ULTRAWIDE BAND RADAR SIGNAL DETECTION, ESTIMATION AND EXPERIMENT

With reference to the air target detection of ultra-wide band (UWB)/impulse radar(IR), the transient signal processing techniques was discussed. In weak UWB signal detection, the wavelet transforms and high order spectrum estimation techniques were preferred. In target characteristic analysis, a time domain bispectrum estimation algorithm was used to analyze the target impulse response, which could estimate accurately local scattering distribution of complex target. A free field IR experimental system installed in an anechoic chamber was used. With this system, experiments to several target models were made. The results of these experiments verified the signal processing method efficiency.

PIM Interference Analysis under Multi-band Multi-signal Input in Duplex Indoor Distribution System

This analysis focuses on PIM interference under multi-band multi-signal input in mobile communication system.Unlike single band system that only odd order PIM(especially 3rd order) should be concerned,in multi-band multi-signal case,both odd and even order PIM could be interference source because of more complicated intermodulation,more IMPs generated and more receive bands.Especially,the 2nd order PIM may interfere more serious to receiving channel for its strong magnitude.In duplex indoor distribute system,the PIM interference is a potential problem to GSM900,DCS1800,CDMA,and even 3G system wireless services,because the PIM frequencies may fall in receive bands and interfere to the receiving channels.In radio system design and wireless channel assignment,precautions must be taken to minimize the PIM level and to avoid interfere to receiving channels.For practical use,the lower order possible PIM interference to 2G and 3G systems is calculated.

Mathematical Formulations of Signal Propagation in Ultra-Wideband Transceiver Systems under a UWB Channel Environment with an Extension of Frequency Offset Correction

This paper analyzes mathematically the crucial aspects of signal processing in a Multi-Band (MB) Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) based system considering Ultra-Wideband (UWB) channel environment. In the process of analysis, it emphasizes the significant features of UWB receiver design in comparison with ‘conventional’ narrow-band system. The analysis shows that the high dispersive nature of a frequency selective UWB channel effects the design of different signal processing blocks like pre-select filter, low noise amplifier (LNA) and analog-to-digital (A/D) converter in the receiver front end. The characteristic functions of each of these stages are now dominated by the channel characteristics and it needs to be modified accordingly. This analysis is extended further with the study of frequency offset error and its correction. The unbiased Cramer Rao Lower Bound (CRLB) of estimation error is calculated and supported by computer simulation. The performance of an MB-OFDM system with frequency offset correction in terms of Bit-Error-Rate (BER) is also reported.

Evaluation of System Performance of Ultra-Wide Band Jointing in MC Signaling in Correlated Environments

The evaluation of System Performance of UWB (ultra-wide band) jointing in MC (multi-carrier) signaling in correlated environments is presented in the report. The correlated Nakagami-m statistical distribution for the multipath fading model is assumed in this scenario. In fact to establish the model for analyzing in this article is using MC-CDMA (multi-carrier code-division multiple-access) system characterization combined with a UWB scheme. The average BER (bit error rate) is calculated and compared to a special case of previously published results. Studied results from this paper can be implied to approve the system performance for a UWB system combined with a MC-CDMA wireless communication system. It is worth noting that the Nakagami-m distributed fading parameter significantly dominates UWB system performance when it cooperates with MC signaling under a fading environment. Finally, it is worthy of noting that when the SNR (signal-to-noise ratio) at system’s receiver reaches a preset high threshold value, the parameter of power decay ratio effect could be not included.

A method to compress vibration signals using wavelet packet transformation combined with sub-band vector quantization

A novel compression method for mechanical vibrating signals,binding with sub-band vector quantization(SVQ) by wavelet packet transformation(WPT) and discrete cosine transformation(DCT) is proposed.Firstly,the vibrating signal is decomposed into sub-bands by WPT.Then DCT and adaptive bit allocation are done per sub-band and SVQ is performed in each sub-band.It is noted that,after DCT,we only need to code the first components whose numbers are determined by the bits allocated to that sub-band.Through an actual signal,our algorithm is proven to improve the signal-to-noise ratio(SNR) of the reconstructed signal effectively,especially in the situation of lowrate transmission.

