基于遗传算法的正交多相码设计

MIMO雷达能有效地促进现代雷达的性能,由于MIMO雷达发射相互正交的信号,所以设计具有低自相关和互相关的正交信号是MIMO雷达实现的关键问题.本文基于自相关及互相关峰和能量为代价函数,提出了一种混合的优化算法来数字搜索正交多相码集,该算法包括遗传算法及叠代码选择算法.用该算法进行了仿真优化设计,仿真结果显示,提出的算法是有效性和可行的.     

基于Hadamard矩阵的正交多相序列集构造

该文分析了构造Hadamard矩阵的方法，并结合四相序列的相关函数的定义，在Hadamard矩阵的构造方法的基础上，构造出了具有正交性质的四相序列集。     

基于混沌滤波器的压缩感知雷达互质压缩采样

提出一种基于混沌数字滤波器的压缩感知雷达回波信号互质压缩采样方法.首先,设计基于混沌数字滤波器的压缩采样矩阵,避免了传统高斯随机观测矩阵的硬件设计困难,在保证压缩感知雷达感知矩阵非相关特性的同时,提高了压缩采样矩阵的可实现性与可控性.其次,在混沌数字滤波器压缩观测矩阵的基础上,提出迸一步压缩数据量的互质压缩采样方法,显著降低了压缩感知雷达的数据处理量.仿真实验结果表明,基于混沌滤波器的互质压缩采样方法可以实现压缩感知雷达的在压缩处理数据量的同时获得目标参数的高精度估计,为压缩感知雷达硬件系统设计提供了新方法.     

基于四阶累积量的多信号分类法间谐波检测研究

利用高阶累积量能够完全抑制高斯噪声的特点,采用四阶累积量定义的矩阵代替传统二阶多信号分类法中的自相关矩阵作特征值分解,将特征值对应的特征向量空间分为信号子空间和噪声子空间,利用两空间正交性,获得谐波源的功率谱和频率,再用Prony方法计算出幅值。仿真结果表明,该算法能有效地抑制高斯有色噪声,改善了谱估计性能,其精度能够满足电力系统间谐波分析的需要。     

用求基波参数的方法测量谐波电流和无功电流

利用正弦函数和余弦函数的正交性求出基波参数,进而可测量出谐波电流和无功电流;利用正弦和余弦的对称性可减少计算量;用递推运算可进一步减少计算量。文中对方法进行了仿真,仿真表明该方法具有很高的精度。     

基于四阶累积量的多信号分类法间谐波检测研究

利用高阶累积量能够完全抑制高斯噪声的特点,采用四阶累积量定义的矩阵代替传统二阶多信号分类法中的自相关矩阵作特征值分解,将特征值对应的特征向量空间分为信号子空间和噪声子空间,利用两空间正交性,获得谐波源的功率谱和频率,再用Prony方法计算出幅值.仿真结果表明,该算法能有效地抑制高斯有色噪声,改善了谱估计性能,其精度能够满足电力系统间谐波分析的需要.     

基于ADS1202单数据链路的变流器电气量检测

针对多相大功率变流器需要采集并处理的温度、电流及电压等电气量数量多、空间分布分散的特点,在此设计了一种基于ADS1202的数据转换方法,采用曼彻斯特码的单数据链路信号传输,通过FPGA编程实现曼彻斯特码自同步解码,并使用Sink~3数字滤波器对电气量进行处理。通过具体的A/D转换器分析、信号调理设计、曼彻斯特码自同步解码设计和数字滤波器设计,实验验证了信号调理、转换和后处理的有效性和可靠性,并实际应用于多相大功率变流器装置中电气量的分布检测。     

正交波形MIMO雷达信噪比分析

正交波形MIMO雷达各阵元发射相互正交的信号波形,采用低增益的宽波束照射探测空域。从信号模型和信号处理结构入手,分析讨论了MIMO雷达和传统相控阵雷达的信噪比问题,从理论上证明了MIMO雷达要维持与相控阵雷达相当的检测性能,需要采用更长的积累时间。文中还简要分析了不同正交信号形式下的信噪比差异。构建了MIMO雷达系统仿真平台,通过仿真实验测试了MIMO雷达在不同积累时间下的信噪比,并与传统相控阵进行了比较,从而验证了理论分析的正确性。     

基于Multisim的双极性串行码仿真技术研究

为了满足某航空设备原理功能的仿真需求,提出一种基于Multisim的双极性串行码信号的仿真电路设计方法。在介绍双极性二进制串行码的定义和信号特点的基础上,使用Multisim软件仿真设计了双极性二进制串行码产生电路,并给出电路原理说明及参数设置方法。在该设计中,直接从文件中读取不同的双极性码,使用方便。同时,还可以对该设计的参数进行设置以生成不同频率和位数的双极性码,满足不同需求。通过在该航空设备仿真系统中的应用表明仿真结果满足设计要求。     

