原子磁力仪中的检测光强噪声补偿方法研究

为解决原子磁力仪检测光强残余噪声问题,提出了检测光强噪声数字补偿方法。首先根据原子自旋进动检测基本理论,通过光弹调制器和锁相放大器进行线偏光的光旋角检测,利用噪声衰减器对检测光功率进行正弦调制拟合得到补偿系数,然后使用光弹调制器调制频率的二倍频信号对一倍频信号进行后处理修正,实现检测光强噪声压制。得到补偿系数后可将用于幅度调制的硬件甚至前级稳光强装置移除,仅利用数字补偿技术即可实现光强噪声抑制。搭建基于K-Rb-21Ne气室的磁力仪实验装置,在无自旋交换弛豫态(Spin-Exchange Relaxation-Free,SERF)下开展检测光强噪声补偿实验,结果显示光旋角检测信号的噪声被压制了13.2 dB@3 Hz。应用此噪声补偿方法,避免了不同光路所引入的非共模噪声,并在前级稳光强的基础上实现了二次稳光强。此补偿方法可进行补偿系数的定期校准,减小系统状态改变及不稳定性带来的影响,对于提升原子磁力仪灵敏度具有重要意义。

基于被动相位噪声补偿的自由空间光学频率传递

针对自由空间光信号传输更易受到环境影响的特点,提出了一种被动相位噪声补偿技术。该方法利用探测往返传输的光信号与发射端参考信号拍频获得链路引入的相位噪声,在发射端通过声光移频器(acousto-optic modulator,AOM)对待传递信号移频取共轭即可在接收端获得相位稳定的光学频率信号。该方法避免了使用复杂的鉴相和伺服控制电路,使系统具有更快的补偿速度且没有鉴相范围的限制。实验结果表明,150 m的室外自由空间链路的平均时间1 s的附加频率不稳定度约为1.9×10^(-16),平均时间1000 s的附加频率不稳定度约为4.6×10^(-19)。该相位噪声补偿技术为高精度的自由空间光学频率传递提供了一个简单可靠的方案。

APD探测技术的实时噪声补偿

提出了一种新的APD(以C30 950E为例 )实时噪声补偿方法。利用单片机控制技术 ,使APD始终工作在接近最佳偏压状态 ,实现了APD偏压补偿的实时化。

实时背景噪声补偿的激光雷达能见度仪设计

基于实时背景噪声补偿的方法,设计了一台激光雷达能见度仪。该系统采用了模块化的设计思想,以嵌入式计算机PCM-3370作为系统的控制和数据处理单元,通过门控电路控制系统各模块的工作时序。针对强背景光照条件下信噪比恶化的实际情况,采用了一种新的实时背景噪声补偿与采用阈值分割的移动平均法相结合的方法处理信号,大幅度地提高了信噪比。最后通过数值仿真和外场对比试验,验证了本设计的准确性和有效性。

使用虚拟噪声补偿技术的自适应kalman滤波算法的研究

研究使用虚拟噪声补偿技术的自适应kalman滤波算法。首先对实际系统模型中的误差部分进行虚拟噪声补偿,然后通过一般自适应kalman滤波算法相结合,使改进的自适应kalman滤波算法在带有模型误差和噪声统计特性误差的前提下,能够在线估计观测随机误差的噪声特性。并编制仿真软件,验证改进算法的可行性。

噪声补偿的室内可见光通信系统信道预测

通信系统信道内存在大量干扰,传统的信道预测方法未考虑噪声的影响,导致预测结果不够准确、误码率较高,导致通信系统性能降低,基于此,提出噪声补偿的室内可见光通信系统信道预测。首先分析可见光通信原理,建立通信信道模型;其次针对通信过程中噪声影响出现的信道损耗情况,计算直射与漫射信道的直流增益和总功率,然后利用POPC与类导频相结合的噪声补偿方法弥补信道损耗,在信道模型基础上,通过正交频分复用的方式对信道系统进行调制,采用最小误差方差算法完成信道预测。实验结果表明:所提方法使系统需要的导频数量减少,降低了系统开销,且预测误码率较低,提高了室内可见光通信系统的性能。

基于铯光泵磁力仪的地磁噪声补偿技术

针对高灵敏度磁传感器的计量与标定,开展了基于铯光泵磁力仪的地磁噪声补偿研究。在原子谱灯铯光泵磁力仪基础上,用激光替换原子谱灯作为铯光泵磁力仪的光源,设计激光光泵磁力仪,应用于地磁噪声补偿系统,再通过实验对基于以上两型光泵磁力仪地磁噪声补偿系统的磁场补偿能力并进行了分析,实验研究结果表明,基于以上两型铯光泵磁力仪的地磁噪声补偿系统均能复现功率谱密度优于0.5 pT/Hz1/2@1 Hz和噪声峰-峰值低于10.8 pT(10 Hz采样率)的磁场,且激光光泵磁力仪在较大磁场下补偿效果更好。该结果为设计用于磁传感器计量与标定的地磁噪声补偿系统提供了重要参考。

