一种估计宽带信号源数目的新方法

信号源数目估计是波达方向（DOA）估计的基础。基于噪声特征值的统计特性，文章在宽带信号条件下，基于各个频率点下的阵列采样协方差矩阵的噪声特征值在平面直角坐标系中几乎处于同一条直线上这一统计特性，提出了一种新的估计宽带信号源数目的方法，该方法简单且易于实现。最后通过计算机仿真验证了此方法的有效性和优越性。     

基于非圆信号的实值ESPRIT算法

在信号源为非圆信号的情况下,该文提出了一种实值ESPRIT波达方向(DOA)估计方法。根据非圆信号为实值信号的特点,利用欧拉公式将接收数据转化为正弦和余弦数据,并将其加以拼接,从而虚拟地将阵元个数加倍,然后在此基础上构造一个旋转不变结构来估计波达方向,新算法可以处理的信号个数是传统ESPRIT算法的两倍。由于在实值基础上进行特征值分解,所以该文提出的算法可以有效地将运算量减少到相同维数复值运算量的1/4。仿真实验表明新算法不仅估计精度高而且能够处理的信号个数可大于阵元个数。     

基于解相干的改进MUSIC算法DOA估计

MUSIC算法是一种子空间分解算法。在非相干的情况下,经典MUSIC算法能准确进行波达方向（DOA）估计,但当信号源在相干的情况下时算法失效。在对经典MUSIC算法进行理论分析研究的基础上,对其阵元接收数据阵做相应变换,得到共轭重构后的协方差矩阵,通过特征值分解再进行DOA估计。就经典的MUSIC和改进算法的DOA估计性能进行了仿真分析。结果表明,改进后的算法在信号源相干的情况下也能精确地估计信号的波达方向。     

空间相干源信号频率和波达方向的同时估计方法

本文针对宽频段窄带相干信号源,充分利用多重信号分类和旋转不变两大技术,结合一定的时域信息,提出了一种高精度的信号频率和波达方向同时估计方法.该方法通过构造平滑波达方向矩阵进行参数估计,无需搜索过程和配对处理.计算机仿真验证了本文所提出方法的有效性.     

一种分布式目标波达方向估计方法

本文提出一种在多径情况下,利用广义阵列流形的特点,通过求解矩阵的广义特征值分解,不用进行谱峰搜索或多维参数搜索,直接由广义特征值得到分布式目标波达方向（DOA）估计的方法。该方法的估计性能对信号源的分布特性优于MUSIC方法。     

一种用于DS-CDMA系统波达方向估计的新方法

本文提出了一种适用于DS-CDMA扩频通信系统的信号波达方向(DOA)估计方法。理论分析和仿真结果表明,该方法能实现用户数远大于自适应天线阵的阵元数的CDMA系统信号波达方向估计。与谱估计法和MUSIC法不同,该方法不需要确知信号源数,且空间分辨率高,计算量小,有较强的实用性。     

互质阵列信号处理研究进展:波达方向估计与自适应波束成形

阵列信号处理是雷达领域各类应用的核心技术之一。近年来,互质阵列的提出打破了传统方法受限于奈奎斯特采样速率这一瓶颈,其稀疏布设的阵列结构和互质欠采样的信号处理方式大幅降低了系统所需的软硬件开销,为当前不断提升的实际应用需求提供了理论基础和技术前提。鉴于其在自由度、分辨率及计算复杂度等方面的性能优势,互质阵列信号处理的理论和技术研究受到了国内外学者的广泛关注。该文分别从波达方向估计和自适应波束成形这两个阵列信号处理领域的基本问题出发,介绍了互质阵列信号处理方向的研究进展。在互质阵列波达方向估计方面,该文总结了互质子阵分解方法和虚拟阵列信号处理方法等两类典型技术路线,并以此为基础介绍了压缩感知和无网格化技术在低复杂度和超分辨估计等方面的最新研究工作。在互质阵列波束成形方面,该文剖析了其与互质阵列波达方向估计问题的区别与联系,并介绍了面向互质阵列的高效鲁棒自适应波束成形设计方法。该文旨在通过对互质阵列信号处理研究前沿的分类归纳和总结,探讨各类方法的优势和未来的研究方向,为其在雷达等领域的产业需求和实际应用提供理论和技术参考。      

基于阵列单通道的DOA和信号源数目联合跟踪

针对现有阵列单通道系统对机动目标跟踪精度不高,实时性差等不足,提出了一种新的阵列单通道目标跟踪方法.该方法在利用接收机轮流采样建立频域阵列信号处理模型的基础上,通过对期望入射信号的估计,建立跟踪方程,然后引入可逆跳转马尔科夫链蒙特卡洛方法对粒子滤波算法进行改进,实现实时波达方向和信号源数目估计.仿真结果证明,此方法既可实现单通道的信号源数目和波达方向联合跟踪,又可实现波达方向估计与波束形成一体化,且跟踪精度较高.     

