Barker码激励超声导波在长骨检测中的应用

单脉冲激励的超声导波在长骨中传播时,信号的衰减大,导致接收信号的幅度很小,且噪声严重。Barker码激励能有效增大接收信号幅度,提高信噪比(SNR)。将其应用到超声导波长骨检测中,进行仿真和长骨实验,得到的信号分别用加权匹配滤波器和有限冲激响应-最小均方误差(FIR-LS)逆滤波器进行压缩,并与单脉冲激励的结果进行了对比。结果表明,对于13位的Barker码,采用加权匹配滤波器进行解码时,压缩信号幅度是单脉冲激励接收信号的13倍;而FIR-LS逆滤波器则达到-63.59 dB的峰值旁瓣水平(PSL),更好地抑制噪声。说明可以将Barker码激励超声导波应用于长骨的检测中。     

太赫兹通信中的高速数字信号处理及其并行算法

本文针对太赫兹通信中高速数字信号并行处理中,并行化率低和码间前后拖尾而造成的串扰问题,进行了系统性研究。首先,为提高系统应用中的并行化率,针对输入信号采用一种基于短卷积迭代算法对网络中的高速数字信号进行并行滤波;其次,提出了一种自适应盲均衡算法来解决码间串扰来恢复原始信号;最后,通过MATLAB验证了均衡算法的有效性,并通过Labview仿真软件对所设计的算法进行实现,通过仿真分析,验证了所设计算法的有效性。经过并行化滤波以及均衡化处理后的高速信号可以较好地还原原始信号的信息。     

高压电力线路相位无线检测方法的研究与实现

文章就高压线路的相位无线检测法进行研究分析,该法主要由一个接收装置与两个发送装置所组成,其中发送装置是通过限幅电路与电磁耦合来进行电网电压信号的采集,把所收集到的电网电压信号实行ASK调制并发送至接收装置。然后接收装置解调所接收到的这些电压信号,通过解调以后恢复其原来的相位信号,以此间接的检测被测线路相位。     

MSK数字差分解调算法的改进及FPGA实现

本文根据对MSK信号差分解调算法的仿真结果讨论了采样点和判决方法对误码率性能的影响,在此基础上提出了一种改进的差分解调判决方法,最后,在FPGA上实现了优化后的差分解调算法。     

相干水声通信幅相加权空间分集均衡算法

水声信道的典型特点为多普勒频移严重、可利用带宽窄以及强多径干扰。空间分集均衡技术是相干水声通信中克服信道多径干扰,消除码间干扰的一种有效手段。为了极大化地输出阵增益,结合无源相位共轭方法和多通道均衡算法,本文设计了组合信噪干比的全新信道评价方法。利用改进的Sigmoid函数对各通道接收信号的幅度进行加权处理;采用二阶锁相环跟踪各通道信号的相位变化,实现各通道信号同相累加。将各通道低通滤波后的信号能量归一化,采用了分数阶-判决反馈分集均衡器,加入各通道权重系数实现了水声通信系统的分集均衡接收。仿真结果和湖试数据处理结果均表明,优化的幅相加权分集均衡接收算法能抵消多径和噪声的干扰,性能优于等增益合并接收算法。湖试数据处理结果误码率降低了1.8%。     

协方差矩阵重构的稳健自适应波束形成算法

针对协方差矩阵含有期望信号成分以及波束指向角失配时,传统自适应波束形成器性能严重下降的问题,提出了协方差矩阵重构的稳健自适应波束形成算法。该算法将全空域划分成若干互不重叠的区域,分别对应干扰区域与信号区域,先利用Capon波束形成器对干扰区域积分,由此构造出干扰协方差矩阵。然后,利用标准Capon波束形成器的波束域MUSIC谱估计法对信号区域积分,重构出信号协方差矩阵,以其主特征向量作为期望信号导引向量估计。由于算法重构了干扰加噪声协方差矩阵并对导引向量进行了修正,保证了自适应波束形成器的性能。理论分析和仿真实验结果表明,算法在训练数据含有期望信号成分和波束指向角度失配情况下具有良好的性能。     

