确定性信号的Poisson过程与局部平均采样逼近

用新的Ditzian光滑模和统一的新型K泛函导出了利用Poisson过程及局部平均采样定义的Szász-Kantorovich算子逼近确定性信号的强逆不等式,进而给出了[0,∞)上的有界连续函数的光滑性与Szász-Kantorovich算子逼近误差的渐近关系.

局部平均随机过程随机场采样定理

随机信号采样定理的相关研究几十年来一直是采样定理主流方向之一,在理论和实际应用两方面都受到信息领域和数学领域的广泛关注。近年来,采样理论在随机过程和随机场的局部平均采样方面得出了一系列研究成果。首先,分析了采样定理在应用中的缺陷和局限性。其次,对近几年在随机过程、高维随机过程、随机场、时空随机场局部平均采样定理方面的发展和相关结论做了系统介绍。最后,对基于混合范数的时空随机场采样逼近、采样形式、信号形式、范数形式等问题进行了展望。结果表明:局部平均的采样方式提高了采样的精度和逼近效果,随机场局部平均采样理论在海浪参数反演和海洋污染监测方面有重要应用。特别是基于混合范数的时空随机场采样理论的研究不仅具有重要的理论价值,而且对于工程领域也有应用价值。

平均降采样多周期微分均值的旋转部件故障特征增强方法

为解决编码器的瞬时角速度(Instantaneous Angular Speed,IAS)信号中旋转部件故障特征微弱的难题,本文提出一种平均降采样多周期微分均值(Average Down⁃Sampling Multi⁃period Differential Means,ADSMPDM)的故障特征增强方法。基于IAS信号的估计特性,开展了IAS信号的平均降采样研究,验证了平均降采样具有抑制随机噪声的特性;基于平均降采样抑制随机噪声特性、降低计算成本和减小存储空间的优势,结合多周期微分均值的累积特性,提出一种ADSMPDM算法对原始IAS信号中的旋转部件故障分量进行增强处理;通过阶次谱分析揭示故障特征。采用仿真数据和实验数据进行验证分析,并与快速谱峭度、可调整多点优化最小熵反卷积、离散随机分离和谱幅值调制算法进行对比,验证了ADSMPDM算法增强旋转部件故障特征的有效性和优势。

加权再生核空间中信号的平均采样与重构

主要讨论L_v^p的加权再生核子空间中信号的平均采样与重构.首先,针对两种平均采样泛函建立了采样稳定性;其次,基于概率测度给出一个一般的迭代算法,将迭代逼近投影算法和迭代标架算法统一起来;最后,针对被白噪声污染的平均样本给出了信号重构的渐进点态误差估计.

平均采样定理

采样定理是信号分析中的基本工具之一,广泛应用于数字信号处理、无线通信等很多领域.近年来,经典的Shannon采样定理被从频谱有限函数空间推广到更一般的平移不变子空间,采样方法也从逐点取值推广到平均采样和多通道采样等.本文简要回顾采样定理的发展过程,重点介绍一些最新研究进展,包括平均采样、多通道采样和随机过程采样等,以及混淆误差和截断误差等重构误差估计.

混合范数条件下平移不变信号的非均匀平均采样

L^p平移不变子空间中的采样研究通常要求生成函数属于一个不依赖于p的Wiener amalgam空间,此条件因不能控制p而显得太强.本文主要讨论生成函数属于混合范数空间时,非衰减平移不变空间中的非均匀平均采样与重构.生成函数属于混合范数空间的条件弱于Wiener amalgam空间且依赖于参数p.基于混合范数空间中的一些引理,针对两种平均采样泛函建立了采样稳定性,并给出了对应的具有指数收敛的迭代重构算法.

