密云水库流域降水径流非平稳特征识别及归因

为更准确揭示和认识变化环境下密云水库流域水文过程的非平稳特征,选取该流域1960—2019年降水和径流资料,采用多种时间序列分析方法综合诊断其趋势、突变点和周期等非平稳特征并进行成因分析。结果显示:该流域降水变化主要表现出较明显的随机特性,径流相比降水的下降趋势更显著,且在1979年发生了向下跳跃的强变异;相比气候变异影响,人类活动是密云水库流域径流减少的主导因素;1980—1998年流域水土保持措施与水利工程兴建对径流变化的贡献率为-111.40%,抵消了气候变异11.4%的增水效应;1999—2019年,塘坝建造和用地类型转变对径流变化的贡献率为-66.60%,同时叠加气候变异-33.40%的减水效应,导致近20年来该流域径流呈现显著减少的态势。研究结果可为密云水库安全运行、洪水调度以及流域水资源管理决策提供科学支撑。

聚乙烯燃气管道焊接过程平稳特征分析方法

聚乙烯燃气管道焊接过程的平稳性是影响其焊接质量的重要因素。以焊接过程压力监测数据为研究对象,通过几何特征分割监测序列实现降维,对各阶段进行曲线拟合,由拟合函数的导数信息构造稳态指数定量表征焊接过程工艺参数平稳性。同时,挖掘历史稳态数据确定阈值,实现了对各阶段焊接压力的平稳性评价与稳态判断。分析工艺过程平稳性特征,为焊接质量评价提供过程性质量依据。采用改进的基于正交距离特征点的数据分段方法将焊接压力监测时间序列划分为不同焊接阶段,然后提出基于分段叠加拟合的平稳性特征分析方法,利用一阶、二阶导数构造了稳态指数,定量表征各阶段的平稳性。利用热熔焊接压力数据进行实例分析,验证了文章提出的方法可以实现对焊接过程压力数据平稳性的定量特征。

认知无线电中基于循环平稳特征的频谱感知方法

提出一种基于信号频域循环平稳特征的频谱感知方法,该方法能够区分出授权和非授权信号的类型从而获取不同的频谱共享策略将授权信号及非授权信号分别建模成线性周期时变变换,对授权信号和非授权信号进行频域的循环平稳特征分析,给出2类信号呈现循环平稳特征的位置,并给出用于鉴别2类信号的检测方法,其中推导了复过程中近似协方差矩阵的计算。仿真结果验证了该方法能在低信噪比中有效地鉴别出授权及非授权2类信号。

一种主用户随机到达情况下改进的循环平稳特征检测算法

在认知无线电(CR)网络中,针对检测频段突然被主用户(PU)占用导致次用户频谱检测性能较差的情况。该文提出一种基于反馈叠加原理的改进循环平稳特征检测算法,该算法通过将检测周期后半部分采样点的瞬时采样值累加到检测周期前半部分采样点的瞬时采样值上,在不延长检测时间的基础上,提高了整个检测周期的判决统计值,从而提高了系统检测性能。并且从理论上详细分析了该算法的检测概率,虚警概率与吞吐量。仿真结果表明,该算法的检测性能优于传统循环平稳特征检测算法和传统能量检测算法,并且保证了不错的用户数据吞吐量。

结合循环平稳特征和自适应双门限检测的频谱感知算法

针对单门限能量检测算法存在虚警率高、循环平稳特征检测算法计算复杂等问题,为了降低无线信道平均捕获时间和信号检测算法复杂度,提出一种联合循环平稳特征的自适应双门限能量检测算法.该算法根据无线信道占用状态自适应调整双门限值搜索频谱信息,将无线麦克风信号接收后直接送入第1个积分电路,在双门限区域之外采用无线信号能量检测;当第1个比较器中能量累积输出低于检测下门限时,表明未检测到无线信号;当积分电路输出超过检测下门限时则启动第2个积分电路,当第2个比较器中能量累积超过检测上门限时启动第3个比较器,超过同步门限判断虚警状态;在双门限区域之间采用循环平稳特征检测快速、准确地捕获无线麦克风信号,并合理设置保护频带,让非授权用户充分利用保护频带之外的频谱资源.仿真结果表明,文中算法有效地提高了无线认知网络的无线信号检测概率和频谱感知精度.

