基于图形处理器的高速中值滤波算法

针对中央处理器(CPU)平台中值滤波算法在实际应用中运算速率低且实时信号处理性能较差的问题,提出了一种基于图形处理器(GPU)的并行高速中值滤波算法。该算法采用统一计算设备架构(CUDA)并行架构对大规模数据处理进行了优化,从而有效提高了中值滤波算法的计算效率,实现了中值滤波的实时数据处理。通过构建GPU可任意伸缩的动态数组、优化多维索引的线性化方法解决了GPU动态显存空间分配问题。仿真试验结果表明:基于TITAN X GPU的5×5中值滤波,对4096像素×4096像素的图像处理计算速度比CPU平台提高了438倍。在同等计算规模条件下GPU高速中值滤波算法可大大提高计算性能。     

改进型IE-FFT结合物理光学的宽带分析方法

将物理光学方法与改进型积分方程-傅里叶变换方法相结合,通过引入基于Stoer-Bulirsch(SB)算法的自适应有理插值技术,快速分析电大载体平台上天线的宽带辐射特性．首先,提出基于子域快速傅里叶变换(FFT)的改进型单层FFT算法对格林函数插值,通过引入空组概念,加速迭代求解中的矩阵与矢量相乘计算,减少矩阵求解存储量,避免了对插值不准确的近场进行修正．同时,对于电流频率响应,根据SB算法的循环准则,利用阶数可变的有理函数作为替代模型,实现频域插值的快速计算．基于以上的改进,混合算法在频域分析时不仅减少了矩阵方程中未知量的个数,同时大大降低了内存需求和计算时间．数值结果表明,该方法可以快速有效地分析大型载体平台上天线的宽带特性．     

一种高速自旋目标三维成像新算法

提出了一种基于二维频谱匹配滤波器组的高速旋转目标三维ISAR成像的算法．每个频谱匹配滤波器能输出对应散射点的聚焦切片．从各个滤波器组输出的聚焦切片提取聚焦点的三维空间参数,可以构建目标的三维像．已有的基于广义Radon 变换 (GRT) 和扩展的Hough变换 (EHT) 实现旋转目标三维空间信息提取的算法,由于是对散射点逐点进行投影,因此运算量很大,效率很低．该算法采用的是匹配滤波的处理方法,在处理过程中使用快速傅里叶变换(FFT), 使计算效率显著提高．计算机仿真验证了这种算法的正确性．     

基于FFT和FIR滤波的语音数据处理研究

为解决嵌入式系统对语音处理的速度和存储空间等有较高要求的问题,研究采用快速傅立叶变换(FFT)和FIR滤波实现语音信号处理,通过MATLAB仿真软件进行了验证.结果表明,这种先进行FFT变换后进行FIR滤波的综合算法,在处理复杂语音信号时具有较高的效率,并可用于嵌入式系统中,为采用FFT算法改进语音数据处理效果提供了参考.     

基于MCZT的二次相关时延估计算法

针对基于FFT的传统二次相关时延估计算法的估计精度受采样频率限制的问题,提出基于MCZT的二次相关时延估计算法,并给出了算法的快速实现方法。仿真实验结果表明,相比基于FFT计算的二次相关算法,基于MCZT计算的二次相关时延估计算法能较好地对信号时延进行估计,具有较高的时延估计精度和较强的抗噪性能。     

振动信号处理的时频域方法

针对振动信号处理,采用窗函数法设计有限冲激响应(Finite Impulse Rseponse,简称FIR)数字滤波器,并基于快速傅里叶变换(Fast Fouier Transorm,简称FFT)算法来说明振动信号的基本处理方法—时频域处理方法,并用MATLAB进行仿真,结果表明,所提出的设计及算法简洁,易于实现,其可行性强.     

基于RSVP的一种QoS智能路由算法

定义了路径的带宽碎片函数和网络效益两个优化函数,并根据业务连接的时延、带宽特性,将其分为窄带连接和宽带连接两类.提出一种基于Hopfield神经网络的公平接入QoS路由算法,此算法具有并行性、实时性和鲁棒性,并用性能仿真结果表明本算法的公平性和有效性.     