不同标准类型的OFDM信号识别方法

目前正交频分复用（OFDM）信号识别研究已有众多方法,但不同标准类型的OFDM信号识别的研究尚不多见。针对这类问题,提出了一种不同标准类型的OFDM信号识别方法。该方法首先提出基于逼近采样信号频谱截止频率的过采样率估计方法,依据估计出的过采样率,采用改进的时域可变延迟自相关方法估计出OFDM信号的子载波个数,然后基于高阶累积量的二阶和四阶的组合特征量估计出空载波个数,最后将估计出来的子载波个数和空载波个数与标准协议相比较,从而识别出不同标准协议的OFDM信号。仿真实验结果表明,该方法在低信噪比多径信道下有效地实现了不同标准类型的OFDM信号识别。     

新型电力系统下电能质量信号的分数域降噪方法研究

“双碳”背景下,大量分布式电源接入电网引发电能质量扰动,给电网的稳定运行带来挑战。由于非线性、高速负载的大量集成,新型电力系统中的电能质量扰动呈现出非平稳特性,给降噪处理带来了新困难。针对这一问题,通过分析不同类型电能质量扰动在分数域的能量分布特性,提出了一种改进的基于分数阶傅里叶变换(FRFT)的降噪算法。同时,文章对分数阶最佳变换角度的估计方法进行了讨论,基于信号的分数阶频谱四阶原点矩,利用一维峰值搜索确定最佳变换角度可有效降低计算复杂度。实验结果表明,改进算法对平稳暂态扰动和非平稳暂态扰动均能有效实现降噪并保留暂态扰动的定位信息。     

基于二次分数低阶协方差的时延估计方法

针对强脉冲噪声背景下基于分数低阶统计量时延估计方法性能退化且需要噪声先验知识的问题,提出了一种基于二次分数低阶协方差的时延估计新方法。所提方法首先利用有界非线性Sigmoid函数对含有脉冲噪声的信号进行预处理,使其在不影响有用信号时延信息的基础上对附加脉冲噪声进行充分压缩;然后对处理后的收发信号进行二次分数低阶协方差运算,即求得发射信号的自分数低阶协方差和收发信号的互分数低阶协方差之后,再次计算二者的互分数低阶协方差,以期更大程度上抑制脉冲噪声的影响。通过模拟仿真实验对所提方法进行了有效性验证,结果表明所提方法突破了分数低阶矩阶次需小于Alpha稳定分布噪声特征指数的限制,并且比分数低阶协方差方法具有更高的估计精度。仿真实验结果表明在广义信噪比-10 dB情况下,时延估计用时为0.056 0 s,准确率达到97.76%。     

脉冲噪声下基于 NAT 函数的 LFM 信号多径时延估计

针对脉冲噪声环境下无法准确估计线性调频(LFM)信号多径时延的问题,分析非线性幅值变换法抑制脉冲噪声的原 理,设计了一种新的非线性幅值变换函数 P-NAT(piecewise-NAT)函数,证明了任意随机变量经该函数变换后存在有限二阶矩, 提出了基于 P-NAT 函数的 LFM 信号多径时延估计方法。 分别对发射信号和 P-NAT 函数变换后的含噪多径接收信号进行最佳 阶次 FRFT,根据 FRFT 域的峰值位置偏移量和时延的关系,实现 LFM 信号的多径时延估计。 仿真结果表明,该方法在广义信噪 比为 0 dB、噪声特征指数大于 0. 2 的情况下,时延估计归一化均方根误差小于 10 -4 ,适用于低信噪比和强脉冲噪声环境下的 LFM 信号多径时延估计。     

冲击噪声背景下相干信号DOA估计

针对冲击噪声背景下相干信号源的波达方向估计问题,提出了一种基于分数低阶矩的修正MUSIC算法。首先根据阵列接收数据,计算出分数低阶矩矩阵,从而抑制冲击噪声对阵列接收数据的影响;然后采用修正MUSIC算法基本原理,通过对矩阵的共轭重排,解决因相干信号的存在而导致的阵列协方差矩阵秩的亏损问题,并提高了算法的估计性能。通过对所提方法进行仿真实验验证以及相关理论性分析得知：所提算法能够有效抑制冲击噪声的影响,同时可对相干信号进行解相干处理,并且与分数低阶奇异值分解算法及数据预处理后进行重构的自适应方法相比具有更高的估计精度和估计成功概率。     

Improvement of a Fourier coefficient estimation method using an adaptive algorithm and its performance analysis

There are many applications where it is necessary to estimate accurately the amplitude and phase of signals when the information regarding the frequencies is obtained in advance. This paper presents a new algorithm for estimating more accurately Fourier coefficients of a signal contaminated by additive noise where sinusoidal frequencies of interest are not distributed uniformly. In the proposed method, Fourier coefficients are adaptive parameters. It uses averaged gradient signals and has almost the same acquisition time as the conventional LMS algorithm with more accurate estimation. The performance analysis of the proposed method is presented and its validity and limits are verified under various conditions by computer simulations. It is shown that the proposed method has especially better performance than the LMS algorithm when both the number of frequencies and the step size parameter, µ, are large. © 2004 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 149(1): 52–60, 2004; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10362     