空间谱估计在Lamb波的结构损伤检测中的应用

考虑到阵列信号处理中空间谱估计能得到信号的波达方向的特点,本文将空间谱估计引入到基于Lamb波的结构损伤检测中。选择了最具代表性的多重信号分类算法进行分析,利用其对波达方向的估计对损伤进行定位。首先介绍了多重信号分类算法的特点及Lamb波的基本原理,然后通过在铝板上开小孔模拟损伤进行仿真。选取结构上布置的传感器阵列中的一个压电片激励Lamb波,随后收集阵列中所有传感器的波信号,对接收信号采用多重信号分类算法进行波达方向分析,可以从中比较准确地估计出结构损伤发生的角度,仿真结果表明空间谱估计中对波达方向的估计可以应用于结构的损伤检测中。     

多输入多输出与时反联合的波导声呐有源目标定位

为了提高对浅海静止小目标的探测能力,提出了将多输入多输出和时反处理相结合的波导声呐处理框架。利用收发合置垂直阵,假设目标为点目标,每一个阵元轮流时反发射正交信号照射目标,整个阵接收对应的目标回波。当所有的阵元发射正交信号结束以后,对所有接收的目标回波数据进行分集处理,然后与时反发射驾驶向量做匹配滤波完成对目标的定位。分时发射策略克服了水声信道时延扩展和多普勒扩展导致常规多输入多输出处理接收端不同回波信号分离的困难。采用物理时反发射和数值时反接收聚焦,有助于抑制混响、提高回混比。数值仿真和波导水池实验结果表明多输入多输出时反处理较常规的有源匹配场处理以更高的精度对波导中的目标进行定位。     

匹配场处理舰船辐射噪声级估计方法

针对水声信道对舰船辐射噪声声传播的影响,进而导致声源级测量结果不准确的问题,提出了基于匹配场处理的舰船辐射噪声级估计方法。在海洋环境噪声为空间均匀高斯白噪声的假设下,当海洋环境参数已知、信噪比满足一定要求时,匹配场处理能有效地给出被测噪声源的位置信息及该位置处的能量响应。从能量估计角度出发,推导了声源位置处匹配场输出响应的能量修正因子计算公式,从理论上证明了匹配场处理在被测声源位置处输出响应与能量修正因子的乘积为真实声源级的最小方差无偏(MVU)估计。该方法首先选择合适的声场计算模型计算拷贝场向量,对接收到的辐射噪声信号进行匹配场处理,得出接收信号级和被测声源位置;其次利用该位置所对应的拷贝场向量替换能量修正因子公式中的真实信道传输函数以计算能量修正因子的估计值;最后由接收信号级与能量修正因子估计值相乘得出舰船辐射噪声声源级的MVU估计。针对典型的浅海水声信道,进行了计算机仿真试验,结果表明:该方法能有效地进行舰船辐射噪声测量,当信噪比满足一定要求时,测量得到的声源级与实际声源级相比,误差小于1 dB。     

一种基于误差补偿的部分码字SCMA检测算法

针对稀疏码多址接入(sparse code multiple access,SCMA)技术中多用户检测算法复杂度过高的问题,根据SCMA的非正交特性,提出了一种基于误差补偿部分码字球型译码的log-MPA检测算法(ECPC-log-MPA)。通过设置球型半径减少参与迭代的用户码字,并引入信道质量判决机制进一步降低log-MPA算法的计算复杂度;为降低log-MPA算法的误码率(bit error ratio,BER),引入误差补偿机制,采用稀疏度自适应匹配追踪(sparsity adaptive matching pursuit,SAMP)算法对误差进行估计,并对检测信号进行补偿。仿真结果表明,所提算法可以在保证误码率的同时有效降低计算复杂度,且算法的计算复杂度会随着信噪比(signal noise ratio,SNR)的增大明显降低。