基于AF切片与FrFT的STLFM信号检测与参数估计算法

针对基于Radon-Ambiguity变换(RAT)和分数阶Fourier变换(FrFT)的对称三角线性调频(STLFM)信号参数估计算法运算量较大的问题,在分析RAT变换估计调频斜率和STLFM信号模糊函数特征基础上提出了一种基于模糊函数(AF)切片和FrFT的STLFM信号参数估计新算法。该算法首先通过对观测信号固定时延点AF切片的计算估计出调频斜率,然后得到相应的FrFT最优变换阶数,最后利用两次FrFT估计出STLFM信号的调频带宽、调频周期和中心频率等参数。整个算法只需3次FFT的计算量即可估计出STLFM信号的所有参数。仿真实验表明了该算法能实现STLFM信号参数的快速有效估计。     

分数阶傅立叶变换的线性调频干扰抑制的改进算法

为了抑制扩频通信中存在的大量干扰,构建了直接序列扩频系统抗线性调频干扰(Linear Frecluency Modulation,LFM)模型,重点对基于分数阶傅立叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)的时频滤波算法及其改进算法的性能作了仿真和分析.仿真结果表明,这类算法对于LFM类的信号可获得明显的噪声抑制效果,并具有良好的幅度保持性.更为重要的是,FRFT是一维的线性变换,可以用FFT(Fast Fourier Transform)来实现;在处理多分量信号时,FRFT不仅在计算上大为简化,而且不受交叉项的困扰.     

用于802.11p的低功耗紧凑型FFT处理器的研究

符合802.11p协议标准的基带与射频芯片是车载无线宽带通信系统的核心,其性能直接决定了车载无线宽带通信系统的性能。快速傅里叶变换(FFT)处理器是决定无线基带芯片性能的核心电路,该文通过分析FFT算法的特点,设计了一种用于802.11p的低功耗紧凑型64点处理器。该FFT处理器采用块浮点运算技术与单蝶形并行结构,极大地提高了FFT处理器的数据运算精度与运算速度。     

Fast Computation of Cross-Ambiguity Function

A novel method based on zoom fast Fourier transform(FFT) is proposed for minimizing the burden processing of cross-ambiguity functions without affecting performance. The low-pass anti-aliasing filter in zoom FFT is realized by using the multistage filtering technique and the weighting processing is employed in the first stage filter to get rid of the redundancy of the computation. In practical systems,the input data is divided into overlapped data frames to avoid loss of detection ability which results in the rapid increase of computational complexity. A segment technique is also proposed in which CAF calculation of overlapped data frames is viewed as slide window FFT to decrease the computational complexity. The experimental results show that compared to the conventional methods,the proposed method can lower computational complexity and is consistent with the real time implementation in existing high-speed digital processors.     

基于匹配滤波的正交频分复用信号盲识别

针对传统的相关算法在循环前缀(Cyclic prefix)长度较短时识别率较低的缺点,研究了一种基于匹配滤波的正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)信号盲识别方法。该方法利用不同标准中OFDM信号子载波间隔不同的特点,通过对子载波间隔的估计来实现对信号的识别分类。在建立信号模型的基础上,对提出的算法进行了详细的描述,分析了频率和时间偏移对算法的影响。针对参数搜索过程的高复杂度问题,采用了粒子群优化算法优良的迭代寻优能力来优化参数搜索过程。仿真结果表明:匹配滤波算法克服了传统方法的不足,具有更高的信号识别率和更好的抗多径信道能力。     

Y形阵列宽带信号二维来波方向估计

利用Y形阵列结构的特点,提出一种宽带信号二维来波方向的估计方法.该方法在相干信号子空间法的基础上,通过采用流型矩阵展开的方式获得聚焦矩阵,并针对聚焦后的协方差矩阵,利用基于子阵的ESPRIT算法和二维MUSIC算法进行联合估计,从而提高了测向精度且减小了谱峰搜索的范围.理论分析和计算机仿真实验表明,该方法对于非相干信号源和相干信号源都具有较好的估计效果,并具有较低的计算量.     

PMF-FFT的PN码捕获方法分析及仿真

为了解决PN码捕获时间长与资源消耗大的问题,分析了基于PMF-FFT的捕获方法.该方法是使用一组部分相关器结合快速傅立叶变换进行PN码捕获,可以将码相位和多普勒频移的二维搜索变为码相位的一维搜索,从而大大减少了捕获时间.推导了该算法的理论,并在MATLAB平台上实现了PN码捕获的仿真以及性能分析.理论分析和仿真结果表明该方法的平均运算量减少了20%,相关峰值增加7倍以上,可以实现对扩频信号的快速捕获.同时在信噪比低至-15 dB时能较好地完成捕获,该方法具有良好的抗干扰性能.     

