基于最小冗余线阵的二维DOA估计方法

针对传感器阵列二维DOA估计中阵元数较多且阵元利用率较低的问题,提出了一种低阵元冗余的二维DOA估计方法.该方法通过在最小冗余线阵基础上添加两个导向阵元的方法,将最小冗余线阵的应用拓展到二维DOA估计.同时该方法利用多个时延的阵元输出共轭循环相关函数构造"伪数据阵",在时空域中等效出两个具有旋转不变性的平行子阵,进而运用DOA矩阵法估计信号二维DOA.该方法不仅避免了最优时延选择问题,继承了DOA矩阵法无需谱峰搜索且无需二维角度参数配对等优点.还用较少的阵元获得了较大的阵列有效孔径.仿真结果表明,该方法与CCDM算法相比具有更好的低信噪比适应能力和稳健性.     

基于最小冗余线阵的谱相关波达方向估计算法

根据均匀线阵输出的共轭循环相关矩阵具有很大的冗余特性，提出了基于最小冗余线阵的谱相关共轭循环MUSIC算法。该算法利用了信号的时域和空域联合特征，并引入了伪数据矩阵，使算法的性能远优于其他方法。理论分析和计算机仿真实验均表明，与基于最小冗余线阵的共轭循环MUSIC算法相比，该算法具有良好的波这方向估计性能，扩展了阵列孔径，抗噪能力强，分辨率高，能用较少的阵元估计更多的信号源方向。     

最小冗余MIMO声纳阵列结构优化仿真

研究多输入多输出( Multiple - Input Multiple - Output,MIMO)声纳阵列都是以均匀线列阵(Uniform Linear Array,ULA)为主,而非均匀线列阵列(Non - Uniform Linear Array,NLA)能产生更多的虚拟阵元,达到较高的目标检测分辨概率以及估计精度.为了提高检测和估计精度,提出了一种基于最小冗余阵列的MIMO声纳发射接收阵列结构优化算法建立阵列模型进行仿真.仿真结果表明,上述方法设计的MIMO声纳系统在目标分辨概率和估计误差方面性能均有提高,尤其在低信噪比条件下效果更好.     

最小冗余MIMO雷达阵列设计

阵列天线的优化设计对降低系统成本、提高系统性能起着关键的作用。最小冗余阵因其能用较少的物理阵元形成较大的阵列孔径而备受关注,但是其阵元位置往往只能通过穷举法搜索得到,而穷举法的运算复杂度很高,因此不利于实际应用。针对这一不足,根据组合设计理论中的循环差集的基本原理,提出了一种基于循环差集的最小冗余MIMO雷达阵列设计算法。该算法利用最少的物理阵元能够得到更大的阵列孔径,并且能解析地求出发射阵元和接收阵元的位置,适用于任意大阵元数情形的阵列优化。仿真结果表明,该算法是一种有效的最小冗余MIMO雷达阵列优化算法。     

基于四阶累积量的二维波达方向估计改进算法

利用四阶累积量的阵列扩展特性,将一排直线阵列和一个独立阵元扩展成一个特殊的虚拟双排直线阵列,它由三个子直线阵列构成,并且可计算出每个子直线阵列等效的协方差矩阵,然后结合传播算子方法,提出一种改进的二维波达方向估计算法。计算机仿真验证了该算法具有抗噪能力强、数值稳定性好等优点。     

线阵CCD输出信号的处理方法

介绍用于工业检测的线阵CCD输出信号处理方法，并通过实例介绍输出信息处理电路的设计。     

一种基于有向均匀圆阵的宽带波束形成方法

本文提出一种基于有向均匀圆阵解决宽带波束形成问题的新方法,其基本思想是针对某一特定频率设计窄带波束形成空域滤波器,并把得到的滤波器权值直接应用于宽带信号以降低设计和处理的复杂度.在已知信号方向信息的前提下,使用线性约束的最小二乘法设计窄带空域滤波器,而有向均匀圆阵对频率变化不敏感的特性可以保证使用同一组空域滤波器权值在宽带信号所包含的不同频率上形成一致的波束与陷波点.所提出的宽带波束形成方法可以显著降低阵列信号处理时的运算复杂度,便于进行实时信号处理.     

基于阵列扩展的宽带DOA估计算法

导向矢量的频率不一致性不利于宽带信号的DOA估计。为此,首先提出宽带直接空间谱估计算法,但是其限制条件过于苛刻;然后利用宽带信号的时延性质对阵列进行扩展,提出一种新的宽带DOA估计算法,新算法不需要DOA预估计;最后分析了梳妆谱和连续谱两种情形下如何使用新算法的问题。仿真实验结果表明,在信噪比较高的条件下,与传统算法相比,新算法的估计成功率更高,估计误差更小。     

一种均匀加权线阵的阵元位置优化方法

等间距排列的均匀加权线阵,其峰值旁瓣电平过高,不能在工程中直接使用。为降低其峰值旁瓣电平,提出了一种对其阵元位置进行优化的算法。根据FIR滤波器线性相位条件推导了均匀加权线阵中各个阵元位置应满足的条件,利用该条件并让其归一化方向图与等间距加权线阵的归一化方向图等效,最终得到了均匀加权线阵的阵元位置。仿真结果显示,该等效方法可以得到较低的峰值旁瓣电平。而且对于阵元数目为奇数或偶数的线阵均能起到良好的优化作用,对于实际工程具有一定的参考价值。     

基于日志翻译层的冗余闪存阵列研究

为了适应在苛刻嵌入式环境下对闪存存储提出的高可用性和高可靠性要求,人们难免想到借鉴RAID的思想设计类似的闪存的冗余存储方案.但是,闪存的物理特性、接入系统的方式等均与磁盘有着较大差异,这就决定了不能在闪存上直接应用RAID机制.为了能在闪存上使用RAID,提出了日志翻译层(journaling translation layer,JTL).JTL通过建立逻辑擦除块到物理擦除块的动态映射来处理闪存芯片特有的物理限制;它引入日志系统到映射管理中,有效减少了对芯片的磨损,延长了其寿命,并提高了系统的鲁棒性.把类似的RAID机制建立在JTL之上,从而实现了冗余闪存阵列.     

