管道缺陷检测全聚焦数据处理及成像方法研究

管道缺陷检测是保证管道系统安全运行的必要手段,本文采用全聚焦成像的方法对管道缺陷进行成像与识别。利用有限元软件ABAQUS对基于L(0,1)模态导波的管道缺陷检测方法进行数值模拟研究,利用中值滤波、希尔伯特变换及信号包络锐化方法对信号进行预处理,然后用处理后的信号构建全矩阵数据,最后利用全聚焦算法实现缺陷成像,最终显示成像结果。实验结果表明,将信号进行预处理后再成像,可有效提高分辨率,实现缺陷的高精度可视化。     

LCMV分频的改进维纳滤波后置波束形成算法

针对封闭环境中语音信号受到混响影响,提出了LCMV分频的改进维纳滤波后置波束形成算法。该算法通过计算麦克风阵列接收到含混响信号的短时傅里叶变换得到频域阵列信号,对频域阵列信号分频处理,将分频的信号进行线性约束最小方差波束形成滤波处理,该波束滤波根据每个频段上混响时间不同的特性对频域阵列信号进行分频处理后,将波束形成算法分别应用到高低频中,以提高混响抑制的精度;再由频域阵列信号的组合功率谱进行维纳后置滤波以抑制混响,由麦克风阵列接收到混响信号的直达波和反射波之间不相关性及麦克风阵列接收信号的空间信息解决维纳滤波器的精确估计问题;最后由逆短时傅里叶变换恢复出时域信号。仿真结果表明,该算法对混响抑制具有明显的改善;且在混响时间600 ms条件下语音增强系统的PESQ值提高了0.26。     

四元数矩阵重构鲁棒波束形成算法

极化敏感阵列的四元数信号模型保持了偶极子阵元分量之间固有的正交性,因而四元数MVDR（Q-MVDR）算法具有比传统复数域MVDR算法更优的性能,但在强期望信号和导向矢量失配的情况下,Q-MVDR算法性能严重下降,甚至会出现期望信号相消现象.针对此问题,提出一种基于四元数矩阵重构的鲁棒波束形成算法.首先建立极化敏感阵列的四元数模型,将协方差矩阵重构方法扩展到四元数域,利用子空间方法得到干扰信号的导向矢量估计,并采用Capon谱估计方法获得干扰信号的功率,重构出干扰噪声协方差矩阵;然后根据信号子空间与噪声子空间的正交性,以及期望信号导向矢量与信号子空间属于同一子空间的特性,将权矢量投影到四元数信号子空间,对期望信号导向矢量失配误差进行修正;最后通过仿真实验验证了算法的有效性.仿真结果表明,在强期望信号和期望信号导向矢量失配时,与传统算法相比,本文算法有效避免期望信号相消引起的性能下降,增强了算法的鲁棒性,可以达到接近最优值的输出信干噪比(SINR).     

多天线无人机通信系统中的安全波束成形方案

针对第6代移动通信系统中多天线无人机通信下行链路传输系统,在有多个合法用户和单个窃听者的场景以及已知窃听者统计信道状态信息的情况下,提出了2种安全波束成形方案：一种是基于迫零算法的波束成形方案,在系统传输总功率受限条件下最大化系统可达安全速率,得到了波束成形权矢量和功率分配因子的闭合解;另一种是基于增强信漏噪比算法的波束成形方案,采用一种分式规划和交替方向乘子法（ADMM）相结合的迭代算法,实现波束成形权矢量和功率分配因子的设计.仿真结果表明,相比较于迫零算法,基于ADMM的增强信漏噪比算法能够有效地提升系统的安全性能.     

基于FFT的矩形阵波束形成算法

为提高矩形阵的波束形成算法的效率,在波束形成中引入了快速傅立叶变化.基于快速傅立叶变换,将阵所接收的数据从时域变换到频域,通过对相位进行均分,使数据在空间域上进行排序重组,再次利用快速傅立叶变换从空间域转化到波数域上,经过相位修正形成波束图.仿真实验表明,随着阵元数增大,采用快速傅立叶变换能有效降低运算量,提高运算速度,降低对硬件的要求,易于工程实现.     

A downlink beamforming assisted by locally positioned communication devices

Recently, multiple cell types with overlapping coverage have been deployed simultaneously to increase cellular network capacity. Cross‐tier interference is one of the key technical challenges in the use of this method. A simple and practical beamforming scheme assisted by locally positioned communication devices for the downlink of a multi‐cell wireless hierarchical cell structure system is proposed in this paper to maximize the capacity of the embedded small cell and simultaneously ensure minimal impact on the performance of existing macrocells. The locally positioned communication devices can be implemented with low complexity and at low cost and can continuously provide helpful and accurate information to base stations for the proper configuration of geographical cell coverage, allowing neighboring cells to cooperate effectively with each other. Simulation results verify that the proposed scheme can provide a significant gain over conventional systems not using the proposed algorithm. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于虚拟阵技术与LS的宽带DBF算法

数字侦察接收机带宽可能覆盖几个倍频，因此若按照信号最高频率信号半波长作为阵元间距，则会出现严重的阵元间耦合，而若按照信号最低频率信号半波长作为阵元间距，则对高频信号出现严重的栅瓣。针对上述问题，提出了虚拟阵技术和LS算法融合的宽带DBF算法，成功抑制了高频信号的栅瓣。研究了EAVA、TAVA两种虚拟阵技术，两种技术不需要侦察信号的先验知识，应用两种快速计算虚拟阵元信号的算法，对于最终得出来的阵元信号选用最小二乘(LS)算法进行宽带聚焦处理，最后波束形成。仿真信号选用S波段(2~4GHz)雷达信号，结果表明在同一真实阵元数情况下，两种算法均能抑制信号栅瓣，并且缩小主瓣宽度，从而提高数字侦察接收机的角度分辨率。     

平面天线阵快速正交投影波束形成算法

针对大型平面天线阵列下样本数据含有期望信号时，正交投影（OP）波束形成算法不再适用的问题，提出一种新的基于阻塞矩阵的正交投影快速波束形成算法。该算法首先构造阻塞矩阵从样本信号中阻塞掉期望信号，再对阻塞后的样本信号进行施密特（GS）正交化得到重构后的干扰子空间，最后在此基础上实现正交投影波束形成。新算法适用于任意阵型的二维均匀平面阵，在小快拍数下能快速计算出自适应权重。仿真结果表明，无论是弱干扰信号还是强干扰信号，该算法都具有很好的抗干扰性能。     

一种单纯形遗传算法及其应用

本文深入分析了智能天线应用中广播波束成形权值反向求解的工程优化问题,引入单纯形算法对传统遗传算法进行改进并提出了一种新的单纯形遗传算法。通过具体应用验证,实现了较好自动求解权值的目的。同时,本算法也可在其他网络规划和网络优化等寻优问题中参考使用。