光码分多址系统中光学相关接收机判决阈值的分析

介绍了光码分多址系统中常用地址码(一维扩时码、二维码和三维码)的特点,并对它们各自的互相关均值和方差进行了理论分析。基于非相干光码分多址系统中光学相关接收机的基本原理,结合不同的用户地址码,对系统误码率性能进行了分析,得到了接收机最佳判决阈值与地址码基本特性参数和系统同时用户数间的关系。最后,给出了数值仿真结果。结果表明,对于采用特定地址码的光码分多址系统,只有选择合适的接收机判决阈值,系统的误码率性能才能达到最佳。研究结果对光码分多址系统中接收机判决阈值的选取具有一定的参考作用。

水下无线光通信动态阈值判决技术研究与性能分析

针对海洋湍流信道环境下固定阈值判决方案导致水下无线光通信系统性能恶化的问题,提出了一种动态阈值判决方案。该方案基于水下湍流信道慢衰落的特性,在发送端将数据以帧为单位进行发送,接收端则根据接收帧前导码的幅度每帧更新一次判决阈值。采用蒙特卡洛法和Gamma-Gamma信道模型对水下无线光通信系统进行仿真,仿真结果表明:在弱湍流信道环境下,当系统误码率为10^(-6)时,动态阈值判决方案比固定阈值判决方案的误码性能提升5.4 dB;在中、强湍流信道环境下,动态阈值判决方案能够有效抑制误码率门限现象的产生。

基于灰关联序阈值判决的路面图像模糊增强算法

针对路面图像在采集、处理和存贮过程中质量降低、不便于进一步处理的难题,将灰色关联序应用到对路面图像增强处理的阈值判决过程中,取得了优于传统图像模糊增强算法更好的效果.

仪控系统阈值判决及核电站应用

基于物理参数的仪控系统阈值判决是核电站仪控系统的重要功能,但其存在阈值判决固定单一,缺乏与时间、工况的相关性等不足。对已有阈值判决进行改进和优化,通过分析研究,在安全前提下,从多种数据处理算法对比、阈值多级浮动、与具体工况相关联等方面作出改进。改进后的阈值判决有助于提升仪控系统的容错、故障诊断能力,减少不必要的停堆次数,提高了电厂的经济效益。

子空间判决分析的强干扰抑制

针对海洋中存在的强干扰和环境噪声导致水下目标方位估计算法性能剧烈下降的问题,提出了一种子空间判决分析的强干扰抑制方法(SSJ),可实现多个强干扰下的目标方位估计。根据常规波束形成粗估的目标角度区间,利用目标-干扰-噪声子空间与导向矢量的相关性,设置判决项和估计合适的判决阈值来分离和抑制样本协方差矩阵中的非目标信息,降低干扰和噪声的输出功率,同时提高输出信干噪比,为增强阵列的目标方位分辨能力提供方法支撑。仿真和海试数据处理结果显示,SSJ方法可抑制目标角度区间外的强干扰和噪声,明显降低了干扰的输出功率和目标主瓣附近的旁瓣级,提高了目标方位角度的分辨力。相比于现有的子空间干扰抑制方法,所提方法具有更加稳健的干扰抑制能力。

阈值判决引导的单载波分块传输稀疏信道估计

为利用高速无线通信时信道的稀疏多径传播特性,改善传统单载波分块传输(SCBT)信道估计方法的性能,提出了一种阈值判决引导的稀疏信道估计方法。该方法通过导频进行初始最小二乘信道估计,利用获取的信道估计值设置判决阈值。然后,将幅值低于判决阈值的信道抽头强制置零,仅保留幅度值大于判决阈值的信道抽头估计值,从而有效地改善单载波分块传输系统的稀疏信道估计性能。基于COST 207典型乡村信道模型进行了仿真实验,结果表明:阈值判决引导的稀疏信道估计方法的实验结果最接近于信道参数已知时的误比特率性能;在信噪比为20dB条件下,新方法的误比特率可达到5×10-4,而最小二乘算法只能达到3×10-2。该方法改善了SCBT系统的稀疏信道估计精度与复杂度,得到的结果验证了提出方法的有效性。

基于DFB激光器腔体内XGM效应的阈值判决技术

为消除光时分/码分多址等光数字通信系统中的多址干扰(MAI)噪声,提出了一种新型的基于分布反馈式(DFB)激光器腔内的交叉增益调制(XGM)效应全光阈值判决技术。通过将光数字脉冲信号注入DFB激光器,激光器内部出现XGM效应,使用光带通滤波器(OBPF)滤出XGM效应产生的新光谱即可消除信号中的MAI噪声,从而提高数字信号的接收性能。

