微波信号功率频谱分析仪测量方法

介绍了频谱分析仪的组成和工作原理，以及使用频谱分析仪进行微波信号功率测量的方法，另外分析了测试误差进行了实验验证。     

跳时超宽带(TH-UWB)信号的功率谱特性分析

超宽带系统由于和其他系统共存,其信号的频谱特性分析是系统设计时要考虑的重要问题。本文分析了跳时超宽带(TH-UWB)信号的功率谱,对影响谱线平滑效果的因素进行了讨论,发现在功率谱离散谱线中存留有间隔为脉冲重复频率的离散谱线,而且该谱线不会由于TH码的周期的增大而获得平滑,只会由于时移范围以及频率的增加而得到衰减。由于随机时移操作不能够完全消除频谱中的离散谱线,在TH-UWB通信系统设计中应该考虑这部分谱线可能造成的影响,必要时应采取其他方式消除,以获得使用频段内类噪声的功率谱。仿真实验验证了本文分析的正确性。     

数字超宽带信号的功率谱密度

该文根据各种超宽带(UWB)信号的调制特点,给出了统一的随机脉冲信号模型,并应用随机理论计算得出相应的功率谱密度(PSD)函数表达式,此PSD表达式应用范围广,适用于各种调制方式、多址方式、进制下的UWB信号。该文举例分析比较了几种典型调制下带有均匀分布的随机时间抖动(timing jitter)及理想情况下的信号PSD,结果表明,时抖动的存在平滑了信号功率谱,降低了对其他窄带通信系统的干扰。而且,文中给出的PSD函数表达式可以用来估计信号各参量的变化对PSD函数的影响,而不需要考虑脉冲序列的详细设计过程。     

利用信号功率谱密度的麦克风阵列噪声消除方法

本文研究了一种在背景噪声和干扰噪声存在的情况下基于麦克风阵列的噪声消除方法,具有准确的指向性。波束形成可以更好的获取指定方向的增强语音及抑制其它方向的噪声的效果。而现已存在的波束形成的方法处理后,增强之后的语音仍然会存在部分的干扰噪声。针对这样的问题,本文提出了一种利用信号功率谱密度比值的广义旁瓣消除波束形成方法来进一步实现对背景噪声和干扰噪声的抑制。此外,本文还进一步利用深度神经网络的方法,通过训练多目标函数下的掩蔽值结合最优改进对数谱幅度,做后置滤波可以更高效地对残留干扰噪声进行消除。本文中通过对比实验,比较了不同的基线方法,更好地验证了所提出算法的有效性。      

A Real-Time Cross Correlator for Neurophysiological Research

An instrument for computing correlograms of neuronal spike trains is described. The special purpose nature of the instrument permits sufficient computation speed to allow real-time display of compiling correlograms. Such capability greatly extends the user's observation power during the important phase of data collection from multiple neural units. Due to its modular design, other useful statistical analysis programs (PST, Interval histograms) can be easily designed and incorporated.     

多通道实时光电混合联合变换相关器

提出一种多通道实时光电混合联合变换相关器,其中用一个液晶光阀(LCLV)作为非相干--相干图象转换元件,用一个多通道全息透镜阵列作为付氏变换元件实现多通道联合变换相关.这种相关器有效地利用了液晶光阀的有效使用面积和读出光能量,提高了相关识别性能.文中给出了实验结果.     

Butterworth Window for Power Spectral Density Estimation

The power spectral density of a signal can be estimated most accurately by using a window with a narrow bandwidth and large sidelobe attenuation. Conventional windows generally control these characteristics by only one parameter, so there is a trade-off problem: if the bandwidth is reduced, the sidelobe attenuation is also reduced. To overcome this problem, we propose using a Butterworth window with two control parameters for power spectral density estimation and analyze its characteristics. Simulation results demonstrate that the sidelobe attenuation and the 3 dB bandwidth can be controlled independently. Thus, the trade-off problem between resolution and spectral leakage in the estimated power spectral density can be overcome.     

Digital Filters for Real-Time ECG Signal Processing Using Microprocessors

Traditionally, analog circuits have been used for signal conditioning of electrocardiograms. As an alternative, algorithms implemented as programs on microprocessors can do similar filtering tasks. Also, digital filter algorithms can perform processes that are difficult or impossible using analog techniques. Presented here are a set of real-time digital filters each implemented as a subroutine. By calling these subroutines in an appropriate sequence, a user can cascade filters together to implement a desired filtering task on a single microprocessor. Included are an adaptive 60-Hz interference filter, two low-pass filters, a high-pass filter for eliminating dc offset in an ECG, an ECG data reduction algorithm, band-pass filters for use in QRS detection, and a derivative-based QRS detection algorithm. These filters achieve real-time speeds by requiring only integer arithmetic. They can be implemented on a diversity of available microprocessors.     

相干光通信实时信号处理

实时单载波相干光通信和实时相干光正交频分复用(OFDM)通信在处理方法和处理顺序上有所不同.实时相干光OFDM通信,接收端的信号处理首先在时域上进行,在时间同步之后便进行频偏估计,随后通过FFT变换之后转换到频域上再进行信道估计、相位噪声估计以及最终的信号检测;实时单载波相干光接收端的信号处理过程在时域上进行,首先进行的是信道估计,随后进行频偏估计.     

