信号盲分离的非线性主分量分析算法

主分量分析是统计信号处理中常用的算法,将非线性引入主分量分析算法,可以完成输入信号独立分量的分离,分析认为现有的非线性主分量分析算法能实现实数信号的分离,对复数信号无效,通过对非线性函数进行修改,提出了一种非线性主分量分析复数算法,成功地实现了复数信号的盲分离,文中还借助于计算机仿真,对实数和复数法分离亚高斯和超高斯信号混合的特性进行了分析评价。     

一种改进的水声信道载波恢复盲均衡算法

针对超指数迭代判决反馈盲均衡算法在水声通信系统中表现出收敛性差的问题,提出了一种带二阶锁相环的改进超指数迭代判决反馈盲均衡算法．该算法基于对修正超指数迭代算法误差函数的分析,提出了一种新的、能够快速收敛的误差函数,并有效提高了载波恢复能力; 在判决反馈均衡器中引入二阶数字锁相环,实现对相位旋转的跟踪和补偿,从而实现对原始发射信号的正确恢复．在两种水声信道条件下,采用两种调制信号分别对算法的收敛性能和载波恢复性能进行了计算机仿真,结果表明: 在混合相位信道环境中,新算法相比超指数迭代判决反馈算法在均方误差、收敛速度上得到很大改善; 在具有相位旋转的信道环境中,新算法实现了对相位旋转的有效补偿,改善了载波恢复性能．     

非线性LMS算法实现盲源分离

在经典的最小均方(LMS)算法中引入非线性函数,得到一种非线性LMS算法.该算法根据LMS算法建立了相应的对照函数,用自然梯度推导出了自适应盲源分离算法,并且分别给出了实数算法和复数算法的详细推导过程.结果发现得到的算法即为最大化熵和最小化互信息(ACY)算法,从而揭示了ACY算法与LMS算法的关系,同时也得到ACY算法的复数形式.计算机仿真试验验证了算法的有效性.     

适用于水声信道新的盲均衡算法及仿真

对于时变水声信道,由于随机相位失真,常数模算法(constant modulus algorithm,CMA)的误码性能将严重下降.在基于一种双模式盲均衡算法的基础上,提出了一种与相位相关的新的盲均衡算法(NCMA),并用QAM系统进行了计算机仿真.将仿真结果与双模式算法进行比较,显示出该算法性能优于双模式算法,能够达到对信号相位失真的恢复,并且收敛性能优于双模式算法.     

适用于时变信道环境的盲源分离算法

针对时变信道环境下的盲源分离问题,在现有实时盲分离算法的基础上,提出了两种适用于时变信道环境的实时盲源分离算法——基于优选函数EASI盲分离算法(EASI-function)和基于选优函数的峭度变步长盲分离算法(EASI-function-KVS)。EASI-function算法在信号分离的不同阶段采用不同的估计函数,从而使得算法在收敛速度和稳态性能两方面获得一个折中。EASI-function-KVS算法则在EASI-function的基础上,利用峭度变步长的思想,自适应地调整迭代步长大小,进一步改善分离算法性能。仿真结果表明,两种算法能有效地跟踪信道变化,并且在性能方面比传统的EASI算法要好。     

基于改进自然梯度算法的双目标辨识研究

对时变的水下目标声信号进行盲分离时,针对自然梯度算法存在不稳定收敛的不足,提出了一种可对水下目标进行辨识的改进自然梯度算法。通过对观测数据的白化处理、构建实信号和复信号盲分离都适用的非线性函数、快速收敛学习因子和基于功率谱方法的盲分离效果评估函数,实现了水下目标声信号盲分离和目标辨识的改进算法。仿真结果和实船信号试验数据的一致性,表明了改进算法具有更好的收敛性能,而且在频域评估时盲分离效果更加简单直观,验证了改进算法的实用性和有效性。     

多算法加权融合的盲均衡算法

在研究了多种广泛使用的盲均衡算法的基础上,设计了一种对多种算法加权融合的新算法：
当均衡器的输出信号可靠性足够高时,用可获得高收敛精度的多模辅助算法(MAMA)进行均衡
;当均衡器的输出信号可靠性不够高时,用修正的常模算法(MCMA)、多模算法(MMA)和MAMA 三种算法的加权融合来均衡,且控制权重,使权重随迭代次数变化,提高了算法性能. 仿真结果证明,新算法性能稳定,在恶劣的水声信道中,可以在大约2?800次迭代后收敛,达到-35?dB左右的码间干扰(ISI).     

一种适用于水声信道盲均衡算法及仿真

对于高阶QAM信号,常数模算法的收敛误差不为零,而多模算法的收敛速度慢,提出了一种混合常数模算法,并将该算法应用于水声信道盲均衡。该算法根据均衡器输出信号模值与其判决模值之间的距离,设置一判决域。根据该判决域,算法的迭代过程在常数模和多模算法之间自动切换,且收敛后自动切换到多模算法。该算法收敛速度快,且均方误差小,特别适合高于高阶QAM信号的盲均衡,通过对水声信道均衡的计算机仿真,验证了该算法的优点及对多途干扰抑制的有效性。     

相干源盲分离及方位估计的算法研究

针对水声信号处理中常见的多途、相干信号的多目标分辨和方位估计问题,依据遗传算法突出的求解线性及非线性方程(组)数值解的优势,研究了相干信号的盲分离和方位估计方法.用"L"型阵列接收多个相干目标信号,在建立阵列流形和盲分离数学模型的基础上,利用复数遗传算法求解非线性方程组进行各相干目标源的分离,并利用阵型优势解决线列阵在方位估计上的左右舷模糊问题,对各相干目标源进行方位估计.MATLAB仿真试验表明:该分离算法能够快速收敛于全局最优解,成功实现相干信源的盲分离,最终实现多个相干目标的分辨及其方位估计.     

