一种非均匀采样下小信号的检测方法

非均匀采样由于其具有不受采样频率限制、频率分辨率高以及抗混叠等优点,使得其应用十分广泛。但非均匀采样会引起信号的频谱噪声,这样使得非均匀采样下小信号的检测不易实现。本文分析了非均匀采样引起频谱噪声的原因,提出一种基于非均匀采样的小信号检测方法。该方法根据非均匀采样检测得到的大幅度信号,应用陷波器将其消除,降低了由大信号引起的频谱噪声,从而检测出小信号。文中详细说明了陷波方法的原理、陷波器宽度和深度的选择、陷波器中心频率的确定以及陷波器在非均匀采样下的应用,最后给出实验结果。理论和实验表明,基于非均匀采样的陷波方法是一种行之有效的信号频率检测方法,使用该方法处理信号可以得到准确的频率估计效果,检测出信号幅度相差100倍以上的多个信号频率。     

非均匀子波空间采样定理

本文从非均匀采样出发，详细研究了非均匀采样的Ｗａｌｔｅｒ子波空间采样定理的存在条件，给出了Ｓｈａｎｎｏｎ采样定理的一类非均匀采样形式，对紧支尺度函数张成的子波空间，给出了一类非均匀采样方法，使得对该空间中任意紧支信号，非均匀采样成为可能，文中还指出了非均匀紧支子汉空间采样的优点，数值实例验证了理论的正确性。     

基于非均匀采样及选择注意机制的多分辨率边缘检测

本文提出了一种新的多分辨率边缘检测方法，它模拟了生物视网膜对视觉信息非均匀采样及生物视觉具有选择注意能力的特点，通过在视觉处理早期仅对感兴趣的区域注视而忽略或抛弃其他无关细节，将带宽和计算资源合理分配，与Ｍａｌｌａｔ等人提出的多分辨率分析框架相比，能进一步降低计算复杂度且更符合生物视觉机理。     

基于非均匀采样的空间谱估计

文中引入非均匀采样对阵列通道进行建模,提出一种基于阵列非均匀采样的DOA估计方法.该方法利用非均匀采样的时间间隔随机性,每一次快拍都等效于随机改变空间阵元的间隔,相当于基于虚拟阵列变换得到一个时变的自适应的虚拟非均匀阵列结构.基于阵列非均匀采样的空间谱估计能突破空域采样定理的限制,使用较大的阵元间距检测出来波方向,克服了均匀采样条件下阵元间距增大引起的角度模糊现象,而且增大的阵元间距也提高了空间谱估计的分辨率和精度.进一步的实验表明该方法的有效性并改善了小信噪比条件I)OA估计精度.     

一种抗混叠的非均匀周期采样及其频谱分析方法

非均匀采样可以突破采样定理的限制,但非均匀采样信号的频谱在所有频率段均存在混叠频谱噪声,这些频谱噪声会淹没真实信号中的一些频谱幅度较小的信号,使得非均匀采样无法检测小信号。本文提出一种非均匀周期采样方法,该方法既具有非均匀采样抗混叠的特性,又具有均匀采样的消除混叠频谱噪声的特点。文中详细分析了非均匀采样产生混叠频谱噪声的原因,提出了基于非均匀周期采样的傅里叶变换方法,并给出了实验结果。理论和实验表明,非均匀周期采样方法是一种行之有效的采样方法。     

Nonuniform Subband Adaptive Filtering With Critical Sampling

Adaptive subband structures have been proposed with the objective of increasing the convergence speed and/or reducing the computational complexity of conventional adaptive algorithms, mainly for applications that require a large number of adaptive coefficients. In this paper, we present a nonuniform subband structure with critical sampling, which is capable of modeling an arbitrary finite-impulse response (FIR) system with reduced aliasing. A least-mean-square (LMS)-type adaptation algorithm with normalized step sizes, which works at the lowest downsampling rate and minimizes the average of the subband squared errors, is derived for the proposed structure. A convergence analysis of the adaptation algorithm is presented, from which its convergence rate and steady-state mean-square error can be estimated.     

A Nonuniform Sampling Approach to Data Compression

A nonuniform sampling approach to digital encoding of analog sources is proposed. The nonuniform sampler is basically a level crossing detector (LCD) which produces a sample whenever the input to the LCD crosses a threshold level. The information about the source signal is contained in the time intervals between level crossings and in the directions of level crossings. By assigning strings of the 2-tuple "00" to represent the time between level crossings and "01" and "10" to denote the directions of level crossings, the output binary sequence of the nonuniform sampling encoder (NSE) contains a high probability of the 0 symbol, which makes it suitable for further simple run-length encoding (RLE) to attain a "good" overall compression ratio. Introduction of prediction converts the NSE to a nonuniform sampling predictive coding (NSPC) scheme, which, depending on the source, can potentially improve the compression ratio. Results obtained in the encoding of a band-limied Gaussian source and a rasterscanned black and white still image reveal that an NSE/RLE or NSPC/ RLE system exhibits performance superior to that of an adaptive delta modulation system.     