基于特征值的动态数字信道化子带检测算法

动态数字信道化接收结构通过检测所有子带,判断信号是否存在,为综合滤波器组处理提供依据,因此子带检测在接收结构中起着关键作用。针对传统检测算法存在低信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)下检测性能不高的问题,依据随机矩阵理论,提出了基于最大最小特征值之差与平均特征值之比的检测算法,利用平均特征值和最小特征值的极限分布规律来推导算法的检测门限。其次,根据所有子带数据获取的特征值信息对所提算法进行了优化。最后,在动态数字信道化接收结构中,分析不同因素下算法的性能,表明了所提算法能够克服低SNR的影响,子带检测的性能更好。

欠采样下的多频带通信信号高精度载频估计

为根本解决当前主流的基于调制宽带转化器(MWC)的欠采样频率估计方法存在的3个问题,即采样通道数目多、载频估计精度低、信源频带分布稀疏度条件高,该文提出基于互素谱相位差校正的通信信号载频估计方法。通过将两路互素欠采样取代多路调制宽带转化器欠采样,克服了其耗费欠采样通道数目多的缺陷;基于此,既推导出全景谱谱峰位置与两路互素输出IDFT支路序号对的映射关系,又推导出相邻快拍下该序号对的IDFT相位差与载频值的解析关系,从而克服了主流方法的载频估计精度低的缺陷;通过将最小尺寸全相位滤波器对半分解方法融入原型滤波器设计,构造出两路并行互素谱分析器,还彻底克服了对信源频带分布稀疏度条件高的依赖。仿真表明,相比于主流方法,该文方法仅需耗费不足其1/2的样本数量,载频估计的相对误差降至其1/20以下。

面向物联网的NB-IoT信号优化方法研究

随着物联网技术的飞速发展,窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)作为一种低功耗、广覆盖、大连接的无线通信技术,逐渐成为连接物理世界与数字世界的桥梁。然而,在实际应用中,NB-IoT信号面临着诸如信号衰减、干扰、覆盖不均等挑战。这些挑战不仅影响用户体验,还限制了物联网应用的进一步发展。因此,研究面向物联网的NB-IoT信号优化方法具有重要意义。文章深入研究面向物联网的NB-IoT信号优化方法,提出多种有效的优化策略和技术手段。

脑干带状高信号的软脑膜转移临床特征分析

目的:分析脑干带状高信号的软脑膜转移病例的临床特征。方法:收集海南医学院第一附属医院及检索知网、万方、维普、PubMed、Web of Science等数据库中报道磁共振表现为脑干带状高信号的患者,收集并整理纳入患者的既往病史、症状、体征、基因检查结果、脑脊液表现、治疗及预后等。结果:共纳入28例患者,其中26例有肺腺癌病史,2例发现肺部占位性改变,磁共振均表现为T2‐FLAIR上脑干腹侧呈带状高信号,两侧对称,可延伸至小脑脚,DWI呈高信号,ADC呈低信号,T1加权成像为长T1信号,T2加权成像为长T2信号,增强扫描未见强化。结论:识别肺癌继发软脑膜转移很重要,T2‐FLAIR和DWI上脑干无强化带状高信号很可能是非小细胞肺癌继发软脑膜转移的特征性表现。

基于改进EMD-Kurtogram法的滚动轴承早期故障诊断研究

实现滚动轴承早期故障准确诊断的关键是得到故障部位有效振动信息,但实际工程中所采集到的轴承振动信号常含有噪声、干扰成分,给有效信息的选择带来了困难。带通滤波是解决该问题的有效方法之一,但不合理的滤波器参数会降低诊断结果的准确性。为此,提出一种基于改进EMD-Kurtogram法的滚动轴承早期故障诊断方法。该方法首先对EMD方法处理后的采样信号进行重构,再根据快速谱峭度图得到带通滤波器所需要的最优参数,最后经过带通滤波及时频域分析得到故障频率。通过实验平台验证及相关算法的对比得出,所提方法得到的故障倍频信息更加充分、清晰,所含噪声干扰更少,证明了该方法的有效性和先进性。

