生物阻抗谱多频激励信号设计方法研究

目的:设计一种人体生物阻抗谱多频同步激励信号,解决传统多频正弦信号波峰因数高、激励能量低、测量精度低等问题。方法:基于生物阻抗谱测量原理与激励信号设计原则,设计离散二值多频激励信号代替传统多频正弦信号。结合人体生物阻抗频响特性,研究信号幅频参数设计方法,并设计基于双边函数的频率点分布和高频段激励信号幅值补偿方案。利用MATLAB软件对信号频谱特性、激励能量、波峰因数、信噪比进行计算分析,并仿真测试在不同测量条件下信号的测量误差与信噪比。最后搭建测试平台,使用Cole模型进行实测分析,并与多频正弦信号测试结果进行对比。结果:该激励信号频谱特征符合预期设计,波峰因数为1.25,主谐波功率占比达到63.71%,激励能量约为多频正弦信号的2倍。仿真测试中,该激励信号在-55^-15 dB噪声环境下,平均测量误差最大不超过4.89%,在不同采样精度条件下信噪比均高于多频正弦信号约10 dB。Cole模型实测中,该激励信号测量阻抗模值误差最大不超过1.09%,相位误差最大不超过0.46°,拟合后Cole模型参数平均误差仅为6.12%,均低于多频正弦信号测量结果。结论:相较于传统多频正弦信号,该激励信号更加适用于人体生物阻抗谱多频同步测量。

电阻抗系统中同时多频激励信号的实现

为实现在同一时间内对生物体不同组织、器官阻抗的测量,提出一种基于Hadamard序的离散Walsh函数实现同时多频激励信号的方法;利用Hadamard矩阵函数生成离散Hadamard序的Walsh函数,根据Walsh函数不同序之间的转换关系,合成多频激励信号f(K,t)的离散序列,并在CycloneII EP2C35F672C6 FPGA上实现周期f(7,t)输出;实验结果表明,该合成方法具有开发时间短、编程量小和通用性好的优势,便于用FPGA生成具有不同谐波个数的同时多频激励信号。

基于功率谱离散余弦变换的BPSK信号参数估值

该文针对低信噪比环境下二相编码(BPSK)信号参数估值问题,提出一种基于功率谱离散余弦变换(DCT)的BPSK信号参数估值方法。该方法利用DCT的能量集中特性,通过对提取到的BPSK信号功率谱进行离散余弦变换(DCT)和阈值处理可以得到BPSK信号的码长估计。再进行逆离散余弦变换,可以进一步实现对BPSK信号功率谱的降噪处理,消除噪声对估值的影响,进而利用功率谱特征实现对载频和子脉冲宽度的准确估计。实验表明,该方法在低信噪比环境下,可以准确地识别出BPSK信号的码长和对BPSK信号载频和子脉冲宽度的精确估计,并在信噪比SNR=-5 dB时,较对比方法载频和子脉冲宽度的估值准确率分别提高了22.1%和28.3%。

四维信号星座图改进及相应OFDM系统模型设计

针对当前三维OFDM系统存在的频谱效率较低问题,提出了一种具有规则分布的四维信号星座图改进设计方法,并建立了相应的OFDM系统模型.在所提出的四维OFDM系统中,输入的比特信息通过设计的四维信号星座图映射到OFDM信号的子载波,再利用二维离散傅里叶反变换把OFDM信号从频域调制到时域.所设计的8点和16点四维星座图信号点分布弥补了以往高维星座图信号点无规则的缺陷,具有进一步降低误码率的潜能.通过对提出系统在AWGN和频率选择性衰落信道环境下的性能仿真验证,所提出的基于四维8点和16点OFDM系统比传统三维OFDM具有更优的误码率性能,且系统的频谱效率提高了三分之一.

基于蓝牙技术的信号无线传输及遥测技术的实现方法

介绍了采用蓝牙射频技术的I.C的主要技术特点和性能,并给出了利用NRF401进行基于通信协议和实时信号的无线传输用户系统的设计方法.

阵列调制随机共振在微弱信号特征提取方面的应用

论述了阵列调制随机共振方法在强噪声背景下多频微弱信号特征提取中的工作原理和实现步骤;采用预先设定系统参数的多个并联非耦合随机共振单元形成阵列,将被测强噪声背景下的多频微弱信号分别与不同频率的载波进行调制,生成多个差频均为0.01Hz的信号作为各对应随机共振单元的激励信号,采用龙格-库塔算法求取各单元输出并进行频谱分析,根据0.01Hz处的信噪比判断在微弱信号中是否存在载波频率与差频值之和大小的频率分量,最后综合各个随机共振单元的检测结果生成微弱信号的频率特征向量;仿真结果表明,阵列调制随机共振在微弱信号特征提取方面效果明显,具有很好的应用前景。

解析解混沌雷达系统的多目标测距

针对传统混沌雷达对多目标测距困难的问题,提出了一种建立在解析解系统上的混沌雷达多目标测距方法。该方法使用解析解混沌系统中的连续信号作为雷达发射信号,并把解析解混沌系统中的二值离散序列经移位寄存器保存在雷达接收端,通过保存的二值离散序列能够准确重构雷达发射信号模板。使用该模板和回波信号进行匹配滤波,通过匹配滤波输出信号的峰值得到待测目标的距离。该方法能够在-10 d B信噪比条件下实现多目标测距,且雷达接收端因为只需保存二值离散信号所以需要的存储空间小,实现过程成本低廉。仿真实验验证了提出方法的有效性。