分布式散射体相位估计奇异值分解法

常规的分布式散射体(DS)相位估计方法需要生成全组合干涉对以构建样本协方差矩阵(SCM),然后根据SCM的统计特性估计DS相位,这一过程不但计算耗时,而且占据大量存储空间。本文提出了一种基于奇异值分解技术的DS相位快速估计方法(SVDI)。该方法分析的对象是单主影像干涉对组成的干涉相位矩阵而非全组合干涉对组成的SCM,因而可以有效提高计算效率、节省存储空间。并且,理论上证明了在一定条件下SVDI的结果与常规的特征值分解方法(EVD)是一致的。模拟数据和真实SAR数据的结果表明,SVDI算法有更高的计算效率,并且其相位估计精度以及形变解算精度与常规算法是一致的。

谐波结构相位估计联合幅度补偿的语音增强方法

传统语音增强方法,通常只对含噪语音信号的幅度进行增强处理,忽略了相位信息。相位谱在语音的可懂度和感知质量方面也具有积极影响。为了解决传统语音增强方法对相位处理的不足以及在语音增强过程中普遍存在的可理解性较低的问题,提出一种谐波结构相位估计联合幅度补偿的语音增强方法,该方法强调谐波结构的相位估计恢复浊音信息,并针对由浊音相位估计后清音特征被背景噪声破坏引起的语音信息丢失问题,提出一种平滑背景噪声策略来抑制噪声的影响。此外,还利用谐波比分离谐波结构和清音特征,基于谐波判决来判断是否应该平滑背景噪声,为避免不可靠的判决导致清音特征损失,在谐波判决的基础上还增加了清音特征信息的利用。实验结果表明,该方法在白噪声环境下的信噪比(signal to noise ratio,SNR)、语音质量感知评估(perceptual evaluation of speech quality,PESQ)和短时客观可懂度(short-time objective intelligibility,STOI)分别提升了12.02 dB,1.03和0.07,进一步证实该方法可以有效减少语音失真,提高噪声环境下语音信号质量和可懂度。

用于太赫兹通信的双向全并行相位估计算法

在太赫兹通信的超宽带应用场景下,太赫兹载波是通过多次倍频实现,因而导致相噪严重恶化。基于太赫兹频率下的多极/零相位噪声模型,在传统的盲相位估计算法的基础上,提出了一种全并行化的相位估计算法。该算法通过在每个并行数据中插入导频,将导频相噪信息作为初始相位对并行数据进行相位扩展及旋转鉴相。借鉴传统盲相位估计算法的最佳相位估计值的判决选择思路,同时利用前一时刻导频和当前时刻导频,对当前并行数据从前后两个方向进行相位估计并对前后两个估计相位基于距离前后导频的位置进行加权求和以获得最佳相位估计信息。经过仿真验证,通过该算法后残余相噪在1 MHz和10 MHz处分别降低10 dBc/Hz和25 dBc/Hz。

基于三次样条插值的M-QAM载波相位估计

在基于高阶调制的相干光通信传输系统中,接收端信号受相位噪声干扰会对系统性能产生直接的影响。传统的盲相位搜索(BPS)算法具有较高的线宽容差,适用于多种调制格式,但随着调制阶数的增加,用于BPS的测试相位数量会急剧加大。针对M元正交振幅调制(M-QAM)格式,本研究提出了一种新的低复杂度载波相位估计(CPE)算法。首先利用BPS算法,得到B个测试相位和平均欧氏距离之间的关系;然后在此基础上,提出了一种基于三次样条插值(CSI)的两级BPS载波相位估计算法,得到(2B−1)个等间隔插值相位和平均欧氏距离之间的光滑曲线关系;最后取曲线的最小值处所对应的相位值为最优相位估计值。仿真结果表明,在使用少量测试相位的前提下,通过CSI算法可以有效地对载波相位进行恢复,与BPS算法相比,CSI算法乘、加法器计算复杂度分别降低了38%和42%(16-QAM),为载波相位恢复提供了新思路。

利用相位估计算法实现ps量级的高精度时间间隔测量

高精度时间间隔测量广泛应用于时间同步、卫星导航、航天测控、激光测距以及核电子等场合。目前主流的时间间隔计数器能达到25 ps分辨率,约100 ps的准确度。本文把被测信号作为采样参考频标信号的触发信号,利用参考频标的相位记录被测信号的触发点,然后利用插值FFT对参考频标信号的采样数据进行相位估计,提出了一种理论上分辨率和精度均优于1 ps的时间间隔测量方法。实验测试结果表明原理样机达到了10 ps的测量精度。进一步改进样机的设计,有望达到1 ps的测量精度。