近断层地震动的频谱周期参数和非平稳特征分析

分析地震动的频谱周期参数和频率非平稳特征,是地震危险性分析和结构抗震设计的重要内容。本文对近断层地震动记录按照不同的运动特征分组,进行了Hilbert-Huang变换分析。结合相关的定义得到了表征地震动频谱特性的7个周期参数,包括:Fourier幅值谱平均周期Tm、Hilbert边际谱平均周期Tmh、特征周期Tc、卓越周期等,并计算了地震动的Hilbert谱瞬时频率时程变异系数。计算结果表明,从整体上把握地震动频谱特性的三个周期参数Tm、Tmh和Tc适合于表征近断层地震动的频谱成份。近断层地震动的频率非平稳特征显著,Hilbert谱瞬时频率变异系数良好地反映了地震动的频率非平稳性质和程度。而且,考察了近断层地震动运动特征对地震动频谱周期参数和频率非平稳性的影响。

基于心电信号循环平稳特征的心脏性猝死识别研究

针对心脏性猝死疾病识别准确率不高的问题,提出了基于心电信号循环平稳特征的识别方法。利用小波变换对心电信号去噪,依据心电信号的循环平稳特性,采用循环谱估计的方法在循环频率域提取循环平稳特征,通过支持向量机对心脏性猝死进行识别。实验结果表明,循环频率均值最能反映心电信号的循环平稳特征,利用循环频率均值能够对心脏性猝死疾病进行有效识别,猝死心电信号的识别准确率最高可达97.50%。

基于OFDM频域内插导频的循环平稳特征频谱感知方法研究

本文研究了基于循环平稳特征的OFDM系统频谱感知算法,提出了一种基于内插导频的循环平稳特征感知算法,并在不同信道条件下对其进行了仿真分析,结果表明该算法不依赖于循环前缀的长度且在低信噪比衰落信道条件下具有良好的检测性能,衰落信道下非相关合并造成的性能损失可以通过适当的延长感知时间得到补偿。此外,对于一个实际的OFDM系统,该算法在导频相位伪随机变化时更具实用性。

非高斯噪声下多循环平稳特征频谱检测

研究非高斯噪声下基于循环平稳特征的主用户检测问题。结合主用户信号的多循环平稳特征,通过求和准则和最大准则对多个循环频率的谱相关函数进行整合,提高检测结果的可信度。在等权求和准则的基础上,利用不同循环频率处不同程度的循环平稳特征,提出一种基于谱相关函数的加权求和准则。仿真结果表明,多循环频率合作可以提高检测效率,并且加权求和准则的检测性能优于等权求和准则。

地震波动强度非平稳特征提取数学建模分析

地震对人类生活安全有很大的威胁,对建筑结构有明显的影响,研究地震波动强度非平稳特征可为地震的预防提供参考。研究地震波动强度非平稳特征提取模型,分别设定确定性参数和随机参数的取值。对地震波动强度非平稳特性进行傅里叶分析,根据分析结果选取数学模型,并对模型参数进行设定;将记录的地震波动强度所对应的数振幅谱进行分解,拆分成一组不同尺度的分量,并对其重组创建连续分量,提取地震波振幅谱;利用地震波的振幅谱和相位谱之间的关系对地震波动强度非平稳特征进行提取。经过仿真实验证明,本方法提取地震波动强度非平稳特征的准确度更高,对分析高分辨率地震资料具有重要意义。

基于循环平稳特征检测的认知无线电

本文在简介认知无线电基本理论的基础上,研究了基于循环平稳特征检测的算法。然后利用MATLAB对检测方案的AM信号进行具体的建模仿真,通过分析证实了循环平稳特征检测法则可以可以完全摆脱背景噪声的影响,在信噪比较低的情况下也能够具有很好的检测性能。

天然地震波强度及频率非平稳特征的影响因素

天然地震波或人工地震波是抗震设计的地震动输入,其强度及频率非平稳特征对于提升抗震设计结果合理性具有重要意义。利用相位差谱和三角级数公式推导了相位导数的计算公式,并将其带回三角级数,分析强度及频率非平稳特征的影响因素。研究发现,天然地震波强度及频率非平稳特征的影响因素包含三个,分别是相位导数的频率分布特征,幅值谱的变化规律,相位导数与幅值谱之间的频率对应关系。计算实例表明,相位导数的频率分布特征与加速度时程包线形状相符,而相位导数与幅值谱之间的频率对应关系同样具有规律,例如,强震段范围内的大幅值分布集中,而起始段和尾部段的小幅值分布集中。

基于能量和循环平稳特征检测的CMMB主用户信号感知技术研究

认知无线电是提高频谱利用率的有效手段。CMMB是我国自主知识产权的一种移动多媒体广播制式,当CMMB主用户不在线时,次用户可以使用该频段进行通信。文章研究了基于能量的和循环平稳特征检测的CMMB主用户信号频谱感知技术。仿真结果表明:所提ED-CFD算法检测概率较ED算法有较大提高,尤其是低信噪比条件下,同时也较CFD算法大大降低了计算量。

基于特征值矩阵的循环平稳检测算法

分析循环平稳检测算法,发现循环自相关函数向量在循环统计量计算过程中,信号之间的相关信息未得到充分利用,信息有一定的损失.提出基于特征值矩阵的统计量计算方法,用自相向量的协方差矩阵的特征值矩阵替代协方差矩阵.该方法使循环自相关函数中的信息得到充分利用,计算复杂度降低.仿真结果表明,该算法的检测性能在较低信噪比下优于经典的循环平稳检测算法的检测性能.