基于磁编码器和窄带解调的太阳轮故障检测

绝对式磁编码器具有价格低、安装方便等优势,适合于工程应用,但在低转速工况下其角度信号受测量误差的影响较大,需要对角度信号进行拟合以消除测量误差带来的干扰。传统的分段拟合方法在分段点处易出现不连续现象,角度信号的不连续导致由其计算的瞬时角速度(instantaneous angular speed,简称IAS)信号中出现虚假冲击,并对基于IAS信号的故障特征提取造成干扰。针对此问题,提出一种基于绝对式磁编码器IAS估计和窄带解调的太阳轮故障检测方法。首先,为保证IAS信号的连续性与平滑性,提出基于最小二乘拟合与5次Hermite插值的方法,实现了对IAS信号的拟合估计和平滑处理;其次,结合窄带解调技术实现了对行星齿轮减速器太阳轮故障特征的有效提取;最后,通过对正常与故障太阳轮的绝对式磁编码器信号分析对比,验证了所提方法的有效性。

基于功率谱密度的地下水管道漏水点智能检测

为及时发现管道漏水问题,提高检测准确率,提出一种基于水声信号的地下水管道多漏水点检测方法。在地下水管道安装两个电压式加速度传感器,采集漏水信号,根据冲激响应函数、差分方程分析FIR滤波装置去噪原理,结合等波纹逼近、雷米兹算法设计其内部运算,完成漏水信号的去噪处理;使用功率谱密度描述信号频带分布情况,判断水管道是否漏水,若漏水,根据信号时延差及其在管道中的传播速度,确定漏水点位置。仿真结果表明,所提方法去噪效果好,能有效检测出水管道漏水点位置,且检测精度高,用时短,可广泛使用。

非平稳强噪声环境中的音频信号端点检测系统

为提高音频信号端点识别能力,设计一种非平稳强噪声环境中的音频信号端点检测系统。构建音频信号端点检测硬件单元,利用预处理单元对音频信号进行预加重、分帧以及加窗处理后,端点检测单元在提取处理音频信号的MFCC倒谱距离特征、频带方差特征的基础上,依据动态阈值估计策略确定恰当阈值;通过双特征参数双门限法来实现对音频信号起止点的确定以及语音帧和非语音帧的分离;利用包络确定延时单元,防止噪声段被错误识别为语音段,避免出现拖尾太长问题。实验结果表明,所设计系统可实现非平稳强噪声环境音频信号端点检测,检测误差满足设定要求。

面向多类型土壤有机碳定量反演的天基高光谱探测参数研究

星载高光谱仪器的光谱通道以及光谱分辨率和信噪比等核心参数设置直接影响土壤有机碳定量反演精度。本研究开展了卫星载荷光谱分辨率、信噪比、光谱特征波段对不同土壤类型有机碳反演影响的研究,提出了基于大气传输模型、光谱分辨率分析模型、信噪比分析模型、特征波段的提取分析模型以及偏最小二乘回归反演模型的面向不同土壤类型有机碳监测的高光谱卫星“地面-大气-仪器-观测-反演”全链路仿真分析方法,实现了土壤类型、大气效应、仪器特性参数、反演方法的耦合影响分析。结果表明:①3种类型土壤有机碳反演的最佳光谱分辨率均在10~20 nm。②不同土壤类型对观测的信噪比需求不同。对于Phaeozem的有机碳监测,较另外两种土壤有更高的信噪比需求。③在不同特征波段提取分析方法下所需的最佳光谱分辨率和信噪比一致。不同类型土壤光谱数据提取出的特征波段不同,其中反演效果最佳的土壤类型为Chernozem,特征波段数为26个,R^(2)=0.8265,RMSE=3.4389 g/kg。④反演模型与仪器特性参数无耦合关系,同一类型土壤不同反演算法的最佳光谱分辨率和信噪比需求一致。⑤Chernozem有机碳最佳反演参数需求为光谱分辨率15 nm,信噪比大于506.66,特征波段提取数为26个;Kastanozem有机碳最佳反演参数需求为光谱分辨率17 nm,信噪比大于331.42,特征波段提取数为22个;Phaeozem有机碳最佳反演参数需求为光谱分辨率15 nm,信噪比大于432.51,特征波段提取数为19个。