基于子带处理多分类器融合的说话人识别

提出了一种基于子带处理多分类器融合的说话人识别方法 .宽带语音信号通过Mel滤波器组转变为多个子带信号 ,对各子带数据独立分析提取相应的特征参数 ,进而对每个子带分别建立识别模型进行判决 ,最后利用分类器融合规则 ,给出总体判决 .研究表明 ,该方法在子带数目选为 16时可以得到最好的识别效果 ,并且在有窄带噪声的情况下 ,子带多分类器融合法比宽带语音数据建模表现出更好的鲁棒性 .     

一种高效动态数字信道化方法

针对宽带数字接收信号中存在多个非均匀分布且动态变化的信道的情况,提出了一种高效动态数字信道化方法.该方法基于信号重构理论,将接收信号均匀划分成多个子带,根据能量检测环节将属于同一信道的相邻子带输入到相应的综合滤波器组,输出即为该信道的基带信号.信道覆盖子带个数变化时,只需根据能量检测结果改变综合滤波器组的系数,因而具有一定的自适应特点.     

Performance analysis of fast GPS signal acquisition based on PMF and Window FFT

Combining the advantages of partial matched filter(PMF) and fast Fourier transform(FFT),an improved fast acquisition method for GPS C/A code is proposed.According to PMF-FFT acquisition architecture,the greater the number of PMF will bring out the more slowly amplitude decreasing of the amplitude-frequency response,the smaller scale of the corresponding PMF,and the larger computation of the FFT.In order to compensate the frequency spectrum attenuation caused by spectrum leakage and fence effect,adding window function to PMF-FFT is presented.Through comparing the influences to the acquisition performance based on rectangular,Hamming,Blackman and Rife-Vincent(Ⅲ) window functions,an improved Rife-Vincent Ⅲ windowing algorithm is recommended for the fast acquisition based on PMF-FFT.     

可重复使用运载器再入段喷气选择逻辑重构研究

针对反作用控制系统(RCS)推力器开机失效后的喷气选择逻辑(JSL)重构问题进行了研究,提出了2种实现JSL重构的方法:①基于组合逻辑检索的方法;②基于冲量矩控制的线性规划方法。RCS是可重复使用运载器(RLV)再入过程中控制姿态的主要执行机构,所以RCS能否正常工作关系到RLV能否成功再入返回。为了提高RCS的可靠性,必须考虑RCS推力器开机失效后的喷气选择逻辑(JSL)重构问题。基于美国X-34技术验证机后部RCS配置方案的仿真试验证明了在出现推力器开机失效时,应用这两种JSL重构方法后,虽然控制效果有所降低,偏航、滚转角与角速度出现了振荡,但仍能满足系统性能要求。     

混响背景下的信号检测

海洋混响是主动声呐检测中主要的背景干扰,它是一种有色干扰噪声,并常被看做是一个非平稳的随机过程,这使得工作在白噪声条件下的最佳匹配滤波检测器的性能在一定程度上受到限制.因此,提出一种次最佳检测器,将混响看成局部平稳,并将接收信号分成许多小块,每小块利用自回归(AR)模型对混响时间序列进行建模,然后利用估计的AR系数构造白化滤波器,对混响进行预白化处理,并将白化后的序列用于匹配滤波检测器.通过计算机仿真和实验数据分析比较未白化与经白化处理的匹配滤波性能,结果表明,次最佳检测器比未白化匹配滤波在检测性能上可提高近3dB.     

宽带数字正交技术及性能分析

讨论了几种宽带数字基于傅里叶变换和离散滤波器的Hilbert变换以及对基带内任意带通信号特殊的正交变换技术,并利用Gram-Schinidt正交化校准原理分析了这几种数字正交技术的性能以及I、Q通过间的幅度和相位不平衡误差。计算机模拟结果表明,除了Hilbert滤波器的不平衡度较大外,其余两种数字正文技术在较宽的频率范围内都能保持很高的镜像抑制,这为实现宽带实时的数字I、Q通道提供了工程保证。