基于Wigner分布的齿轮箱振动信号相位估计

时域同步平均是齿轮箱诊断技术的基础,目前这种方法依赖于转速传感器提供相位同步信号。探讨了在没有转速传感器的前提下,由振动信号本身得到相位过零信号的方法。建立了齿轮箱振动信号的一种简化理论模型,通过理论分析得到了一种基于Wigner分布的相位估计方法。将这种方法应用于实际的齿轮箱振动数据,证明这种方法是有效的。

一种融合相位估计的深度卷积神经网络语音增强方法

在时频域的语音增强中,幅度估计和相位估计都是影响语音增强性能的重要因素.为了在基于深度学习的语音增强方法中融合对相位的估计,本文将含噪语音短时傅里叶变换(STFT)的实部和虚部特征作为两个通道输入深度卷积神经网络,通过建立一个同步估计纯净语音STFT的实部和虚部特征的多任务学习模型,实现了对幅度和相位的同步估计.实验结果表明,相比仅考虑幅度估计的方法,本文方法具有更好的噪声抑制能力,在低信噪比条件下,显著提高了语音增强性能.

测深侧扫声呐差分相位估计

假设海底是一产生散射声波的薄层,获得了测深侧扫声呐(BSSS)的声呐阵时空相关函数的表达式。由此获得了两个重要结果:(1)获得了测深侧扫声呐差分相位估计的均值和方差的表达式;(2)在时空相关函数相位上除kdsin(θ-θm)外,附加了一项ξ(ξ被称为相位误差因子),此项在声呐正下方附近引起很大的测深误差。在上述基础上给出了差分相位法重要参数选择的标准,减小ξ的影响,使BSSS在相当宽的角度内获得好的结果。在上述理论指导下,研制了测深侧扫声呐,获得的实验数据与理论计算结果符合良好,证明了理论的正确性。

一种谐波正弦语音模型的最佳相位估计算法

基于谐波正弦语音模型(HSSM),利用最小二乘方法估计语音模型的最佳相位参数,给出了一种估计相位的批处理方法和迭代算法.把利用该算法得到的相位参数用于宽带语音编解码算法进行仿真,其结果与G.722.2标准宽带编码算法中的两种编码速率8.85kbit/s及6.60kbit/s的语音进行了比较,语音波形的比较和主客观测试结果表明该最佳相位估计算法相位参数估计准确有效,可由此建立的语音模型获得较高质量的合成语音.

光纤干涉位移传感器相位估计的一种精确方法

应用信号处理有关技术提出了一种光纤干涉位移传感器相位估计的方法，可以解决很大范围的不等幅、周期非均匀、带噪干涉信号条纹的精确计数问题。分析了此方法的适用范围及估计精度。对于１０ｄＢ信噪比的系统来说，位移在０．３ｍｍ以内的测量精度可达到λ／１００。

高阶QAM信号的多级盲相位估计方法及其性能仿真

本文对高阶QAM信号的盲相位估计算法特别是捕获算法进行了研究,并提出针对高阶QAM信号的多级相位估计算法。它们与已有的相位估计算法相比,以引入一定的时延为代价使相位估计性能有了较大的提高,并且计算机仿真的结果显示不同结构的多级相位估计算法具有不同的性能特点,因此我们应该根据实际应用中的需求来选择算法。

基于最大后验相位估计的多带谱减语音增强算法

传统语音增强算法中因为谱减法算法简单易于实现而得到广泛研究,谱减法的原理是将带噪语音幅度与估计的噪声幅度进行相减,并叠加带噪语音相位,进而重构增强语音谱。该方法在低信噪比下因为没有进行相位估计,会存在较大的估计误差,并且因为对噪声估计的不准确,会产生"音乐噪声"。基于谱减法的缺点该文提出一种基于最大后验相位估计的多带谱减法,其中多带谱减法可减少"音乐噪声"的影响,最大后验方法估计纯净语音相位,可以减少在低信噪比时的估计误差。实验结果表明该方法在低信噪比时取得了较好的增强效果。

基于期望最大化算法的联合符号检测和相位估计算法

针对带有未知载波相位的符号检测问题,提出了一种基于期望最大化(EM)算法的联合符号检测与相位估计算法,该算法改变了传统最佳接收算法中先估计载波相位再进行符号检测的分级处理方式,直接通过EM算法进行符号检测。在算法收敛之后,判决获得符号信息的同时,可得到未知载波相位的最大似然(ML)估计,从而实现了符号信息与载波相位的联合估计与检测。由于该算法不需要进行同步参数估计,因此可以大大降低传统最佳接收方法分级处理方式所带来的性能损失。仿真实验表明,该算法与传统最佳接收算法中先通过非数据辅助(NDA)方法估计载波相位再进行符号检测相比,性能有明显提升,可以达到导频辅助下的符号检测性能,由于不需要估计载波相位,因此处理复杂度大大降低。