噪声补偿应用于与文本无关的说话人辨认研究

通过对VQ码本在线性频谱域进行噪声补偿 ,使得补偿后的VQ码本逼近测试环境下训练出的码本 ,从而提高说话人辨认系统的性能。实验中 ,在不同的信噪比条件下测试辨认率 ,并将补偿和没有补偿时的辨认率进行比较 ,结果显示 ,该算法能够有效地提高说话人辨认系统的性能。

面向FMCW激光雷达系统测距测速的光源相位噪声补偿方法

由于目标运动时对后期处理式的相位噪声补偿方法有影响,回波拍频信号相位噪声与辅助干涉仪获取的相位噪声不匹配,导致引入额外残余相位噪声。针对该问题,分析了调频连续波(FMCW)激光雷达系统中目标物体运动对于传统光源相位噪声补偿法的影响,提出了一种预估目标距离及速度进行光源相位噪声补偿的新方法。系统光源部分采用分布反馈(DFB)激光器,使用电流直接调制进行线性扫频。对运动物体进行实测的结果表明:采用新型光源相位噪声补偿方法,测量精准度提升了41倍,且能同时精确测量距离与速度。

基于ROPC的CO-OFDM系统相位噪声补偿方法研究

为减少相位噪声分析补偿(APNC,analysis of phase noise compensation)方法开销过大、降低系统传输有效性的问题,本文在APNC方法的基础上提出了一种低开销相位噪声补偿(ROPC,reducing overhead analysis of phase noise compensation)方法。该方法仍以最小二乘(LS,least square)算法为基础,先通过信道冲激响应加窗(IRW,impulse response processed with window)法将信道冲激响应长度以外的噪声滤除,提升了信道估计的质量;之后采用类导频法进行相位噪声的估计和补偿,减少了相位噪声补偿中所需使用的导频数,降低了系统的开销,且算法的复杂度提升不大。仿真结果表明,在ROPC方法和APNC方法的误码率(BER)均约为10-3时,ROPC方法所需的导频数量约为APNC方法的1/2,减少了系统所需开销;在线宽为0.7 MHz且两种算法均采用4个导频时,ROPC方法的BER约为APNC方法的3/5,提高了系统的可靠性。

基于虚拟噪声模型补偿AUV导航算法研究

自主式水下机器人(AUV)同时定位与环境地图构建(SLAM)是实现水下未知环境自主导航的关键性技术,是机器人研究的热门课题之一。针对自主式水下机器人SLAM框架下应用扩展卡尔曼滤波(EKF)因模型线性化产生误差以及噪声统计未知的情形,采用一种基于虚拟噪声补偿技术的EKF算法,该方法可以把未知模型误差归入到虚拟噪声中去,运用噪声统计估值器在线估计噪声统计。以构建的AUV运动系统的模型为基准,从滤波精度、收敛性及算法稳定性方面,通过matlab仿真验证改进的EKF算法的效果。仿真结果表明,相对于传统的EKF算法,改进后的EKF算法估计精度更高,预期效果更好,有效提高了非线性滤波的性能。

CO-OFDM系统中相位噪声和频偏的联合补偿

激光器频偏和相位噪声是限制CO-OFDM(相干光正交频分复用)系统性能的重要因素。文章提出了CO-OFDM系统中基于差分预编码和MCDD(多载波差分检测)算法的激光器相位噪声和频偏联合补偿方案。对CO-OFDM系统中的频偏和激光器相位噪声作用机理和基于MCDD的补偿方案机制进行了理论推导,并在不同的光信噪比、激光器频偏和线宽条件下进行了系统仿真。仿真结果表明,基于差分预编码和MCDD的联合补偿方法对CO-OFDM系统中的激光器频偏和相位噪声有较好的补偿效果和较大的补偿范围,在不引入系统开销的同时,可有效改善CO-OFDM系统性能。

CO-FBMC/OQAM系统导频辅助的时域相位噪声补偿

针对相干光偏移正交调幅技术的多载波滤波器组传输(CO-FBMC/OQAM)系统,提出一种基于导频的时域相位噪声补偿算法。建立一个时域相位噪声补偿模型,即相位噪声用时域扩展的离散余弦变换(DCT)近似,相位噪声包括公共相位误差(CPE)和非CPE相位噪声,它们均可通过估计DCT系数来获得。为了计算这些DCT系数,先用基于导频的扩展卡尔曼滤波(EKF)估计CPE,然后将CPE补偿后一部分判决错误概率较高的数据舍弃,仅保留余下的CPE补偿后数据进行预判决用以预估发送端数据,最后在波特率为32 GBaud的背对背CO-FBMC/OQAM系统中对所提算法进行仿真验证。结果表明,对比一种改进的盲相位搜索(M-BPS)算法,所提算法仅有0.5%~2.0%的频谱效率下降。针对64阶QAM、子载波数M=256或512的系统,所提算法的线宽延迟乘积容忍度仍远大于M-BPS算法,但其复杂度仅为M-BPS算法的1/2。

一种补偿宽频带小数N频率合成器中Sigma-Delta整形噪声的新方法(英文)

提出了一种部分补偿SigmaDelta调制器整形噪声的新方案.通过在鉴频鉴相器中的延迟时段向无源滤波器中注入补偿电流,最大可实现16dB的噪声补偿.与其他补偿方案相比,文中提出的方案相对简单和易于实现.特别设计了可变延迟的鉴频鉴相器和补偿电流源,并给出了行为级和电路级的仿真结果.

