的算法有很好的波束形成性能,验证了算法的有效性。     

一种采用旁瓣增强的麦克风阵列抗混响算法

在音频/视频会议、人机交互、语音识别等领域,严重的混响干扰导致麦克风阵列语音处理性能急剧下降.针对现有逆滤波等抗混响方法需要获得准确的房间传输响应,而波束形成方法抗混响性能有限的问题,基于广义旁瓣抵消器(generalized sidelobe canceller,GSC)结构提出一种采用旁瓣增强的麦克风阵列抗混响算法(Sidelobeenhanceing reverberation mitigation algorithm for microphone array,SERM).该算法首先进行波束形成,初步获得增强的直达语音信号,并对旁瓣获取的混响分量进行自适应迭代增强,再将旁瓣迭代增强的误差信号作为参考噪声进行自适应噪声抵消,最终输出抗混响语音.实验结果表明,在混响环境下该方法能有效改善麦克风阵列的语音信号质量.     

鲁棒RLS波束形成算法

分析了多径传播环境下,信号方向向量的偏差和采样样本数目的变化对自适应波束形成算法性能的影响,提出了一种鲁棒RLS波束形成算法·该算法具有收敛速度快,抗扰动性强,误差小的特点·采用鲁棒RLS波束形成算法不但降低了波束形成器对于信号方向向量的偏差的敏感程度,而且可以保证阵列输出的信干噪比(SINR)接近最优值,仿真实验验证了所提算法的有效性·实验结果表明即使在强扰动或偏差存在的情况下,采用鲁棒RLS算法可使系统具有良好的SINR,而且可以改善加权向量的归一化偏差·     

两种基于分数低阶统计量波束形成的推广

为抑制脉冲稳定分布噪声对波束形成的影响,通常采用分数低阶统计量进行处理,将现存的两种基于分数低阶统计量的波束形成方法分别进行推广,证明了两种推广后算法对应的协方差矩阵是互为共轭的,并且对协方差矩阵的非奇异性进行了讨论.仿真实验表明:与传统的线性约束最小功率波束形成相比,两种推广的波束形成算法,在脉冲稳定分布噪声下能够保证无畸变输出,并且具有更低的旁瓣.     

有源干扰背景下基于CFAR的信号检测方法改进

针对瑞利噪声分布的回波信号,单元平均CFAR算法是一种简单有效的信号检测方法。当回波背景中加入有源噪声干扰时,该检测方法受到限制。首次以噪声调幅干扰为信号杂波背景,建立数学模型。基于CFAR算法,分析该有源噪声干扰对信号检测概率的影响。对CFAR算法进行改进,使得信号检测方法适用于信号杂波背景的变化。最后通过仿真验证了此改进的CFAR算法提高了噪声干扰背景下信号的检测概率,并达到抗干扰的目的。     

适用于任意阵列的鲁棒波束形成算法

针对期望信号来波角度误差和干扰快速变化导致的导向矢量失配问题,本文提出了一种新型的零陷展宽鲁棒自适应波束形成算法.该算法重构接收信号的协方差矩阵,根据大致的期望信号角度约束平顶主瓣波束,提出了迭代算法来解决经过上述处理步骤后得到的非凸的优化问题.仿真显示,本文提出的算法相比于传统算法对来波角度误差及干扰快速变化拥有更好的鲁棒性,且该算法适用于任意阵列.      

多目标背景下的被动声测向技术研究

目的 研究适用于多目标背景下反直升机雷的声引信系统的基阵设计。方法 比较分析和种声探测系统的设计方案,分析对窄带,宽带信号的基阵指向性,分析直升机目标的声特性,结果 提出了适用于多目标背景的基阵结构和基于多波束预形成算法的目标跟踪自力更生,结论了仿真计算验证了该结构设计和算法的有效性。     

对于反卷积系统的未知输入噪声的信息融合估计算法

对于一个反卷积系统,当系统输入噪声未知时,提出一种信息融合估计算法。该算法的核心是自回归滑动平均模型(ARMA)模型和Gevers-Wouters算法。应用该算法可以得到对未知输入噪声和未知滑动平均参数的局部和融合估计,并证明了该算法的收敛性。用Matlab对一个例子进行仿真得到估值收敛于真实值,从而对算法的有效性进行了验证。     

基于双耦合混沌振子的未知频率弱信号检测

针对微弱信号检测的难点问题,提出了一种应用于未知频率微弱信号的分段测频检测方法.利用双耦合Duffing系统相轨迹状态的跃迁对于输入微弱信号的敏感特性实现了对淹没在强噪声中的微弱信号的检测,同时利用分段测频方法实现了对微弱信号的频率测量,有效地解决了单Duffing振子的微弱信号检测方法易受噪声影响产生误判的问题,突破了现有微弱信号混沌振子检测方法只能进行已知频率信号检测的局限性.仿真实验结果证明该方法确实能够较为准确地检测出输入微弱周期信号的频率,使微弱信号检测技术得到进一步完善.     