基于GMM的与文本无关的变阈值说话人确认

详细介绍了说话人确认的基本原理和主要技术方法,并通过对传统高斯混合模型(GMM)匹配方法的分析,指出了其运算量大、自适应性差的缺点,并在此基础上提出了解决方法-变阈值判决准则(DTSV)。

基于部分消息更新的多天线与多用户联合检测

多输入多输出稀疏码分多址(multiple-input multiple-output sparse code multiple access,简称MIMOSCMA)系统具有大容量和高频谱效率,能够满足大规模机器通信场景低时延和大连接的需求.针对MIMOSCMA系统检测复杂度高的问题,对基于部分消息更新的多天线与多用户联合检测进行研究,提出软判决联合消息传递算法(soft decision joint message passing algorithm,简称SD-JMPA)和硬判决联合消息传递算法(hard decision joint message passing algorithm,简称HD-JMPA).仿真实验结果表明:SD-JMPA和HDJMPA的误比特率(bit error ratio,简称BER)均与最大似然(maximum likelihood,简称ML)和联合消息传递算法(joint message passing algorithm,简称JMPA)的BER相近;SD-JMPA和HD-JMPA均具有与JMPA大概一致的收敛性;低信噪比场景下,选择使用SD-JMPA;高信噪比场景下,选择使用HD-JMPA.因此,相对于ML和JMPA,SD-JMPA和HD-JMPA均具有更强综合性能.

基于光探测器空间辐射效应的卫星光通信系统误码率特性

通过对空间辐射环境中PIN光探测器损伤机理的分析,得到了光电流与暗电流在辐照条件下的变化规律.在此基础上,建立了基于PIN光探测器空间辐射效应的卫星光通信系统误码率模型.仿真得出,辐照强度约为5×104 Gy和8×104 Gy时,50MeV质子和10MeV质子辐照条件下的系统误码率先后达到10-6;在5×105 Gy^6×105 Gy范围内,电子与Gamma射线辐照下的误码率亦达到10-6.结合系统误码率的损伤机理,进一步研究了判决阈值对误码率的影响.结果表明,辐照强度为1MGy时,判决阈值由4.3×10-7 A上升至5.5×10-7 A,能够使误码率降低近3个量级.因此,适当选取判决阈值能够有效的改善系统误码率情况.

基于Rayleigh噪声统计分布的有音区检测

依据噪声能量谱密度(PSD)分布的拖尾特性,本文采用瑞利(Rayleigh)分布表示噪声能量谱密度的分布,推导出基于Rayleigh分布的新判决阈值更新表达式,并提出一种改进的有音区检测(VAD)算法。由于Rayleigh分布下虚警概率具有解析表达式,从而避免了计算逆互补误差函数,降低了算法的复杂度。实验结果表明,在非平稳噪声环境下,其性能指标值优于文献[8]的算法。

基于Wishart矩阵特征值的频谱感知算法

为了提高频谱感知性能,克服经典算法的缺点,提出了一种新的基于Wishart随机矩阵理论的协作频谱感知算法。根据多个认知用户接收信号样本协方差矩阵特征值的对数分布特性,利用样本协方差矩阵最大特征值与几何平均特征值的比值,得到简单的判决阈值闭式表达式,实现频谱感知判决。该算法不需要知道主用户的任何先验信息,不受噪声不确定性的影响。仿真结果表明,所提算法在协作用户数少、信噪比低、采样点数极少的情况下,仍能获得较高的感知性能。该算法受虚警概率和极端值的影响较小,比同类算法有更好的检测性能。

基于极大似然比频谱检测的认知无线电子载波分配算法

在认知无线电多载波调制系统中,子载波分配是实现主用户与认知用户频谱共享的前提.研究了认知OFDM中基于极大似然比检测(MLD)的子载波分配算法,认知用户采用MLD模型对主用户频谱使用情况进行分布式检测,利用频谱检测信息动态分配子载波,通过认知基站对认知用户子载波频谱感知信息进行融合判决.推导了MLD模型的判决区域上下界阈值、检测概率与虚警概率,并与能量检测进行性能比较.仿真结果表明,相对于能量检测,MLD判决阈值与子载波平均接收信噪比(SNR)有关,检测性能自适应信道变化.MLD用于CR多载波调制中的子载波分配,可明显提高认知OFDM子载波频谱感知性能,从而达到高效利用频谱资源,实现"绿色通信".

