用自适应陷波与线谱增强法处理泥浆信道的涡轮钻转速信号

本文对自适应陷波器(ANF)和自适应线谱增强器(ALE)的原理作了说明。详细讨论了应用ANF和ALE来处理经由泥浆传送的涡轮钻的转速信号,以抑制泥浆信道的很强的干扰和噪声,并将大大缩小用单纯谱分析法检测转速信号所需的数据时宽而提高检测的实时性。     

拒止环境实现注入的GPS欺骗干扰

为解决GPS欺骗干扰信号注入目标接收机效率不高的问题,设计了一种基于构建拒止环境掩护欺骗信号注入的GPS欺骗干扰模式。分析了拒止环境下信号载噪比变化情况,研究了该干扰模式欺骗信号的捕获和跟踪性能,并结合GPS信号和接收机参数的典型值,计算了为构建欺骗干扰所需的拒止环境不同干信比对应的带限白噪声信号功率,从欺骗信号的捕获和跟踪的角度证明了其可行性,该文最后给出了该模式的干信比和带限白噪声信号功率的一般性限定条件。     

拒止环境下的塔康欺骗干扰

为解决塔康欺骗信号在接收机处捕获率不高的问题,设计了通过施加带限白噪声构建拒止环境,掩护干扰信号进入机载接收机,提高欺骗信号相对捕获概率的新干扰模式。首先分析了塔康测距解算时噪声信号对解算结果的影响,研究了该干扰模式下所需欺骗干扰功率随干扰机与飞机距离的变化情况,进而分析了欺骗信号在施加带限白噪声协助下相对捕获概率随干信比的变化。最后通过仿真验证,证明所提出的欺骗干扰模式可以实现对真实测距应答信号的有效压制,使欺骗信号成功被机载接收机捕获。     

认知无线电系统中有限长度循环谱检测的噪声特性分析

为提高认知无线电系统对微弱信号的频谱检测能力,循环谱检测方法越来越受到重视。但是,有限长度循环谱检测对微弱信号检测性能的影响无法忽视,尤其是噪声信号,经有限长度循环谱估计后,在循环谱平面上的残留值直接决定了循环谱检测的性能。对连续信号的理想循环谱估计方法进行了分析,对有限数据长度、离散采样的白高斯噪声循环谱特性进行了研究,并从噪声信号的自相关特性着手,研究了由于有限数据长度造成的α≠0平面噪声残留问题。从理论上推导了α≠0平面上噪声循环谱估计与数据长度N之间的关系,证明了噪声循环谱估计的下降速度与1/√N成比例,为确定有限长度循环谱检测性能限提供了理论支持。     

平稳随机信号的最优预测

平稳随机信号的最优预测应用很广泛。本文研究了自相关函数与功率谱同平稳信号模型的等价转换关系，推导了带白噪声干扰的平稳信号模型的阳优预测公式，从而得出求解维纳预测滤波的一种新方法。     

泥浆信道无线随钻系统信号检测的数字信号处理方法

对随钻系统地面遥测信号及测量环境进行了分析，讨论了一种用数字信号处理技术从频率不固定的多频强噪声背景下提取有用信号的方法。主要噪声源——泵的干扰在一般情况下是多频干扰，频率随泵的转速而变化，其幅度为信号的１０倍以上。在信号编码为分相码的传输中，需要进行信号幅度检测，以识别码元序列传递的数据。讨论了用多权的数字自适应滤波器消除泵噪声及用匹配滤波器提取有用信号的波形实现解码的原理，并给出仿真结果。     

泥浆信道无线随钻系统信号检测的数字信号处理方法

对随钻系统地面遥测信号及测量环境进行了分析，讨论了一种用数字信号处理技术从频率不固定的多频强噪声背景下提取有用信号的方法，主要噪声源－泵的干扰在一般情况下是多频干扰，频率随泵的转速而变化，其幅度为信号的１０倍以上，在信号编码为分相码的传输中，需要进行信号幅度检测，以识别码元序列传递的数据，讨论了用多权的数字自适应滤波器消除泵噪声及用匹配滤波器提取有用信号的波形实现解码的原理，并给出仿真结果。     

