基于空间谱的多天线盲频谱感知算法

现有的频谱感知算法主要在时间、频率以及地理空间维度进行检测,对角度维的利用尚不成熟。将多天线技术中的到达角(AOA,angle of arrival)估计算法应用到频谱感知领域,提出了2种基于空间谱的盲频谱感知算法,分别为最大—最小延迟相加谱值比检测和平均—最小延迟相加谱值比检测。利用空域匹配滤波的优势,新算法在低信噪比下得到了较高的检测概率,同时为角度维的频谱接入提供了AOA信息,从而提高了频谱利用率。此外,运用随机矩阵理论,推导了检测阈值和检测概率的理论值。仿真结果表明,在Nakagami-m信道下,提出的算法具有比现有盲感知算法更优的检测性能。

利用拟合优度检验的NPLSC-DSSS信号伪码盲估计

针对非周期短码扩频长码加扰直扩(NPLSC-DSSS)信号的伪码估计问题,该文首先给出了m序列三阶相关函数(TCF)共同峰理论和NPLSC-DSSS信号TCF估计量的概率函数。其次,利用TCF峰的共轭系特性构建了TCF峰值序列,提出了TCF共同峰检测的二元假设模型和利用拟合优度检验的TCF共同峰精检测算法。同时,为提高伪码估计性能,该文利用正反向TCF三阶相关峰性质和共轭系TCF峰值点累加和递增性质排除大量伪峰。最后通过矩阵斜消法实现长短伪码的盲估计。仿真结果表明,该文方法在低信噪比条件下能够有效估计NPLSC-DSSS信号的伪随机码。

基于双特征值极限分布的合作频谱感知算法

以最大最小特征值之差作为检测统计量,从提高算法判决门限估计精度出发,利用双特征值极限分布,用双特征值估计判决门限,提出了基于双特征值极限分布的频谱感知算法。相比于单特征值门限方法,理论上证明了用双特征值极限分布估计的门限小于或等于用单特征值极限分布估计的门限,提高了算法检测性能。仿真结果表明,该算法不受噪声不确定性影响,不需要主用户信息,并且在低虚警概率、采样次数相对少的情况下,检测性能优于最大最小特征值之差频谱感知算法。

复杂噪声背景下谐波信号频率估计新方法

利用待测谐波信号的周期性及混沌信号能量集中在低频部分的特性,提出一种将倍频法、小波包分解与互谱分析相结合的强混沌噪声背景下谐波频率估计新方法。首先,利用谐波信号的周期性,将采样数据等距取值构造谐波信号倍频的新数据序列,且倍频谐波偏离混沌能量中心频段;其次,利用小波包分析法对新数据进行多层分解,使倍频谐波信号与混沌噪声主能量分离;最后,对谐波信号能量集中的分量进行互谱功率谱分析,估计谐波频率。该方法适用于强混沌信号与强观测噪声共存背景下的周期小信号频率估计。仿真实验结果表明:该方法十分有效,且计算量小。

利用统计处理方法提高动态光谱的检测精度

近红外光谱法成分检测因其检测方法的优越性,已成为生物医学领域的研究热点。目前国内外相关研究虽然广泛,可是还没有进入实际临床应用的报道。关键是现有检测方法中存在着个体差异,测量条件的影响,使光谱检测精度达不到要求,因此提高检测精度是血液成分无创检测得以实现的关键。文章在最近提出的一种新的近红外血液成分检测方法-动态光谱法的基础上,利用传统的统计处理方法,通过剔除含有粗大误差的奇异点和多次测量统计平均来提高动态光谱检测精度。实验结果表明含粗大误差的奇异点剔除和多次测量统计平均能够提高动态光谱的检测精度。

双谱估计在地震前兆数字化资料分析中的应用

仿真信号的试验结果表明,基于双谱的时延估计方法对高斯噪声具有屏蔽能力,能更好地压制噪声,并准确估计信号的时间延迟;基于双谱功率谱重构要比直接用FFT变换方法估计功率谱具有更高的精度和性能;初步研究结果表明,对于正常背景下的前兆观测记录基于双谱的特征参数分布具有较好的一致性,在异常背景下则表现出明显的离散性,显现出双谱估计具有良好的异常信息识别能力。