基于BCJR的GMSK混合信号分离算法研究

针对GMSK混合信号单通道盲分离问题,提出将BCJR算法用于GMSK混合信号分离。根据GMSK信号连续相位的特点,通过建立混合信号模型的有限状态马尔科夫性,推导了利用BCJR算法实现GMSK混合信号分离过程。在不增加算法复杂度的情况下,选择每个时刻后验概率的多个极大值对分离算法进行了改进。仿真实验表明,在调制参数比较相近的条件下,即使相对幅度、相对相位、相对时延估计不够准确,改进算法仍能取得较好的分离效果。     

An efficient equivariant adaptive separation via independence algorithm for acoustical source separation and identification

To balance the convergence rate and steady-state error of blind source separation (BSS) algorithms, an efficient equivariant adaptive separation via independence (Efficient EASI) algorithm is proposed based on separating indicator, which was derived from the convergence condition of EASI, and can be used to evaluate the separation degree of separated signals. Furthermore, a nonlinear monotone increasing function between suitable step sizes and separating indicator is constructed to adaptively adjust step sizes, and forgetting factor is employed to weaken effects of data at the initial stage. Numerical case studies and experimental studies on a test bed with shell structures are provided to validate the efficiency improvement of the proposed method. This study can benefit for vibration & acoustic monitoring and control, and machinery condition monitoring and fault diagnosis.     

声全息测量基阵的设计与研制

对用于近场声全息（NAH）技术，测量大型声呐发射阵近场全息声压分布的线型水听器基阵，进行设计，研制，全息测量阵设计和研制的关键问题是它应能得到声场中复数声压（振幅和相位差）的真实数据，给出场中正确的声压全息面。本文估算了所设计结构的支撑架和水听器基座声散射对阵上水听器测量全息声压的影响；分析对基阵结构的加工工艺要求和提出如何实现这些要求的措施，实验结果表明设计的这套四分之一水型水声扫描线阵的阵元测量数据可靠，适用于大型声呐基阵NAH技术，并为大型全息测量线阵设计提供基础。     

一种新的声矢量阵远程ESPRIT方位估计算法

为解决水下目标远程高分辨定向问题,文章提出了一种新的声矢量阵ESPRIT方位估计算法.与现有的将声矢量传感器(AVS)的振速信息作为独立阵元来处理的声矢量阵方位估计算法不同,新算法完全基于声压与振速联合信息处理,充分利用了声矢量阵(AVSA)中声压与振速的相干性原理,能更好地将ESPRIT算法的高分辨能力与AVSA的抗噪能力有机地结合起来,实现远程、高分辨方位估计.理论分析和基于湖试背景噪声的仿真实验证明了新算法的有效性.     

水声单载波分块传输中基于压缩感知的稀疏信道估计方法

为利用水声信道的稀疏特性,提高循环前缀单载波分块传输系统的信道估计精度和误比特率性能,提出一种新的基于压缩感知的稀疏信道估计方法.新方法利用任意具有单位能量的导频构造满足约束等距条件的频域测量矩阵,通过Dantzig selector算法重构稀疏水声信道冲激响应.基于实测湖试信道模型的仿真结果表明,在相同训练序列长度条件下,利用频域最小均方误差检测方法,新的压缩感知信道估计方法较传统最小二乘信道估计方法有近5 dB的性能增益.     

基于局部投影算法的舰船信号降噪处理研究

利用基于非线性动力学系统的局部投影降噪算法研究了舰船辐射噪声的非线性降噪问题。分析了局部投影降噪算法邻域半径参数与降噪效果的关系,研究了利用噪声强度估计邻域半径参数的方法。通过对含噪Lorenz模型和实际舰船信号进行降噪处理,得到了较为满意的结果。     

一种均匀线阵的信号分离方法研究

为了进一步改善阵列信号处理中盲源分离算法的分离性能,本文提出了一种基于DOA估计的阵列信号分离方法。该方法的基本思想是利用MUSIC算法实现对阵列信号DOA的预先估计,构建一预估计方向加载矩阵W,使加载后的混合信号在该预估计DOA上的信号能量最大化,最后利用传统的盲源分离算法分离接收到的混合信号,得到原始信号波形。仿真结果表明,该方法分离效果优于直接的盲分离算法,原始信号与分离信号相关系数接近于1,但同时牺牲较大运算量。     

两种OFDM多普勒估计算法在水声信道中的比较

为了消除多普勒频偏影响,通过水上实验对两种OFDM（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）水声通信多普勒估计算法进行对比。基于拷贝相关时延差估计的多普勒估计算法结构简单、易于实现;基于空载波的算法较复杂,但精度较高。利用两种方法对相同的实验数据进行多普勒估计和补偿,并对其通信误码率进行对比。研究结果表明,在慢变的信道中两者的误码率基本相同,但在快变的信道中基于空载波的算法更稳定。