面向语音增强的聚焦自适应波束形成方法

针对语音信号相对带宽大、麦克风存在误差以及现有自适应波束形成方法宽带干扰抑制能力不足的问题,提出一种面向语音增强的聚焦自适应波束形成方法。首先将Capon空间谱处理为接收信号的概率密度函数,并对不同频带设计了基于阵列观测数据的聚焦矩阵,从而根据干扰功率自动调整频率聚焦程度;然后,计算聚焦后的样本协方差矩阵和各子带频段内的干扰加噪声协方差矩阵,并利用聚焦矩阵重构出宽带数据的干扰加噪声协方差矩阵;最终,通过重构出参考频率下的期望信号协方差矩阵,修正期望信号方向的导向矢量并得到自适应波束形成器的加权向量。数值仿真结果表明：所提方法能够有效地对期望信号进行接收的同时充分抑制宽带干扰;所提方法在强干扰处的聚焦误差仅为现有方法的约1%;在信噪比为15 dB且入射角误差为3°的情况下,所提方法的输出信噪比较现有方法提高约12 dB。     

水下爆炸--高功率宽频带的水声干扰源

该文介绍了通过实验获得的淡水中水下爆炸的一些水声学特性,包括爆炸声信号的功率谱和声压衰减特性。进行了用水下连续爆炸噪声干扰多频制、具有伪前置脉冲的声纳信号的试验室试验。实验表明,作为一种高功率、宽频带、无指向性的水声声源,水中爆炸可以在水声干扰方面发挥重要作用。     

变换域通信系统抗干扰编码幅度谱成型算法

针对变换域通信系统收发双方电磁环境不一致、频谱失配导致有用信号能量损失和降低系统抗干扰性能的问题,提出接收端多元编码幅度谱成型算法。首先,在发送信号频谱组成未知的条件下,采用变换域技术对接收端干扰和噪声进行处理,由于干扰会在变换域能量聚焦,而噪声没有能量聚焦特性,因此变换域处理能够有效的将干扰和噪声进行分离;然后,对分离后的干扰和噪声幅度谱进行归一化处理;最后,对归一化处理的幅度谱进行多元编码,无干扰的频点幅度谱设置为1,有干扰的频点幅度谱设置为归一化幅度谱最大值与该点的差值。采用该算法生成的基函数能够有效降低有用信号能量的损失并躲避干扰。仿真结果表明,相比接收端直接生成基函数和基于类似等增益合并的算法,在信噪比为-8~8dB的条件下,多元编码幅度谱成型算法能够有效形成接收端幅度谱,基函数误差分别降低了16.2%和13.1%,提高了系统的抗干扰性能。     

复杂地区检波器组合高差限制分析

在复杂地区存在大量的复杂干扰,特别是次生波干扰非常发育。要压制这些干扰,需要加大组合排列长度,势必导致组合高差增加而损害有效波。通过模型正演、波形和频谱分析方法得出：在复杂地区勘探中对检波器组内高差小于1/4视波长的规定过于保守,束缚了大组合压制干扰技术在复杂地区的应用;组内高差的极限受地形、所保护的地震波波长、信噪比等因素影响,是变化的参数;放宽组内高差的限制,尽管有效波被损伤的程度会稍大一些,但如果干扰波被压制的程度更大,从提高信噪比的目标来衡量是值得的。     

磁光盘片载噪比特性的自动测试方法

分析了实现磁光盘载噪比CNR指标自动化测试的障碍和谱信号的特性,针对CNR测试中存在的特殊性,即测试精度依赖于对载波频率处的信号谱幅值和噪声谱幅值的测量误差,而与两者出现的时间无关．提出单轴等时间测试方法,最大限度地利用8098微控制器的内部资源,在保证测试精度足够的基础上实现了数据采集电路结构最简．     

基于随机矩阵理论的局部放电脉冲快速检测方法

局部放电(partial discharge, PD)的检测是开展电力设备状态评估的重要手段之一。由于现场背景噪声及干扰信号影响,采集到的局部放电信号往往淹没在噪声中。噪声抑制算法是提高局部放电脉冲检测的有效方法,但这些噪声抑制算法往往需要针对所有采集的数据展开,当数据量特别大的时候将严重影响其实时性。因此,提出了一种基于随机矩阵谱分布理论的局部放电脉冲快速检测新方法。利用特高频传感器接收到的PD时间序列构造高维随机矩阵,再根据随机矩阵理论下时间序列模型的经验谱分布理论,提出了基于滑动时间窗的局部放电脉冲快速检测方法。仿真及实验室测试结果表明,所提方法能快速地识别出时间窗数据中的PD脉冲。     