GPS接收机中采样平均技术的FPGA实现

提出了一种采样平均的处理方法 ,将每毫秒 50 0 0点的采样信号变成每毫秒 1 0 2 4点 ,并利用现场可编程门阵列 (FPGA—fieldprogrammablegatearray)实现了这种方法。利用Matlab进行的仿真和ISE(insystememulator)综合结果表明这种方法不会影响信噪比 ,而且简化了接收机的相关处理器 ,节省了FPGA资源 ,降低了接收机成本 ,提高了处理速度 。

在强背景噪声条件下 M-序列相关技术的应用和采样平均数的选定

研究表明,在应用M-序列相关技术进行声学测量时,通过多次平均的方法可以有效地抑制背景噪声的影响。因而,即使在强背景噪声条件下,使用这种测试技术仍可得到满意的测量精度。本文还给出了确定采样平均数的经验公式。

多次采样平均在长波红外高光谱成像系统中的应用

长波红外高光谱成像系统由于光谱细分导致探测器所接收的目标信号的能量较一般成像系统弱,因此系统噪声对成像效果影响较大。针对这一现象,本文在分析系统噪声成分的基础上,提出采用ADC多次采样平均的方法来降低其噪声,并从理论上推导了该方法的有效性。然后搭建了实验系统,分析计算不同积分时间下,利用多次采样平均技术得到的信号和噪声大小,并计算系统的信噪比和NETD。结果表明,多次(m次)采样平均对系统的信号值几乎无影响,但可以将系统噪声降低至原来的m^(-1/2)倍。因此,该方法可将系统的信噪比提高至原来的m^(1/2)倍,并能有效降低系统的NETD,提高系统灵敏度。该方法为改善长波红外高光谱成像系统成像效果提供了一种方案。

多路音频传感信号低功耗实时采集方法设计

由于多路音频存在信号混合噪声干扰,以单路无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)节点为基础的采集过程,淡化了不同路线上的噪声特征,以单一阈值为基础降噪,存在采集偏差大、丢包率高等问题,提出基于WSN节点的多路音频信号低功耗实时采集方法。利用五元麦克风声源定位模型,确定音频信号声源的方位、距离和角度等信息,引入传感器节点,引入静音区检测的多路降噪法,通过调整静音区幅度值为0达到对音频信号不同线路的降噪目的;通过计算合适的采样时间点和平均采样频率,实现多路音频信号低功耗采集。在对比实验测试中,所提方法取得的音频信号值最接近实际值,并且丢包率最高仅为2.5%,最高功耗仅为0.62 W,该方法有效提高了信号的准确性。

基于改进CNN-SVM的井下钻头磨损状态评估研究

现有钻头磨损评估方法中,存在人工特征提取过程可能无法完全提取正确分类所需的信号动态特征,及需要对各个统计量进行大量计算等问题。为此,提出了一种新的基于改进卷积神经网络支持向量机(CNN-SVM)的钻头磨损程度评估算法。该算法将采集的近钻头原始振动数据导入CNN-Softmax模型,通过训练好的CNN模型从近钻头数据中提取主要的特征参数,将提取的稀疏特征向量输入SVM并进行故障分类,利用遗传算法实现SVM参数的优化选择,最后应用t分布随机邻域法近邻嵌入,使其故障特征学习过程可视化,以评估其特征提取能力。采用该算法对钻头磨损的现场试验数据进行了分析。分析结果表明:基于改进CNN-SVM的井下钻头磨损状态评估算法准确率高达98.33%。所得结论可为实现钻头磨损状态的进一步监测提供理论支撑。

基于随机场的全息采样及三维显示

虽然真彩色实时全息显示技术在近几年已经取得了阶段性的发展,如何实现符合人眼视觉条件的理想三维显示是一项具有很有挑战性的工作.本文提出了基于随机场的局部平均采样理论,并借助光子波函数的四维傅里叶变换,搭建了以体像素和空间谱为基本抽样单位的三维空间信息的全息抽样框架,并进一步通过实例将这一新的数学模型成功应用于三维空间信息的离散采样、完整恢复与全息显示.最后借助商用4K平面显示器,结合小透镜阵列和全息功能屏,成功演示了人眼可分辨的典型完美全息三维场.