利用矩阵滤波技术估计信号二维波达方向

现有的基于子空间的波达方向估计算法都要求不相关信号源的数目小于阵元数目,但当信号源数目很多时,算法失效.为此,提出了一种具有过载估计能力的二维波达方向估计方法,先利用矩阵滤波技术接收数据进行预处理,使信号子空间限定在一个较小的区域内,把区域外的信号抑制掉,从而减小了有效的信号源数目,然后可以采用现有算法进一步估计二维波达方向.矩阵滤波器的设计过程也可以归结为一个最小二乘问题,效率很高.计算机仿真验证了算法的有效性.     

基于盲波束形成的分布式目标波达方向估计方法

在分布式目标波达方向估计问题中,空间信号分布函数一般具有共轭对称性.本文提出了一种新的盲波束形成方法,不用进行多维参数搜索,不要求已知空间信号分布的具体函数形式,并适用于分布函数形式不同的分布式目标同时存在的情况.仿真实验结果表明,这种方法的波达方向估计性能对信号源的分布特性不敏感.     

Nonuniform sampling theorems for random signals in the linear canonical transform domain

Nonuniform sampling can be encountered in various practical processes because of random events or poor timebase. The analysis and applications of the nonuniform sampling for deterministic signals related to the linear canonical transform (LCT) have been well considered and researched, but up to now no papers have been published regarding the various nonuniform sampling theorems for random signals related to the LCT. The aim of this article is to explore the nonuniform sampling and reconstruction of random signals associated with the LCT. First, some special nonuniform sampling models are briefly introduced. Second, based on these models, some reconstruction theorems for random signals from various nonuniform samples associated with the LCT have been derived. Finally, the simulation results are made to prove the accuracy of the sampling theorems. In addition, the latent real practices of the nonuniform sampling for random signals have been also discussed.     

一种基于压缩感知的导波场重构方法

导波场分析法可有效识别和表征结构损伤,但受限于奈奎斯特采样定律,全波场信号的采集耗时严重。为提高全波场信号的获取效率,现有方法依靠压缩感知和激光多普勒测振技术,以少量空间测点信号重构出原始波场,然而该类方法依赖具有一定随机性的抖动采样策略,在商用激光多普勒测振系统上不便实现。为解决这一问题,该文提出了一种基于均匀稀疏采样策略的导波场重构方法,并搭建压电片激励/扫描式激光多普勒测振仪传感(PZT激励/SLDV传感)实验平台,对含人工损伤的铝板进行实验验证。实验结果表明,该方法可将空间测点数减少到奈奎斯特采样点数的10%以下,并在导波场重构精度及损伤成像精度方面达到与抖动采样策略的同等水平,且提高了导波场分析法的实用性和工作效率。     

基于随机解调器压缩采样的宽带频谱检测方法

宽带频谱检测的目的是完成对宽频段内信号的检测。在Nyquist采样理论下,为瞬时覆盖这么宽的带宽会对模数转换器（ADC,analog—to-digital）的采样率提出过高要求。研究了基于随机解调器压缩采样的宽带频谱检测方法。该方法能够以低于Nyquist采样率的速率完成对宽频段的采样,降低了ADC的负担。仿真结果表明,在频谱满足稀疏性的条件下,所研究的方法能够较准确检测宽频段内的各个信号。     

Power spectral density of unevenly sampled data by least-squareanalysis: performance and application to heart rate signals

This work studies the frequency behavior of a least-square method to estimate the power spectral density of unevenly sampled signals. When the uneven sampling can be modeled as uniform sampling plus a stationary random deviation, this spectrum results in a periodic repetition of the original continuous time spectrum at the mean Nyquist frequency, with a low-pass effect affecting upper frequency bands that depends on the sampling dispersion. If the dispersion is small compared with the mean sampling period, the estimation at the base band is unbiased with practically no dispersion. When uneven sampling is modeled by a deterministic sinusoidal variation respect to the uniform sampling the obtained results are in agreement with those obtained for small random deviation. This approximation is usually well satisfied in signals like heart rate (HR) series. The theoretically predicted performance has been tested and corroborated with simulated and real HR signals. The Lomb method has been compared with the classical power spectral density (PSD) estimators that include resampling to get uniform sampling. The authors have found that the Lomb method avoids the major problem of classical methods: the low-pass effect of the resampling. Also only frequencies up to the mean Nyquist frequency should be considered (lower than 0.5 Hz if the HR is lower than 60 bpm). It is concluded that for PSD estimation of unevenly sampled signals the Lomb method is more suitable than fast Fourier transform or autoregressive estimate with linear or cubic interpolation. In extreme situations (low-HR or high-frequency components) the Lomb estimate still introduces high-frequency contamination that suggest further studies of superior performance interpolators. In the case of HR signals the authors have also marked the convenience of selecting a stationary heart rate period to carry out a heart rate variability analysis     