混沌多进制直接序列扩频信号的盲解扩

为了在混沌扩频序列未知的情况下实现混沌多进制直接序列扩频信号的盲解扩,提出了一种盲解扩方法。该方法将混沌多进制扩频信号分段,借鉴数据挖掘领域的K均值聚类算法,对分段数据按照最小簇内距离、最大簇间距离的原则分类,通过平均侧影宽度完成对延迟时间和扩频序列数量的估计。对于单用户、窄带干扰以及多用户情况,进行了数值仿真。结果表明:该方法适用于混沌多进制扩频信号的盲解扩问题。     

直接序列扩频通信中抑制窄带干扰的非线性滤波方法

分析了干扰形式为单音和自回归过程时信噪比改善的闭合表达式。仿真结果表明，对于单音干扰，在接近载波频率处非线性滤波器比线性滤波器有10dB的信噪比改善；对于自回归形式的干扰，信噪比改善会随着输入信噪比的变化而改变，但在输入信噪比很大时，非线性滤波器比线性滤波器有近5dB的改善。     

利用信号相位匹配原理抵消相干干扰的性能分析

首先介绍了三元阵的信号相位匹配原理,根据该原理得出信号相位匹配原理提取期望信号的条件;然后研究了利用信号相位匹配原理抵消相干干扰的性能,分析了干扰谱幅度起伏对信号相位匹配原理的影响,推导了干扰谱幅度起伏时提取出期望信号误差的表达式;接着指出基阵接收到的随机噪声可以等效为干扰频谱的起伏;最后根据通常基阵的阵元都大于三个的这一实际情况,提出两种充分利用基阵冗余阵元来减小随机噪声影响、提高抵消干扰性能的方法:三子阵法和最小二乘法。仿真结果证明,三子阵法和最小二乘法的性能远高于三元阵法;最后指出三子阵法运算量小于最小二乘法,但三子阵法适用于均匀线阵列,而最小二乘法适用于任意阵型。     

基于数据共轭映射的载波间无扰消除方法

结合实际应用中收发信电台的本振往往存在相位噪声的问题,分析了相位噪声对子载波信号的影响,并针对相位噪声引起的子载波间干扰,给出并分析了基于数据共轭映射的干扰消除方法,对该方法的BER性能和PAPR性能进行了仿真,实验结果表明,基于数据共轭映射的子载波间干扰消除方法具有良好的系统性能。     

A new method for detecting line spectrum of ship-radiated noise using Duffing oscillator

A detection scheme for line spectrum of ship-radiated noise is proposed using Duffing oscillator. The chaotic trajectory of Duffing oscillator is analyzed and the state equation of the system is improved to detect weak periodic signals in different frequencies. According to the simulation results, the phase transforms of Duffing oscillator are sensitive to periodic signals and immune to the random noise and the periodic interference signals which have larger angular frequency difference from the referential signal. By employing Lyapunov exponents in the field of detection as the criteria for chaos, the phase transforms of dynamic behaviors in quantity are successfully determined. Meanwhile, the threshold value in critical state has been evaluated more accurately. Based on the phase transforms of Duffing oscillator, a new method for detecting line spectrum of ship-radiated noise is given. Three types of ship-radiated noise signals are analyzed and the values of line spectrum are acquired successfully by this method. The experimental results show that this method has high sensitivity and high resolution.     

直扩通信抑制窄带干扰非线性内插滤波器的性能分析

研究了非线性内插滤波器在直扩通信中抑制窄带干扰能力,导出非线性内插滤波器的性能改善因子的闭合表达式,并与相应的非线性预测滤波器进行比较,得出非线性内插滤波器的干扰抑制能力优于非线性预测滤波器     

模糊权重小波去噪在变电站声压信号测量中的应用

为了对变电站周边可听噪声进行科学合理的评价,分析了不同时间点噪声分布情况,提出了一种自适应声压背景噪声滤波方法。采用小波去噪算法对声压频谱轮廓进行提取,对小波阈值进行了改进以提高信号平滑度,根据三角模糊数设计了复合评价指标权重以确定最佳小波分解尺度。利用设计的算法得到了声压频谱轮廓,并通过对比不同时间点的声压频谱轮廓确定背景噪声的频段,以此设计带阻滤波器的参数。利用设计的滤波算法对采集的声压信号进行了处理,实验结果表明,本文设计的滤波方法可以很好地滤除声压信号中的背景噪声。经设计的滤波算法处理后的等效连续A声级比未处理的要小5dB以上,可见所设计的滤波算法可有效降低背景噪声的影响,提高变电站可听噪声测量的可靠性。