基于噪声分类与补偿的车载语音识别

针对现有车载语音识别系统在实际应用环境下噪声鲁棒性较差的问题,提出一种基于支持向量机(SVM)的噪声分类与补偿方法。采集各应用场景下的噪声构建SVM噪声分类器,利用SVM对待测语音静音段中的噪声进行分类,根据噪声类型选择相应的带噪训练模板进行噪声补偿,并将差分频谱倒谱系数作为特征参数进一步抑制语音段中的噪声,从而实现车载语音识别。实验结果表明,该方法可有效增强车载语音识别系统的噪声鲁棒性,并且与稀疏编码语音增强和能量规整倒谱系数特征增强方法相比,具有更高的语音识别率。

面结构光测量系统中基于π/3相移的噪声补偿算法

噪声处理技术是结构光测量中的一个很重要的技术。投影光强在低环境光照强度下呈现指数传播特性,存在严重的噪声,降低了结构光测量的精度。为了解决此问题,提出了一种基于π/3相移的噪声补偿算法。经过相移,信号的强度反转,噪声强度相应反转,相移前和相移后的噪声叠加取平均,就可以达到噪声补偿的效果。实验表明,该算法简单易用,可以大大消除乘性噪声,提高测量的精度。

基于张量模式噪声补偿的室内可见光通信系统的信道估计

针对现有中继转发式室内可见光通信系统中信道估计算法存在的导频数量过大、估计效率和精度低的问题,提出基于张量模式噪声补偿的信道估计方法。首先,充分利用可见光通信系统发射数据的特点设计了一种适合在接收数据中进行噪声补偿的导频结构。然后,在PARATUCK2张量分解框架下,构造了这种导频模式的含噪通信系统模型。最后,结合张量分解方法,设计了一种以导频所得噪声补偿对实际噪声进行估计的方法,完成所有信道参数的计算。仿真实验结果表明,将基于张量模式噪声补偿的估计算法应用在中继转发式室内可见光通信系统中,可以在加快寻优迭代速度的同时提高估计精确度,充分验证该算法的有效性和可行性。

激光探测系统雪崩管实时补偿研究

针对激光探测系统的背景辐射和工作温度严重影响雪崩管(APD)电流增益和信噪比的问题,采用激光接收机噪声传递函数对APD进行了实时补偿。通过分析APD基本应用电路噪声模型及各补偿方法作用原理,提出不同环境中APD应采用特定补偿方法,并设计了一种基于开关电源功率开关管通断的实时温度补偿方法。对实时噪声、实时温度补偿在不同环境中的作用效果进行了对比实验,结果表明:在环境温度基本恒定的系统中,噪声补偿对背景光剧烈变化引起的输出噪声抑制效果显著;当背景光照度由3 lx突变为200 lx后,偏压由132 V调整至178V的响应时间约为10.4 ms;当背景光功率低且环境温度变化剧烈时,温度补偿对输出噪声具有较好的抑制效果,而噪声补偿效果欠佳;当环境温度由-20℃突变为80℃后,偏压由131 V调整至198 V的响应时间约为11.2 ms。

基于浊音语音谐波谱子带加权重建的抗噪声说话人识别

提出了一个基于浊音语音谐波谱重建的说话人识别算法.该算法根据浊音语音短时频谱的结构特征和基音信息,对浊音语音谐波结构频谱进行子带加权重建,以补偿由噪声引起的训练与测试条件的失配.算法基于重建浊音频谱提取感知线性预测倒谱系数,与基音相组合作为说话人的语音特征参数矢量,采用高斯混合模型对说话人进行建模.仿真实验的结果表明:所提出的浊音谱重建方法对多种类型含噪语音的噪声补偿均具良好效果,可以明显提高在噪声环境下的与文本无关的说话人识别的识别率,特别是显著提高低信噪比环境下的识别率,而不会明显降低纯净语音和高信噪比环境下的识别率.

基于改进SRC的局部遮挡人脸识别方法

针对现实场景中人脸存在较为随机的局部遮挡的情形,创建了多种遮挡类型并存的过完备字典,并提出改进的稀疏表示分类方法。此算法在稀疏表示分类(Sparse Representation Based Classification,SRC)的基础上引入噪声补偿,通过对测试图像与去噪图像间噪声差的调节来控制重构图像的生成,进而实现对重构图像与测试图像间残差的控制,以达到准确分类识别的效果。实验结果表明,改进后的算法稳定性好、识别率高,对于局部遮挡图像的识别有较好的鲁棒性。