一种雷达信号的单样本压缩采样方法

本文提出了一种雷达信号的单样本压缩采样方法。该方法在多相随机子采样FFT的模拟信息转换器（Analog to Information Converter,AIC）方案的基础上进行了改进,利用了雷达信号多个连续脉冲相关性较强的特点,提出了一种单样本压缩采样AIC,单个脉冲通过该AIC压缩得到单个样本值,实现了对稀疏信号的压缩采样。此方法降低了硬件电路复杂度,提高了压缩率,能够实现对雷达目标的位置和速度等参数的准确估计。仿真实验验证了此方法的有效性。      

基于循环平稳随机序列的脉冲激光测距方法

脉冲定时误差会使测距精度恶化,为此,提出了一种基于循环平稳随机序列的脉冲激光测距方案。该方案首先将回波脉冲定时信号映射在周期基准信号上,由此构造出一个循环平稳的随机序列,将对脉冲定时时间的测量转化为对循环平稳随机序列的参数估计。该方法利用了循环平稳随机过程在时间上呈现为周期性平稳变化的特征,从携带时间抖动等误差的测量数据中高精度地估计参数,从而获得高精度的目标距离。为了获得循环平稳随机序列测量数据,提出了一种遍历欠采样方法,以解决在采样频率与信号频率相差很大的条件下进行等效等间隔采样的困难。以此原理研制出的脉冲激光测距仪具有精度高、原理结构简单等优点,测试后可知,在激光出瞳平均功率为1 mW的条件下,当信噪比为10时,无合作目标测程为300 m,测距精度为±(2 mm+2×10^-6D)。     

Sampling theorems for bandlimited random signals in the offset linear canonical transform domain

Sampling theorems for deterministic signals in the offset linear canonical transform (OLCT) domain have been widely proposed in the literature. In this paper, we consider the sampling and reconstruction schemes for random signals in the OLCT domain. We first define the power spectral density and correlation function for random signals in the OLCT domain. By utilizing the definitions, the power spectral density relations for the OLCT filter are derived. Subsequently, the multichannel sampling theorem for bandlimited random signals in the OLCT domain is derived. In addition, some sampling theorems for bandlimited random signals associated with the OLCT are also presented by designing different OLCT filters. Finally, the simulation results are presented to show the advantage and effectiveness of the theorems.     

高清晰度电视信号用外插内插预测编码方法

本文介绍了一种高清晰度电视(HDTV)信号的数字传输用高效编码方法。由于HDTV信号的带宽宽,所以存在两个主要问题:一是HDTV信号的随机噪声比传统电视信号的大,因而导致编码的效率下降;二是需要很高的取样频率。这样,就限制了编码算法的硬件实现。因此,本文提出两种技术来解决这些问题:第一是时空自适应滤波器,用它可降低随机噪声并改善编码效率;第二是具有自适应内场/帧间预测的外插和内插编码算法,这种算法消除了因高的取样频率引起的问题并保证了高效编码性能。     

Sampling random signals in a fractional Fourier domain

In this paper, we consider the sampling and reconstruction schemes for random signals in the fractional Fourier domain. We define the bandlimited random signal in the fractional Fourier domain, and then propose the uniform sampling and multi-channel sampling theorems for the bandlimited random signal in the fractional Fourier domain by analyzing statistical properties of the input and the output signals for the fractional Fourier filters. Our formulation and results are general and include derivative sampling and periodic nonuniform sampling in the fractional Fourier domain for random signals as special cases.     

1.064 μm脉冲激光在雾中传输的蒙特卡洛模拟

在大气无线光通信中,大气中的雾滴会导致激光信号严重衰减,从而使得脉冲信号的时间展宽和能量衰减。应用蒙特卡洛多次散射模型对1.064μm激光脉冲在雾中的传输特性进行了数值模拟。在模拟中,基于米氏散射理论,计算出了光在不同雾能见度下的散射相函数值,并通过随机抽样方法得到了随机数与散射角的对应关系。与采用H-G相函数近似表示粒子对光的米氏散射特性的方法相比,这种方法更精确。在此基础上,模拟了不同雾环境和接收视场角下激光信号的脉冲响应特性。