基于小波变换的非均匀采样信号频谱的研究

该文提出基于小波变换的非均匀采样信号频谱的检测方法,给出变换函数关系使得非均匀采样信号满足小波变换的两个基本条件。文中说明了小波的非均匀化过程,从均匀小波得到非均匀小波,以非均匀小波分析非均匀采样信号,得到非均匀采样信号的频谱。文中还说明了非均匀小波变换的抗混叠的原理以及对信号频谱的检测方法,最后给出实验结果。理论和实验表明,非均匀采样信号的小波变换方法是一种行之有效的非均匀采样信号的频率检测方法,使用该方法处理信号可以得到准确的频率估计效果。     

星载SAR DPCMAB技术的方位向非均匀采样研究

在星载SAR分离相位中心方位多波束(DPCMAB)系统中,发射脉冲盲区和星下点回波盲区的存在会引起方位向非均匀采样,从而在方位向冲激响应的主瓣两侧产生不期望的尖峰。该文采用Spectral-Fit法和时域重构法在不影响图像性能的基础上,消除了非均匀采样带来的影响。最后通过对两者运算量的分析,指出时域重构法优于Spectral-Fit法。     

基于非均匀采样的小卫星多通道SAR无模糊成像

当小卫星天线不满足最小天线面积约束时,则出现距离或者方位模糊,无模糊的高分辨成像是小卫星SAR成像处理的关键.本文提出利用分布式小卫星或者小卫星天线的多通道回波数据,在满足广义采样定理的条件下通过插值恢复出无模糊的全方位带宽信号,实现高分辨成像.实验证明,该算法具有操作简单,运算效率高的优点.     

虚拟采样测量单分子光辐射信号

通过实时采集单光子计数器响应输出的时间分辨每个同步事件研究光场的光子统计分布特性。通过最佳信号噪声比分析，讨论了单分子光辐射在具有时间均匀分布背景信号时对同步采样时间的选取。利用理论分析单分子光子源最佳信噪比与采样门的对应关系，应用计算机虚拟采样测量单分子光辐射信号，获得了较理想的测量结果。     

中国移动多媒体广播外辐射源雷达相干积累的非均匀采样实现

中国移动多媒体广播(CMMB)与欧洲数字视频地面广播(DVB-T) 的信号结构有显著区别,使得CMMB外辐射源雷达信号处理方法和实时并行计算面临一些新问题。该文针对CMMB信号的特殊结构,提出了一种易于并行实现的非均匀采样相干积累方法。首先阐述了算法的内在机理和处理流程,接着分析了该方法的分辨率与主旁瓣性能,最后通过实测数据处理验证了所提方法的有效性。     

一种基于FIR滤波器的非均匀小波周期采样方法

针对Shannon采样定理只能处理带限信号和要求采样率不低于Nyquist率的缺陷,研究了小波空间中的一种非均匀周期采样理论,给出了定理成立的条件及其突破Nyquist率限制的理论依据,将采样理论扩展到了非带限信号领域。对于紧支尺度函数张成的子波空间中的任意信号,可以利用非均匀周期采样所得的样本以及正交镜像滤波器理论求出其小波系数的估计值,进而得到信号的重建表达式。该方法在信号重建的过程中用到的全是有限冲击响应滤波器,避免了无限冲击响应滤波器的出现,降低了实际物理实现的难度。计算机仿真结果表明该方法是切实有效的,信号重建的相对误差小于1%。     

基于非均匀采样的信号频率和到达角联合估计

利用阵列中每个阵元有不同采样频率的非均匀采样特性,可以等效得到时变的虚拟非均匀线阵,然后采用经典的子空间法中的MUSIC测向法,通过网格搜索实现对信号频率和DOA联合估计;并且通过合理设置各阵元间的采样率,有效提高空间谱估计的分辨率和精度,还可避免测向角度模糊。该算法采用网格搜索法,明显减少了计算量。计算机仿真结果证明该方法的有效性和正确性。     

基于Spectral—Fit法的星载SAR方位多波束方位向非均匀采样的处理

介绍了方位多波束技术的基本原理，指出了其在星载情况下必然会产生方位向非均匀采样，而非均匀采样会在雷达图像中产生虚假目标。Spectral—Fit法的目的是从原始信号的非均匀样本中得到该信号的真实频谱，为了消除方位向非均匀采样的影响，文中将Spectral—Fit法与方位多波束SAR的成像算法结合，对方位向非均匀采样的目标回波信号进行处理。最后通过计算机仿真验证了该处理的有效性。     

时空非均匀采样下双基地MIMO雷达收发角及多普勒频率联合估计方法

该文针对发射阵列、接收阵列以及多级延迟器均为非均匀配置的双基地MIMO雷达,提出基于时域和空域二次自由度扩展的发射角、接收角以及多普勒频率估计的ESPRIT (Estimating Signal Via Rotational Invariance Techniques)新方法。该方法利用双基地MIMO雷达特殊的方向矢量特点(矩阵的Khatri-Rao积形式),对接收信号进行两次行置换以及去冗余处理,实现了时域和空域孔径自由度的二次扩展。然后对新数据进行时空滑窗处理,利用ESPRIT算法分别估计出目标的收发角以及多普勒频率。理论和仿真结果表明：在相同阵元和延迟级数情况下,所提算法的估计性能优于四线性分解和多维ESPRIT算法,且能估计出更多的目标,此外,通过最小冗余配置,极大地降低了阵列和延迟器的配置需求,更利于实际工程应用。     

Discrete Time Analyses of Nonuniform Sampling First- and Second-Order Digital Phase Lock Loops

The present paper considers discrete time analyses of firstand second-order digital phase lock loops. These loops are characterized by the fact that they track the zero crossings of the incoming signal; consequently, the sampling intervals are nonuniform. The firstorder loop is analyzed for phase step and frequency step inputs; mean time to skip cycle is also considered. For phase step input, approximate expressions are obtained for the steady-state phase error probability density and phase error variance, the second of which leads directly to a theoretical prediction of threshold. The second-order loop is analyzed for frequency step input. Approximate expressions for the steady-state phase error probability density, phase error variance, and a theoretical prediction of threshold are obtained. The analyses are confirmed by numerical results and simulation.