数字播控中心实时信号监测

现代数字电视播控系统的规模越来越大、信号源越来越多、层次复杂、调用频繁，人工监测十分不便。本文就南京电视台数字电视自动监视监测系统，介绍一种全新的数字电视播出中心信号自动监测方法。     

基于数字滤波的低频随机信号实时功率谱分析仪的实现

对于非平稳随机信号的功率谱分析,采用自相关函数傅里叶变换和直接傅里叶变换分析时,由于存在数据截断,二者从概念上都不能很好地反映随机信号的功率谱.采用参数谱估计方法,则不能实现等百分比带宽分析.对于噪声和结构振动等信号,需要进行等百分比带宽分析.采用滤波法进行功率谱分析,不存在数据截断带来的误差,还可方便地用于等百分比带宽的谱分析.利用数字滤波器可以实现时分和频分复用的特点,结合重抽样技术来实现整个频率轴上的实时功率谱分析.上述算法可以通过高速数字信号处理器(DSP)芯片实时地完成.文中介绍了基于数字滤波的低频随机信号实时功率谱分析仪的实现方法,并给出了实时算法的设计要点.     

A Single Chip Digital Signal Processor and Its Application to Real-Time Speech Analysis

A single chip high-performance digital signal processor (HSP) has been developed for speech, telecommunication, and other applications. The HSP uses 3 µm CMOS technology and its architecture features floating point arithmetic and pipeline structure. By adoption of floating point arithmetic, data covering a wide dynamic range (up to 32 bits) can be manipulated. The input clock frequency is 16 MHz, and the instruction cycle time is 250 ns. Efficient signal processing instructions and a large internal memory (program ROM: 512 words; data RAM: 200 words; data ROM: 128 words) make it possible to construct a compact speech analysis circuit by the LPC (PARCOR) method with two HSP's. This paper describes HSP architecture, LSI design, and a speech analysis application.     

基于微处理器的数字信号传输性能分析仪的研究

根据数字基带传输系统的基本原理,设计了一套基于微处理的简易数字信号传输性能分析仪,系统主要由数字信号发送模块、信号传输模块和数字信号接收分析模块三部分构成,其中信号发送模块由数字信号发生器和信道模拟低通滤波器等组成.整个系统采用微处理器STM32F103实现码元速率的控制、信道切换、噪声电平调节、扩频与解扩以及同步信号的提取.系统经测试,解码的曼彻斯特编码数据与发送端完全一致,同步信号稳定和可靠.     

A Low Power Correlator for CDMA Wireless Systems

The complex valued matched filter correlators consume maximum power in the DS/SS CDMA receivers. These correlators accumulate 1024 samples lying in the range –7 to +7. This accumulation needs 3 data bits, 1 sign bit and 10 extra bits for overflow. Hence, the correlator can be implemented as a cascade of 4-bit full adder and a 10-bit incrementer. As a ripple carry adder (RCA) consumes the least power among all the existing adder architectures, we have implemented the 4-bit adder as a RCA. Previous incrementers were implemented as ripple counters. In this paper we propose a novel incrementer which is faster than a ripple counter based incrementer. Hence, it can be operated at a reduced voltage resulting in considerable power reduction. The incrementer is implemented using multiplexers, AND gates and TSPC registers. The ripple-counter correlator and the proposed incrementer correlator were laid out in MAGIC using 0.5 CMOS technology followed by power estimation using HSPICE. It is shown that the proposed architecture requires 50% less power than a ripple counter based design.     

一种数字信号处理器的动态功耗管理方案

动态功耗管理是一种系统级低功耗设计技术，降低功耗的思路是根据系统当前负载动态调整时钟频率或者关闭时钟。文章以数字信号处理器为模型，提出了一种系统属性可调节的动态功耗管理方案，它支持通过软硬件配合对功耗进行灵活的动态管理，其管理策略采用了适应性预测算法，并引入非确定性因子。实验结果表明，该方案可以大大降低数字信号处理器的功耗。     

一种基带GMSK信号相关器及其输出概率分布

该文提出一种基带GMSK信号相关器,并从GMSK解调信号的相位概率分布函数以及独立同分布随机变量和的概率分布函数出发,给出了该相关器的自相关峰和互相关峰的概率分布函数。从概率论与数理统计出发,推导了一种统一的数字相关器(数字匹配滤波器)的自相关峰和互相关峰的概率分布函数。数值计算结果表明,在相同条件下,该基带GMSK信号相关器的误检概率比数字相关器的低近一个数量级。     

面向实时数字信号系统关键链路延时的NoC映射方法研究

该文在面向功耗优化的经典NoC设计平台和映射算法基础上,针对实时数字信号处理电路固有的实时性特征,提出了一种新的面向最小化系统关键链路延时的NoC自主映射模型MM-Map。该模型在满足处理单元处理容限和链路带宽的约束下,采用基本遗传算法完成延时目标的优化求解。实验结果表明,该模型能节约一定硬件资源的消耗,得到近似全局最优延时解,映射过程简单,收敛效果好。     

DSP完成的实时信号模拟器

基于DSP设计了一种可编程实时信号模拟器。该模拟器包括USB、模拟、数字、用户自定义接口。其中USB接口可以方便地和PC机进行通信,模拟、数字和用户接口输出模拟器产生的模拟和数字信号。DSP是模拟器的核心器件,对数据进行处理,和各部分的管理。FPGA完成DAC等器件的时序及接口控制等。本模拟器提供在线升级功能,用户经USB接口可对板上的FPGA和DSP程序进行升级。另外,FPGA编程可产生用户需要的各种接口信号。这样便于和其他模块进行连接,扩大了适用范围。DSP编程可以产生用户需要的波形。该模拟器在数据通信系统等领域,具有一定的实用意义。     

跳频信号功率谱密度估计

通过对跳频信号功率谱密度分析,指出经典周期图方法的不足,经过分析改进,得出跳频信号功率谱密度估计合适的方法和参数.仿真结果表明,改进方法具有良好的可行性功率谱估计性能.