基于扩散的分子通信模型的信道容量分析

目前,学者对基于扩散的分子通信(Diffusion-based Molecular Communication,DBMC)模型的信道容量的研究工作十分有限。在分时隙的点到点通信场景中,考虑前面所有时隙对当前时隙的码间干扰,并通过最小平均错误概率准则求出了接收方纳米机器检测过程中的最优判决阈值,得到了DBMC模型的互信息表达式,从而对该模型的信道容量进行了分析。仿真结果表明,不同的参数设置对该模型的信道容量有重要的影响。相比已有的点到点分子通信模型,DBMC模型使用较少的分子数并能显著提高信道容量。

扩散的多用户分子通信系统的信道容量分析

随着纳米技术的快速发展,扩散的分子通信模型作为最有前景的纳米通信典范之一,吸引了越来越多学者的广泛关注.在扩散的多用户分子通信模型中,由于多个纳米机器共享信道以及相同信息分子的不可区分性,用户间干扰不可避免.考虑分时隙的多用户分子通信系统,通过分析纳米机器自身的码间干扰,其它纳米机器对它产生的用户间干扰以及系统外部噪声干扰,并采用最小误差准则推导出最优判决阈值,从而得到该系统互信息的表达式.仿真结果表明,通过控制纳米机器间距离、生物环境的扩散系数、每个时隙发送的分子数以及用户数量,从而达到最优信道容量及最小比特错误率.

采用广义似然比检测的肌肉收缩起始时刻判断算法

肌电假肢利用残肢残存肌肉的肌电信号实行对假肢的控制。对于低信噪比的残肢表面肌电,本研究采用广义似然比检测方法判断肌肉收缩起始时刻,其中判别阈值与肌电信号信噪比有关。针对不同信噪比的模拟肌电信号,采用离线仿真方法得到肌肉收缩起始时刻检测误差最小的判别阈值,得到信噪比-经验阈值拟合曲线,确定信噪比与阈值的对应关系;根据肌电信噪比由阈值拟合曲线得到判别阈值,采用似然比检测算法在线分析肌肉收缩的起始时刻。与传统算法比较,对于模拟肌电信号,本算法误差均值和标准差分别减小35%和43%;对于真实肌电信号,误差均值和标准差分别减少29%和23%。可见在小信噪比条件下广义似然比检测算法判断肌肉收缩起始时刻较传统算法更为准确。

基于光探测器位移损伤效应的卫星光通信误码率特性研究

分析了空间电离辐射的位移损伤效应影响下InGaAs PIN光探测器暗电流的损伤特性,在此基础上建立了强度调制直接检测模式的卫星光通信系统误码率模型。仿真结果表明:暗电流与辐照注量近似呈对数线性变化;误码率在辐照注量小于108 cm-2时维持在10-9之下,当辐照注量大于108 cm-2后加速上升。结合仿真结果,讨论了判决阈值对误码率的影响,得出在辐照强度为10-9 cm-2时,若判决阈值取5.7×10-7 A,则误码率降低约4个量级,较好地提高了通信质量。

基于用户间干扰的分子通信模型的信道容量分析

在扩散的多用户分子通信模型中,被释放的分子遵循布朗运动规则,不可避免地存在分子间码间干扰ISI(Inter-Symbol Interference)和用户间干扰IUI(Inter-User Interference)。因此,如何提高该系统的信道容量是目前分子通信模型研究的挑战之一。针对扩散的OOK(On-Off Keying)调制的多用户分子通信模型,分析了ISI和IUI,并通过最小平均错误概率准则得到了接收方纳米机器检测过程中的最优判决阈值,从而优化了信道容量。最后使用MATLAB仿真展示了不同的参数对该分子通信模型的信道容量性能的影响。仿真结果表明,通过设置适当的先验概率、增加扩散系数和时隙持续时间、减少发送方纳米机器和接收方纳米机器之间的距离和用户数,能够提高基于用户间干扰的分子通信模型的信道容量,并降低误码率。

一种新的说话人确认方法

文章在对说话人确认和说话人辨认进行比较研究的基础上，提出一种新的说话人确认方法．同传统方法相比，该方法通过建立非特定说话人模型综合多个说话人的语音特性，使其能够对于不同的待确认语音给出不同的判决阈值，从而解决了说话人确认在判决阈值设置上存在的困难．实验结果表明，该方法能够显著降低说话人确认系统的错误接受率和错误拒绝率，为说话人确认应用于保密性要求较高的环境提供了一条有效的途径．

基于时空信息的运动目标识别算法

现实场景中人们感兴趣的目标或事件往往与场景中正在移动的物体有关,使得运动目标检测往往成为许多应用中进行信息提取的关键步骤和富有挑战的问题。首先利用单应性变换作为背景运动模型,利用上一帧得到的前景掩码图限制背景运动的估算区域,提取更纯净的背景运动;其次使用具有可变学习速率的双模单高斯模型,获得不被污染的背景模型,融合运动目标的时空信息,生成前景概率图并预测下一帧的检测区域;后依据前景概率图构造自适应的前景自适应判决阈值,进行运动目标检测,并利用核密度估计进一步优化检测结果。实验结果表明,算法可以适用光照变化、复杂运动等场景,具有较低的计算复杂度,查准率、召回率和F值等指标平均提升0.52%、33.37%、20.14%。