一种有效的脉冲噪声滤波算法

提出了一种新的图象脉冲噪声消除算法,该方法可以快速有效地去除图象中的脉冲噪声,并保留图象的细节。该算法主要通过利用象素点邻域的中值与最大、最小值信息,决定噪声象素的取值。对本算法与中值滤波算法进行了分析仿真,结果表明,本算法去除噪声与保留细节的效果好,对高强度的脉冲噪声也有比较好的滤波效果。     

A real-time data smoothness method based on xPC-Target

A method of real-time data smoothness which is applied in a hardware-in-the-loop (HIL) simulation platform for a plug-in hybrid electric vehicle synthetical power device is described. The input signal of the platform comes from a AC/DC switch power with output containing noises. A linear slide average arithmetic is applied to smooth the noises. To average a certain number input sample signals, this method can decrease the noises voltage level, which meet the requirement of the simulation platform. The efficiency and signal delay time are presented to describe the result of this method, and a statistical index is used to judge the arithmetic's efficiency. The tests results show that the arithmetic fit the requirement of the HIL simulation platform.     

一种基于对角载入的鲁棒MVDR波束形成算法

当信号方向向量精确已知时,传统最小方差无畸变响应(MVDR)波束形成算法具有较好的分辨率和抗干扰能力.在实际通信环境中,由于外部环境、天线阵列以及采样协方差矩阵的估计误差等因素的影响,导致传统MVDR波束形成算法的性能急剧下降.针对这一问题,本文提出了一种新的基于对角载入的鲁棒MVDR波束形成算法.该算法考虑信号方向向量的偏差对MVDR算法性能的影响,并在最大允许偏差范围内导出最优的权重向量,有效地抑制了偏差对输出性能的影响,具有很强的鲁棒性,从而能够适应复杂的通信环境;同时该算法采用递推算法避免矩阵求逆,降低了计算复杂度,便于工程实现.仿真实验表明,与传统MVDR算法相比,所提算法具有更好的输出性能。     

基于排序统计的图像边缘增强滤波

主要研究了如何对受混合噪声污染的模糊图像进行边缘增强滤波,并提出了一种基于排序统计的图像边缘增强滤波算法,该算法将输入样点集划分成两个具有不同灰度值的子集,通过子集的运算值之差判断边缘是否存在。如果边缘存在,则通过判断滤波窗位于边缘的哪一侧来选择某个子集的输出运算值以增强边缘的梯度;如果边缘不存在,则考虑进行噪声的平滑,计算机模拟实验表明,基于排序统计的图像边级增强滤波器在增强边缘的梯度的同时,能     

带不同观测阵系统的自校正观测融合Wiener滤波器

对于带有不同观测阵、相关观测噪声和未知噪声统计的多传感器线性离散定常随机系统,利用相关方法,得到了噪声统计信息的在线辨识器.基于ARMA新息模型,提出了自校正加权观测融合Wiener滤波器,避免了求解Lyapunov和Riccati方程,减少了计算负担,适于实时应用.利用动态误差系统分析(DESA)方法,严格证明了提出的自校正融合Wiener滤波器以概率1或按实现收敛于相应的最优观测融合Wiener滤波器,即具有渐近全局最优性.一个3传感器跟踪系统的仿真例子说明其有效性.     

带相关观测噪声系统的自校正观测融合Kalman滤波器

对于带有相关观测噪声、未知噪声统计、不同观测阵带有相同右因子的多传感器线性离散定常随机系统,利用相关方法,提出了噪声统计信息的在线辨识器.基于ARMA新息模型,提出了自校正加权观测融合Kalman滤波器,避免了求解Lyapunov和Riccati方程,减少了计算负担,适于实时应用.利用动态误差系统分析(DESA)方法,严格证明了提出的自校正融合滤波器以概率1或按实现收敛于相应的最优融合滤波器,即具有渐近全局最优性.一个3传感器跟踪系统的仿真例子说明其有效性.