一种基于信号循环平稳特征的抵御恶意模仿主用户攻击协作频谱检测算法

现有的抵御恶意模仿主用户攻击(PUEA)算法大多基于能量检测,有着应用环境特殊,易被模仿等缺点.针对上述情况,本文提出了一种基于信号循环平稳特征的抵御PUEA协作频谱检测算法,该算法通过对次用户的本地判决结果进行统计分析,并与不含恶意用户情况下的理论统计特性作比较,来识别系统是否受到恶意用户攻击.仿真结果表明,该算法在保证良好的频谱检测性能的同时可以有效抵御PUEA,是一种简单有效的抵御策略.

顾及空间非平稳特征的遥感干旱监测

遥感技术具备实时快速、时空连续、广覆盖尺度等独特优势,在全球气候恶化大背景下,利用遥感干旱监测方法相比于传统地面监测手段,能够提供实时、准确、稳定的旱情信息,辅助科学决策。目前常用遥感旱情监测方法大多依赖全域性数学模型建模,假定了旱情模式的空间平稳特性,因而难以准确反映旱情模式的局部差异特征。本文提出利用地理加权回归模型GWR (Geographically Weighted Regression),考虑旱情模式的空间非平稳特性,综合多种遥感地面旱情监测指数,以实现传统全域旱情监测模型的局部优化。以美国大陆为研究区,监测2002年-2011年共10年的旱情状态。研究表明,GWR模型能够提供空间变化的局部最佳估计模型参数,监测结果更加吻合标准美国旱情监测USDM (U.S Drought Monitor)验证数据,且与地面实测值的最高相关系数R达到0.8552,均方根误差RMSE达到0.972,显著优于其他遥感旱情监测模型。GWR模型具备空间非平稳探测优势,实现了旱情模式的局部精细探测,能够显著提升遥感旱情监测精度,具备较好的应用前景。

顾及平稳特征的PM2.5浓度时空趋势拟合研究

针对PM2.5浓度估算中全局平稳因素和局部非平稳因素同时存在的问题,该文以京津冀地区2015年1月—7月的PM2.5浓度为研究对象,人口密度、GDP、AOD、温度、相对湿度、风速和大气压强为影响因子,利用混合时空地理加权回归模型对PM2.5浓度进行估算。结果显示,考虑全局平稳特征时能有效地提升PM2.5浓度估算的精度,PM2.5浓度与风速、温度呈负相关关系,京津冀地区PM2.5浓度呈北低南高的趋势。

基于循环平稳特征的频谱感知算法概述

传统的静态频谱资源分配分配政策导致频谱利用率低下,为解决这一问题,人们提出利用认知无线电技术实现动态频谱接入。频谱感知是认知无线电的关键技术,循环平稳特征检测算法是3种常见频谱检测算法之一,但是该算法存在各种不足。首先简要介绍认知无线电的背景和概念,然后详细介绍了循环平稳特征检测算法,以及目前提出的各种基于循环平稳特征检测的增强算法,分析了各自的原理及其优缺点。

近场信道建模与分析

超大规模天线阵列在近期取得了快速发展并有望在未来无线通信,尤其是在中频和毫米波频段取得广泛应用。随着天线孔径的提升,近场效应变得更为明显和突出,因此传统远场平面波假设不再适用。为更准确地对近场通信进行性能评估,建立准确反映近场信道特性的信道模型尤为关键,基于电磁理论和物理光学,建立了一般散射体的散射模型。通过对近场散射体散射特性的研究,分析了非视距(Non-Line of Sight,NLoS)径信道状态的变化特点以及近场场景中的空间非平稳(Spatial Non-Stationary,SNS)特征。基于大规模收发天线阵元间空间一致性特性,结合散射体散射特性,设计了基于空间一致性的近场信道参数生成方法,并提出一种衰减因子计算方法,用以表征空间非平稳特性。在3GPP标准信道建模流程基础上,设计了一种适用于近场电磁波传播的信道模型。提出的信道模型同时建模了球面波和空间非平稳特性对近场通信的影响,可准确评估近场通信性能,为近场码本设计、波束成型等技术的发展打下基础。

循环平稳特性检测频域设计及信噪比估计研究

针对现有的循环平稳特征检测时域设计法计算周期较长、系统比较复杂且实时性不高等不足,根据离散傅里叶变换的特性提出了一种循环平稳特征检测频域设计方法。此方法检测性能和时域设计方法相当,但却有效地降低了计算量,提高了系统的实时性,还能够节省存储单元。同时分别在能量检测和循环平稳特性检测中利用多次独立检测所得的方差与信噪比之间的近似线性关系,通过最小二乘法对所得数据进行分析,对未知信噪比进行了有效的估计,从而可以根据信噪比选择合适的信号检测方法。