一种基于信号特征分析和机器学习技术的900 MHz频段干扰自动定位方法

随着无线电通信的迅速发展,频谱资源日益紧张,各种干扰问题也越来越严重。其中,900 M Hz频段的干扰问题尤为突出。该文提出了一种基于信号特征分析和机器学习技术的900 MHz频段干扰自动定位方法,通过对干扰信号的频谱、时域、调制等特征进行分析,建立干扰信号特征库,并利用机器学习算法对信号进行分类和定位。实验结果表明,该文提出的方法具有较高的干扰定位准确率和稳定性,能够有效地提高频谱资源利用效率的闭环。

基于AD9361星载USB测控接收设备设计

针对星载统一S频段(Unified S-band,USB)测控应答机遥控接收高动态问题,提出了一种USB接收设备的设计方法。该方法基于AD9361+现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)硬件平台,采用并行+串行快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)实现信号载波频率捕获,载波环路使用2阶锁频环(Frequency Lock Loop,FLL)辅助3阶锁相环(Phase Lock Loop,PLL)环路进行跟踪,遥控副载波环路采用2阶PLL环进行跟踪。对方法的可行性进行了理论推导,使用Matlab进行仿真,结果表明该方法可以满足多普勒动态不小于32 kHz/s下遥控数据解调要求。

强噪环境下分频段数字音频信号精细化采集研究

在强噪环境下,为了获取高质量、低失真度的数字音频信号,提出一种强噪环境下分频段数字音频信号精细化采集方法。通过麦克风设备获取音频信号,利用LM4550芯片对其作采样、编码等处理后生成数字音频信号,基于AC-97单元接收数字音频信号,利用频段分割器对其作频带分解,获得互不重叠子频段数字音频信号。采用多窗谱谱减法对其去噪,利用数据通信接口将其传输给LM4550芯片,在完成模拟信号转换后,通过耳机输出,实现数字音频信号精细化采集。实验结果表明,该方法处理后的各子频段数字音频信号有用信息得以完整保留,并提高了信号波形的规整度和规律性,强噪声环境下数字音频信号的PESQ指标达到4.08以上,最大失真度为3.74%。

直驱风电场并网系统宽频振荡小干扰稳定判据及稳定性分析

并网电力系统中多直驱风电机组(direct-driven permanent magnet synchronous generator,PMSG)风电场可能出现次同步/超同步振荡现象,为深入的研究直驱风电场并网系统的宽频振荡,文章对多PMSG风电场并网系统进行了一系列研究。首先,针对次同步振荡频率场景和超同步振荡频率场景分别建立了单台PMSG的简化数学模型。然后,结合风电场的等效降阶法求解了多PMSG风电场并网系统的特征方程,运用劳斯赫尔维兹判据得出各频率场景下并网系统中风电场的稳定性判据,从解析的角度分析了并网系统中各运行参数对系统稳定性的影响。最后,通过一个可扩展的多PMSG风电场并网系统验证了文中提出的风电场等效降阶模型下的稳定判据是可行有效的,并直观的讨论了并网系统中PMSG风电机组数量以及长线路等效电抗变化对并网系统稳定性的影响。

无效报警的优化方案

大量无效报警严重扰乱正常工艺操作,造成频繁误停车或导致危险发生,带来严重的经济损失,甚至可能成为安全隐患。通过较为全面地分析各类无效报警产生的原因,并给出包括合理设计报警设定点、静态及动态报警抑制,设计信号过滤器及防抖动功能,合理设计仪表精度及量程等优化解决方案及实施细节,消除各类无效报警,可以大幅地提升企业的自动化管理水平,做到真正的本质安全。

超宽频带范围开关磁阻电机电子干扰信号调制方法

传统的电子干扰信号调制方法,只能对特定频段的干扰信号进行抑制,导致误比特率值较大,因此设计一种超宽频带范围开关磁阻电机电子干扰信号调制方法。构建一个可调的开关磁阻电机电子干扰信号模型。该模型可模拟不同频段和幅度的干扰信号,对干扰信号进行振幅调制,通过改变信号的幅度调整其对电机性能的影响,采用多比特差分检测方法对调制后的信号进行检测。实验结果表明,设计的超宽频带范围开关磁阻电机电子干扰信号调制方法,误比特率明显低于其它两种方法,误比特率最低达0.02,证明该方法的信号调制最佳。