Polyspectral Analysis of Two-dimensional Mixed Processes and Coupled Harmonics

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎｍａｎｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ,ｓｕｃｈａｓｒａｄａｒ,ｓｏｎａｒ,ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ,ｒａｄｉｏｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄｍｅｄｉｃａｌｉｍａｇ ｉｎｇ ,ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｗｏ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙｅｓｔｉ ｍａｔｉｏｎｈａｓｒｅｃｅｉｖｅｄａｌｏｔｏｆａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ.ＩｎｔｈｅｃａｓｅｏｆａｄｄｉｔｉｖｅｗｈｉｔｅＧａｕｓｓｉａｎｎｏｉｓｅ,ｎｕｍｅｒｏｕｓｍｅｔｈｏｄｓｓｕｃｈａｓＭＥＭＰ[1 ] ,ＭＵＳ…     

脉冲噪声环境下宽带循环平稳信号DOA估计算法

针对传统二阶循环相关算法在脉冲噪声环境中的显著退化问题,本文以α稳定分布为噪声模型,提出基于分数低阶循环相关的波达方向(Direction of arrival,DOA)估计算法。利用分数低阶循环相关的相移特性,将宽带循环平稳信号的DOA估计问题转化为"中心频率"为ε的窄带问题,解决了宽带情况下DOA估计困难的问题。计算机仿真结果进一步验证了此算法的有效性,且性能优于传统SC-SSF(Spectral correlation signal subspacefitting)算法。     

变转速下滚动轴承的阶频谱相关域微弱故障特征增强与提取

滚动轴承是旋转机械常用且故障率较高的部件之一,其故障的及时发现,对于设备安全、稳定运行具有重要意义。滚动轴承的早期故障特征十分微弱,容易被强背景噪声干扰所掩盖。同时,滚动轴承往往在变转速工况下运行,故障特征的时变特性导致特征提取较为困难。针对上述问题,提出一种变转速下滚动轴承的阶频谱相关(OFSC)域微弱故障特征增强与提取方法。首先,利用变转速下滚动轴承故障信号的角度时间域循环平稳特性,将故障信号转换到阶频谱相关域。然后,采用鲁棒主成分分析(RPCA)的低秩稀疏分解方法,将轴承振动信号的阶频谱相关矩阵分解为表征轴承故障特征的稀疏成分,并去除表征噪声的低秩成分,进一步提高稀疏分量的分辨率。最后对分解出的稀疏分量构建增强包络阶次谱(EEOS)来检测滚动轴承的故障特征。仿真和实验分析验证了该方法对于变转速工况轴承微弱故障特征增强和提取的有效性和鲁棒性。     

一种多径平坦衰落信道下的盲信噪比估计方法

提出一种多径平坦衰落信道下的盲信噪比估计方法.该算法首先利用数字通信信号的循环平稳统计特性构造接收信号的循环自相关矩阵,然后对该矩阵进行奇异值分解,由分解出的特征值信号子空间和噪声子空间,最后通过利用AIC信息准则分别估计信号子空间和噪声子空间的维数并最终估计出信道的平均信噪比.以MPSK信号为例进行了计算机仿真,结果表明了算法的有效性.     

基于Bayesian准则的鲁棒自适应波束形成算法

研究波束形成算法的前提是驾驶向量是确定的.在实际情况下,由于实际的阵列响应和期望信号的阵列响应存在一定的偏差,这时候就需要研究对于驾驶向量不确定情况下的波束形成问题.该文基于Bayesian准则,对一系列自适应MVDR波束形成器的权向量进行后验概率密度加权,得到Bayesian自适应波束形成器.仿真和实际水声阵列数据结果显示,该波束形成器在驾驶向量不确实的情况下,具有较好的鲁棒性.     

利用信号循环平稳性提高谱估计测向性能

本文介绍了几种将信号循环平稳性用于谱估计测向的新算法，它们将时间和空间处理相结合，从而克服了常规谱估计测向算法存在的不足，并提高了信号的选择性、分辨率、过载能力、检测能力等方面的测向性能。其中的循环最小二乘（CLS），还适用于对相干信号的到达方向（DOA）进行估计。     

基于循环平稳的复调频信号检测性能研究

针对加性色噪声和乘性色噪声联合干扰下的雷达运动目标检测问题进行了研究.首先利用循环平稳信号处理原理,分析了加性噪声和乘性噪声联合干扰下的复调频信号的循环统计特性,在此基础上构造了基于二阶循环矩的检测统计量,推导了检测统计量的输出信噪比与观测噪声统计特性的关系.最后利用Monte-Carlo仿真试验得到检测性能的曲线,并与基于时频分布的Wigner-Hough检测器做了比较,仿真试验进一步验证了本文提出的二阶循环矩检测器性能要优于Wigner-Hough检测器.     

谱相关的数学关系与物理意义

周期性是自然现象和工程现象的基本特性之一,从复杂多变的、含有噪声的观测数据中发现周期性并测量其参数是信号处理的重要主题.谱相关是分析循环平稳信号二阶周期性的有力工具,本文研究谱相关的周期性解析功能的缘由、过程与特点.首先,梳理了谱相关理论体系中诸多重要概念之间的内在联系,建立了相互之间转换或映射的数学关系图;然后提出了按定义和转换关系逐步求解谱相关的方法.通过单周期信号的分析和每步操作效果与周期的对应关系,诠释了循环自相关、谱相关、无限循环谱和循环频率等重要概念的物理意义.     

最大稀疏稳健恒定束宽波束形成器设计

为了降低宽带阵列恒定束宽的实现复杂性,在分析宽带阵列稀疏性的基础上,构造了以阵元和抽头延迟线(TDL, tapped delay line)稀疏性的凸组合为目标函数,满足恒定束宽约束的波束形成器优化模型,降低了所需的阵元和TDL个数。引入重加权机制,通过序列凸优化,使稀疏性递增并收敛到最大值,证明了保证波束形成器稳健性的范数约束与最大TDL稀疏目标函数之间的等价性。仿真结果表明,可用较少的阵元及TDL个数获得相同的恒定束宽性能,具有工程实用价值。