基于TMS320LF2407非对称采样五电平脉冲实现

通过有效利用TMS320LF2407型DSP的硬件资源,实现了SPWM的非对称规则采样,并通过采用载波相移调制策略得到五电平脉冲输出波形。对采用平均对称规则采样和非对称规则采样两种方法所得结果进行了实验对比。实验结果表明,在正弦波调制的情况下,非对称规则采样同样具有计算简单,便于在线实时运算的优点,该采样法所形成的阶梯波比平均对称规则采样更逼近正弦,调制效果更接近自然采样,能更有效地减少谐波含量。

GPS频域并行码捕获改进算法

针对基于FPGA平台的GPS L1信号的软件接收机捕获实时性差的问题,设计并实现了改进的GPS信号频域并行码相位捕获算法。首先分析了频域并行码相位捕获的理论模型,在此基础上采用平均采样方法对5 714点的数据进行下采样,平均采样后为1 024点,用Altera FFT IP核实现1 024点数据的FFT计算,实现算法的改进。利用ModelSim进行了仿真,仿真结果表明改进的算法降低了运算量,极大地提高了捕获速度,尽管平均采样造成了一定的C/A码相位误差,但不影响跟踪的结果,保证了捕获的正确性。

GPS信号并行捕获算法的FPGA实现

为了实现对GPS信号的快速捕获,通过分析和比较了几种现有算法,提出了基于平均采样的FFT并行捕获算法。为了避免平均采样跨越伪码的跳变沿而带来能量损失,采用了寻找伪码最大游程的方法,在最大游程里重新进行平均采样,使其多出一个码片的样点,通过仿真验证了该算法既避免了平均能量的损失,又便于硬件实现。为了便于硬件实现,设计了捕获算法的系统结构和各个子模块的FPGA结构;通过功能仿真,分析验证了算法的可行性。

基于GPS预捕获的算法研究及硬件实现

提出了一种优化的峰值检测算法,实现GPS快速捕获,可以快速高效地测量载波频率和CA码偏移量.将输入信号5714点数据平均采样为6个1024点数据样本,用6次FFT及IFFT完成一个频率的捕获,根据第一个样本数据预捕获的IFFT峰值决定是否进行后续5个序列的捕获,从而以较少的计算量完成载波频率和CA码偏移量的高精度捕获,满足实时性要求.

基于微扫描的焦平面阵列成像特性研究

在分析微扫描成像原理的基础上,利用固有奈奎斯特频率处的采样平均传递函数作为度量因子,定量表征了不同微扫描模式对焦平面成像系统成像质量的改进程度,得出微扫描模式与探测器占空比的最优对应关系;以一幅768×768的辐条图像作为原始目标,针对100%,50%两种占空比的探测器,采用像素处理方法,仿真了不同微扫描模式的成像过程,结果证明微扫描成像仿真效果与理论分析的一致性.

GPS快速捕获算法研究与仿真

传统的GPS接收机采用时域相关的方法无论是冷启动还是信号重捕获都需要较长的时间,在高动态及弱信号的环境下应用都不理想,国外在提高捕获速度和质量都取得了一定的成果。本文介绍了一种可缩减频率搜索范围并采用平均采样相关的捕获方法,详细解释了其原理和优势,该方法在Matlab软件中得到了验证。

高精度电容式MEMS加速度计系统设计

在传统Σ-Δ架构基础上,引入了低精度高速模/数转换器(ADC),将前置放大器输出的模拟电压信号转换为数字信号,有利于简化电容式微电子机械系统(MEMS)加速度计系统模拟接口电路设计。在嵌入ADC的MEMS加速度系统中,采用过采样平均数字算法对信号进行估计,有效降低系统对前置放大器噪声性能的需求,利于实现低功耗和高精度的设计目标。仿真结果表明:与未采用过采样平均技术相比,当前置放大器输出等效噪声大于1μV/Hz^(1/2)时,系统的信噪比(SNR)提高了约10 dB。

混合二进制偏移载波调制信号快捕算法设计

针对Galileo卫星导航系统的MBOC伪码扩频信号研究基于FPGA的硬件捕获算法设计问题,算法以FFT并行频域捕获为基础,并且采用了平均采样的抽取思想。先利用Matlab进行仿真验证,然后在FPGA实现了该算法,证明了算法的有效性。