基于酉ESPRIT算法的极化干涉相位估计

目前SAR极化干涉测量地形参数已经成为一种新兴的前沿技术。在现有提取极化干涉相位的技术中,由空间谱估计理论发展而来的,利用MUSIC、TLS-ESPRIT算法获取干涉相位信息的方法正逐步完善起来。但由于SAR信号存在散射点的观测数据少的问题,利用上述方法往往不能得到更高精度的干涉相位。作者提出的基于酉ESPRIT算法估算干涉相位的方法,充分利用了复观测数据以及共轭数据中的信息,使得观测数据等效增加了一倍,从而提高了植被高度参数的估计精度。本文详细阐述了该方法的原理和实施步骤,并通过对SIR-C/X-SAR的L波段实际数据进行验证处理,表明酉ESPRIT算法十分有效。

DFT相位估计算法及噪声敏感频率问题分析

该文利用参数估计方差最小为优化准则,计算出多频正弦信号分段WDFT(Windowed-DFT)相位加权平均相位估计算法的最优加权系数,并给出算法相位估计的方差公式。另外,该文对DFT"噪声敏感"频率区域问题进行了详细的理论分析。计算机仿真证明了算法的有效性和理论分析的正确性。

C^2动态相位估计的偏差补偿算法--雷达低空目标俯仰角测量提取的研究与应用

由于多径回波信号的干扰,极大地影响了雷达对低空目标俯仰角的测量,且对低空目标俯仰角的闭环跟踪测量实现极为困难,通常采用偏轴跟踪技术。通过对多路径反射环境模型分析,同时考虑镜面反射和漫反射的干扰,得出了岸、海基单脉冲雷达低空目标跟踪时俯仰角测量误差的产生原因,将传统的多目标分辨算法(C^2算法)与偏差补偿技术相结合应用于低角多径环境下偏轴跟踪目标俯仰角的测量,由C^2算法代替偏差补偿算法的航迹滤波并且动态估计直射和反射路径的相位差,然后对单脉冲比进行补偿,弥补两种算法各自的不足。在给定的测量环境下对不同高度目标进行了仿真,得到良好的仿真结果,表明C^2动态相位估计的偏差补偿算法,可较大地提高低空目标偏轴跟踪俯仰角的测量精度。并将其应用于某次试验中对掠海巡航飞行目标俯仰角的事后提取,与雷达实时输出的俯仰角测量数据相对比,验证了该算法的有效性和可实施性。

一种基于语音和噪声统计信息改进相位估计的语音增强算法

为改善低信噪比环境下语音的质量,论文提出了一种改进相位估计的语音增强算法。算法首先根据语音和噪声频谱的统计模型的对称性得到用先验信噪比倒数形式表示的噪声频谱估计值,然后通过分析低信噪比条件下(0dB)相位估计对于幅度估计的重要性,利用噪声频谱估计值估计每一个频点的相位修正值,并给出了一种优化的先验信噪比估计算法,得到一种新的语音增强算法。由仿真实验给出的客观测试和非正式听音测试表明:该算法处理后取得了较好的效果,在抑制低信噪比语音增强所产生的音乐噪声的前提下,相比未改进相位估计的算法处理后的信号,语音失真度更小,语音质量有明显提高。

相干系数与幅度相位估计融合的医学超声成像算法

在医学超声成像中,最小方差(MV)自适应波束形成算法虽能有效地提高成像分辨率,但牺牲了成像对比度和算法稳健性。针对此问题,提出一种基于幅度相位估计(APES)并引入相干系数(CF)的自适应波束形成算法。首先通过APES根据接收信号自适应的计算出初步结果;然后再通过接收信号的相干性计算出相干系数作为加权系数;最后对APES算法计算出的结果进行加权来进一步抑制噪声和干扰,改善成像分辨率和对比度。仿真实验结果表明,该算法在成像分辨率和对比度方面都要优于传统的延时叠加(DAS)法、最小方差法和原始的幅度相位估计法。

适应高动态环境的GPS载波相位估计方法研究

鉴于载波相位观测量可提供高精度定位信息的特点 ,分析了在高动态环境获得载波相位观测量的三种可能方法 ,对三种方法的估计精度和动态跟踪能力进行了比较 .提出了一种适合GPS系统的高动态环境载波相位测量方案 .

基于复变LMS的不平衡电压下相位估计方法

在三相不平衡的电网电压条件下,存在电压不平衡、频率偏移的现象,会引起电压正序分量的相位难以被检测,相位估计精度严重降低。为了解决这一问题,本文提出了一种针对电压不平衡条件下的相位估计方法。首先,分析不平衡电网电压对相位估计造成的影响,并建立不平衡电网电压的复变模型;然后,提出复变最小均方误差(LMS)的相位估计方法进行电压正序分量的相位检测,又针对电压频率变化的问题,设计了频率跟踪算法法对电压的同步频率进行校正;最后通过仿真和实验,证明了本文提出的方法能够在三相不平衡的电压条件下快速准确地估计正序分量的相位,并能有效地降低电网电压频率偏移对相位估计造成的影响。