基于共变谱和旋转不变技术的多径时延估计

针对脉冲噪声环境下多径时延估计的分辨率问题,提出了一种基于共变谱(CS)和信号估计参数旋转不变技术(ESPRIT)的多径时延估计方法。采用α稳定分布建模脉冲噪声,依据分数低阶统计量理论,将两接收信号的共变序列进行傅里叶变换得到共变谱。CS看作等效的时间序列,把时域的多径时延估计问题转化为频域的多个正弦信号频率估计问题。利用ESPRIT对等效时间序列进行频率估计,得到高分辨率的多径时延估计。仿真实验表明:多径时延估计方法(CS_ESPRIT)在高斯和脉冲噪声环境中均具有较好的估计性能。     

离散分数余弦变换在碰摩声发射信号降噪中的应用

声发射信号经常淹没在各种复杂的非平稳噪声中,使得对有用的声发射的识别非常困难,因此,在声发射识别时进行信号增强成为诸多研究者的关注热点。离散余弦变换是声信号增强的有效方法。基于态函数,给出了分数余弦变换的新定义,提出三周期离散分数余弦变换方法,介绍了基于三周期离散分数余弦变换的声发射信号增强算法和改进算法的推导过程。实验数据为在转子实验台上采集的碰摩声发射信号,通过在该信号上叠加高斯白噪声和非平稳噪声来获得模拟的严重噪声污染的声发射信号,然后用增强算法及改进算法对该信号进行降噪处理和声发射信号识别。实验结果表明：两种算法对多种非平稳噪声环境下的碰摩声发射信号均能取得较好的降噪效果,且优于离散余弦变换,是声发射信号识别的有效途径。     

An adaptive PMU based fault detection/location technique fortransmission lines. I. Theory and algorithms

An adaptive fault detection/location technique based on a phasor measurement unit (PMU) for an EHV/UHV transmission line is presented. A fault detection/location index in terms of Clarke components of the synchronized voltage and current phasors is derived. The line parameter estimation algorithm is also developed to solve the uncertainty of parameters caused by aging of transmission lines. This paper also proposes a new discrete Fourier transform (DFT) based algorithm (termed the smart discrete Fourier transform, SDFT) to eliminate system noise and measurement errors such that extremely accurate fundamental frequency components can be extracted for calculation of fault detection/location index. The EMTP was used to simulate a high voltage transmission line with faults at various locations. To simulate errors involved in measurements, Gaussian-type noise has been added to the raw output data generated by EMTP. Results have shown that the new DFT based method can extract exact phasors in the presence of frequency deviation and harmonics. The parameter estimation algorithm can also trace exact parameters very well. The accuracy of both new DFT based method and parameter estimation algorithm can achieve even up to 99.999% and 99.99% respectively, and is presented in Part II. The accuracy of fault location estimation by the proposed technique can achieve even up to 99.9% in the performance evaluation, which is also presented in Part II     

基于局部峰值方差检测的改进DUET算法研究

DUET(degenerate unmixing estimation technique)算法是一种典型的盲源分离方法,而混合参数估计是DUET算法的重要组成部分,其估计精度直接影响到源信号的分离效果。针对混合参数估计,提出了一种基于局部峰值方差检测的改进DUET算法。首先利用DUET算法模型中混合参数创建直方图,根据直方图上信号占优的特点,把直方图划分成若干个子区域,计算每个子区域的方差,然后利用排序算法检测出最大的P个方差(P为源信号的个数),这P个方差所在子区域峰值的横纵坐标即是混合参数。此算法改进了原有DUET算法中混合参数估计的智能性和精度,通过语音分离的仿真实验和实录实验表明,此算法简单有效,并且估计源信号的精度有了提高。     

基于参数估计的配电网载波通信异常信号识别方法

为减少电力信息通信错误,实现准确调度,配电网载波通信异常信号准确识别具有重要意义。为此,提出一种基于参数估计的配电网载波通信异常信号识别方法。该方法通过建立配电网载波通信网络模型明确通信节点分布情况。再以构建的配电网载波通信网络模型为参考,在其各个节点上部署采集器,采集经过该节点的载波通信信号,并利用独立分量分析的方法实施去噪处理。利用遗传算法与分数阶傅立叶变换相结合的算法估计配电网载波通信信号参数,得出信号初始频率估计值和信号斜率估计值。最后将两种估计值组成信号特征,并以此为输入,通过分类器实现配电网载波通信异常信号识别。结果表明：与传统识别方法相比,提出方法可以更准确的对配电网载波通信异常信号进行识别,具有更高的灵敏度和特异度。