Redundancy checking algorithms based on parallel novel extension rule

Abstract

Redundancy checking (RC) is a key knowledge reduction technology. Extension rule (ER) is a new reasoning method, first presented in 2003 and well received by experts at home and abroad. Novel extension rule (NER) is an improved ER-based reasoning method, presented in 2009. In this paper, we first analyse the characteristics of the extension rule, and then present a simple algorithm for redundancy checking based on extension rule (RCER). In addition, we introduce MIMF, a type of heuristic strategy. Using the aforementioned rule and strategy, we design and implement RCHER algorithm, which relies on MIMF. Next we design and implement an RCNER (redundancy checking based on NER) algorithm based on NER. Parallel computing greatly accelerates the NER algorithm, which has weak dependence among tasks when executed. Considering this, we present PNER (parallel NER) and apply it to redundancy checking and necessity checking. Furthermore, we design and implement the RCPNER (redundancy checking based on PNER) and NCPPNER (necessary clause partition based on PNER) algorithms as well. The experimental results show that MIMF significantly influences the acceleration of algorithm RCER in formulae on a large scale and high redundancy. Comparing PNER with NER and RCPNER with RCNER, the average speedup can reach up to the number of task decompositions when executed. Comparing NCPNER with the RCNER-based algorithm on separating redundant formulae, speedup increases steadily as the scale of the formulae is incrementing. Finally, we describe the challenges that the extension rule will be faced with and suggest possible solutions.     

空间非平稳噪声环境下非均匀线阵的DOA估计

针对在空间非平稳噪声环境下传统的MUSIC算法会失效的问题,提出了一种新的波达方向（DOA）估计方法。该方法利用转换矩阵法,通过对阵列数据相关矩阵进行预处理,从而克服噪声对方位估计的影响,并且该算法适用于非均匀线阵,而非均匀线阵在阵元数目一定的情况下,通过合理设置阵元间距。其方位分辨率较之均匀线阵有较大的提高。计算机仿真结果表明,在非平稳噪声环境下利用该算法非均匀线阵的分辨能力要明显高于均匀线阵。     

DOA estimation based on fourth order cumulant beamforming for nonuniform linear array of DIFAR sonobuoys

The Directional Frequency Analysis and Recording (DIFAR) sonobuoy has been widely used in underwater target localization because it can capture more information than the Low Frequency Analysis and Recording (LOFAR) omnidirectional sonobuoy. Recently, array processing for fields of DIFAR sonobuoys has attracted considerable attention in order to enhance the direction of arrival (DOA) estimation performance and accuracy. DIFAR sonobuoys may become irregularly spaced due to the deployment method and the drift experienced once deployed, resulting in a nonuniform array. In this paper, we demonstrate the fourth-order cumulant beamforming (FOC-BF) technique to estimate the DOA for a nonuniform linear array of DIFAR sonobuoys. FOC-BF was compared with the conventional beamforming (CBF) through simulation works. The results show that FOC-BF provides better spatial spectrum with lower sidelobes than CBF. Furthermore, FOC-BF provides superior DOA estimation accuracy over CBF at very low signal to noise ratios (SNR).     

基于MEMS压力传感器阵列的浪涌检测技术研究

提出了一种基于微机电系统(MEMS)压力传感器阵列的浪涌检测技术.通过在压力作用区域内布放MEMS压力传感器阵列,从而获取各测试点上的压力值,对这些压力值进行处理得到相应区域的压力变化趋势.经MEMS压力传感器阵列检测实验系统验证表明:此设计方案能够准确检测到浪涌信号,分辨出浪涌的方向及幅值变化.     

MEMS矢量水听器阵列信号处理研究

MEMS矢量水听器是一种新型的水声传感器,对这种传感器的原理进行了简要介绍。为了验证该MEMS矢量水听器阵列的目标估计性能,进行了矢量阵的深海实验研究,选取了MUSIC算法应用于该MEMS矢量阵。实验结果表明:在复杂海洋环境中,该MEMS矢量阵能够实现对目标的方位估计和水下运动目标的航迹跟踪,从而验证了该MEMS矢量水听器成阵的可行性,为工程化应用奠定了基础。     

基于线阵CCD传感器的铁路货车轮轴-轴承检测系统设计

通过基于线阵CCD传感器的铁路货车轮轴-轴承检测系统的设计,详细介绍了检测系统的基本工作原理、硬件构成和软件设计,提出了利用带阈值与积分反馈的二值检测电路、高速CCD视频数据采集卡LDAC-94A和数字图像处理中边缘检测的Sobel算子等软硬件措施来实现高精度圆孔的图像采集。     

基于纹理数组的大规模地形绘制算法

将Shader Model 4.0引入的纹理数组技术同顶点纹理拾取技术、瓦片块四叉树算法和地形分块技术等相结合,提出了一种基于GPU的大规模地形绘制方法。将整个大规模地形数据分割成地形块,按照金字塔模型保存在CPU内存里,将地形中潜在的可见部分以纹理数组形式驻留在GPU Cache里;在CPU上发送瓦片块四叉树平面网格,利用存储在GPU Cache里的高程值生成相应的地形;GPU Cache随着视点运动而连续更新。实验证明该方法充分利用了现代GPU的特性,适合于大规模地形的漫游。