基于三值Walsh插值函数的PSWF重构方法

针对采用二值Walsh函数重构椭圆球面波函数(PSWF)精度不高的问题,通过理论分析的方式,将二值Walsh插值函数推广为三值Walsh插值函数,并依据其完备正交性,提出基于三值Walsh插值函数的PSWF重构方法。在此基础上,对运算量、信号精度、信号性能等进行数值分析。结果表明,相比于二值Walsh函数重构法,在运算量基本持平的基础上,提出的方法能够在相同采样点数量的情况下,使得时域重构信号的精度至少提升5个数量级,且时域正交性较好,频域能量聚集度也有1个数量级的提高。     

基于优化多重索引的椭圆球面波函数多载波索引调制解调方法

围绕如何提高椭圆球面波(PSWFs)多载波调制系统频带利用率,该文在双模PSWFs多载波索引调制解调方法的基础上,引入由额外星座点组成的第3星座图,提出基于优化多重索引的PSWFs多载波索引调制解调方法BIM-MCM-PSWFs。该方法通过对分组后每个子块中子载波的多重排列组合,拓展了信号索引维度,增加了调制符号组合数,实现了双模PSWFs多载波索引调制解调方法中频谱资源的进一步利用,有效提高了系统频带利用率。理论和仿真分析表明,该文所提方法相较于双模PSWFs多载波索引调制解调方法,以适当牺牲误码性能为代价,具有更高的系统频带利用率,当n=9, k=1, m=4时,以误比特率(BER)牺牲了0.70 dB为代价,系统频带利用率(SE)提升了20.1%。     

椭圆球面波信号Wigner-Ville分布显式渐近求解方法

针对现有的椭圆球面波函数(PSWFs)信号时频分析无显式表达式、数值仿真误差不可控、时频分布结果对称性缺失等问题,该文引入Legendre多项式以及Wigner-Ville分布(WVD),提出一种PSWFs信号WVD显式渐近求解方法。该方法根据误差要求,生成所需阶数的Legendre多项式WVD自项、交叉项,进而与对应的WVD-Legendre系数相乘后线性叠加,获取PSWFs信号WVD显式渐近表达式。理论及数值仿真结果表明,所提方法能够产生满足误差要求的PSWFs信号WVD显式渐近表达式,且能够有效保持信号原有的时域、频域对称性。此外,在相同采样点数情况下,相对于基于数值解的PSWFs信号WVD,所提方法获得的PSWFs信号WVD频域分辨率更高。     

可识别声源深度的三维声聚焦波束形成方法

当前平面传声器阵列结合波束形成方法进行声源识别定位时,存在不能确定声源相对全息测量阵列距离的问题,提出了可识别声源深度的三维声聚焦波束形成方法。基于球面波声场模型和波束形成方法,在不同深度的平面上进行声聚焦,首先根据聚焦面上波束形成功率的最大点位置沿聚焦深度方向（即z方向）的轨迹变化判断声源在z方向的位置,再进一步确定声源在x和y方向的位置。为验证方法的有效性,在点声源构成的声场中进行了仿真验证,并且在全消声室内进行了单声源及多声源识别定位的实验验证。仿真结果和实验结果一致表明：该方法能够实现基于平面阵列的三维空间中声源的识别定位。     

北斗系统C频段导航信号的波形设计

在分析比较C频段和L频段信号传输特点的基础上,通过信号的兼容性、导航性能以及接收机实现复杂度约束条件的折中,提出基于椭圆球面波函数PSWF(Prolate Spheroidal Wave Functions)的C频段信号波形设计方案。仿真结果表明,基于PSWF的优化信号具有良好的带外抑制特性,满足C频段信号设计的严格兼容性约束要求,并具有优于传统BPSK调制的跟踪测距精度和抗多径性能。     

多频带正交椭圆球面波脉冲组的特征向量设计

从椭圆球面波函数(Prolate spheroidal wave function,PSWF)脉冲组的互相关矩阵入手,以互相关矩阵的特征向量作为加权系数向量,对原PSWF脉冲组进行加权求和,从而得到新的多频带正交PSWF脉冲组。仿真结果表明:该方法突破了传统Gram-Schmidt正交化在脉冲个数上的限制,同时保持了PSWF脉冲的高能量聚集性和误码率性能,并具有实时性好、易于工程实现的优点。     

基于重构滤波的非正弦时域正交调制实现方法

为了降低非正弦时域正交调制的实现复杂度,提出了一种基于重构滤波理论的调制实现方法。将时限带通椭圆球面波函数的重构公式应用于调制中,能够实现可变采样速率调制,有效降低所需存储采样点的数量、提高系统的工作频率。给出了该方法的实现框图,并通过理论和仿真方法分析了重构信号的精度和系统调制的复杂度。结果表明,与传统方法相比,该方法能够降低调制的复杂度及对系统硬件资源的要求,灵活性高、易于实现。     

球面波照射的双随机相位掩模光学图像加密

正的实函数图像通过双随机相位编码加密以后,在解密过程中,用光强探测器接收解密图像时,位于空域的第1块相位掩模不起密匙作用.针对这个缺点,在不增加系统元件的基础上,提出用球面波照射加密系统,并把待加密图像与第1块相位掩模分开.这样既能使第1块相位掩模起到密匙作用,其位置又能额外提供一重密匙.计算机仿真结果证明了其可行性.     

二层水平介质球面波正反演联用与震源定位

二层水平介质中原几何平均震源定位方法,无法直接确定震源的水平坐标,推广至任意水平层状介质时,包含震源深度的定位参数难以确定和修正,且难以确定震源所在层。根据将水平和铅垂坐标分离、并去根号的走时方程,反演出发震时刻,并合理修正,根据水平层状体系中球面波波阵面的正演方法,得到含震源空间坐标的非线性方程组,求解可得震源的水平和铅垂坐标。各种定位条件下的定位计算表明,正反演联合运用法的水平和铅垂坐标误差的较大值,均不大于几何平均法的震源深度计算误差,且正反演联用法比几何平均法更适合于深震源定位。对参数敏感性的分析表明,发震时刻对定位参数不敏感,震源位置误差对波速、波速比的敏感性介于几何平均法和经典线性法之间。正反演联用法不能改进几何平均法不适应较大水平竖直距离比和较大、较小埋深比的缺点,仍建议在地(矿)震易发区布置台站,并与经典线性法结合使用。正反演联用法不需要确定和修正含震源深度的定位参数,且便于逐层排除和确定震源所在层,因此将比几何平均法更适合于任意水平层状介质中的震源定位。     

定时误差对时域正交调制系统影响分析

非正弦时域正交调制是一种新颖的调制方式,可快速提高系统的单位频带利用率。针对该非正弦时域正交调制系统的解调接收和定时误差的影响问题,在最小差错概率准则下分析了理想同步情况下系统相关接收的误码率性能,公式推导了由于定时误差产生的干扰分量,并通过仿真定量分析了定时误差对误码性能的影响。理论分析和仿真结果表明:该调制系统对定时误差非常敏感,定时误差的存在会同时引起支路间干扰和码间干扰。