非周期长码直扩信号的伪随机码盲估计

研究了m序列三阶相关函数特性,证明了不同周期m序列三阶相关函数存在共同峰,推导得到共同峰的特性以及共同峰坐标与m序列本原多项式之间对应关系,基于上述理论提出了非合作通信下的非周期长码直扩信号伪随机码估计方法。加性高斯白噪声下的仿真结果表明,本方法仅需1/4倍长码周期长度信号和4 d B信噪比,估计非周期长码直扩信号的扩频码和长扰码的正确概率就可达到99%以上。

两种电网谐波分频检测方法的对比

为分析不同电网谐波检测方法的特点,介绍了基于瞬时无功功率的谐波分频检测法和基于最小二乘法的谱估计谐波分频检测法,仿真分析、比较两种方法的结果表明前者能够瞬时检测到谐波分量,实时性很好,但检测结果包括的幅值和相位信息不能分离开来;而后者可离线计算特定次谐波,实时性较强,算法也较简单,不但能算出谐波幅值,还能求出其相位,且和采样起始时刻没有关系,但是此方法要求采样严格的与基波过零同步。

基于一维噪声子空间的空间谱估计算法

针对ＭＵＳＩＣ算法在实际情况下，由于Ｒ的信号特征值发生所谓的＂能量泄漏＂而引起的性能下降，提出了一种新算法。算法的基本思想是，无论入射信号数为多少，始终认定只有阵列相关矩阵Ｒ的最小特征值λｍ才是噪声特征值；其对应的Ｒ的特征向量才是真正的噪声特征向量，并且构成一维噪声子空间。算法在减小运算量的同时，提高了在信号特征值能量发生泄漏的情况下对到达角估计的精度和分辨力。算法的思想同样适用于空间平滑等各种抗相干源算法。

地质统计学与分形理论的某些结合应用

概述了早期的结合应用有分维的计算、地质曲面模拟;近期的有空间估值、储层非均质性模拟、构造人工中间测线、分形谱及其参数等方面的结合应用。

基于估计协方差MME检测的频谱感知算法

针对小采样数据长度下,采样协方差矩阵对统计协方差矩阵估计不准,影响传统最大最小特征值(MME)检测算法检测性能的问题,提出一种基于逼近收缩(OAS)矩阵估计的改进MME检测算法。首先利用OAS估计量对采样数据做协方差矩阵估计,再对估计协方差矩阵特征值分解,将最大最小特征值之比作为检测统计量,克服了传统MME算法检测门限随采样点大幅波动的缺陷,提高了检测门限的鲁棒性。仿真结果表明,所提算法的检测门限具有鲁棒性,检测性能提高了1 d B^2 d B。

非周期扩频CDMA系统中时空信道的盲估计

时空信道可以用矢量信道冲激响应 (VCIR)来描述 ,正确估计VCIR是智能天线系统实现的关键技术 .本文从多用户解相关的思想出发 ,利用子空间技术实现了非周期扩频的CDMA系统时空信道的盲估计 ,所给出的时空信道估计方法具有抗远近效应的能力 .计算机仿真实验表明 。

DSSS-MIMO结构的标签延迟发射分集方法

针对频率选择性衰落多输入多输出(Multiple InputMultiple Output,MIMO)结构,提出在各发射天线通道引入直接序列扩频(Direct SequenceSpread Spectrum,DSSS)操作以便实现信道的矢量化,然后提出了一种标签延迟发射分集方法和相应的实现频率选择性衰落无线信道估计的盲方法.仿真结果表明了上述标签延迟发射分集方法的有效性及其信道盲估计方法的性能.

一种基于波束域最大非冗余矩阵的四阶高分辨DOA估计算法

在非白噪声背景下,基于二阶统计量的高分辨方法性能较差。基于四阶累积量的高分辨方法能较好地抑制空间高斯噪声,但其运算量较大。文献[9]提出了一种基于四阶累积量的波束域MUSIC方法,降低了运算量,但其四阶累积量矩阵仍存在较多的冗余元素。为了进一步降低运算量,提出了一种波束域最大非冗余四阶累积量矩阵。仿真分析和实验结果表明,与波束域四阶累积量MUSIC方法相比,论文所提方法在保证估计性能的同时减小了运算量。

基于在线监测系统的桥式起重机主梁疲劳寿命估算

以某库房32 t×16.5 m桥式起重机为研究对象,提出了一种基于在线监测系统获取全程应力谱的新方法。在此基础上,结合材料的P-S-N曲线,考虑疲劳极限的模糊性,利用模糊累积损伤理论对主梁进行了疲劳寿命估算。结果表明:该桥式起重机主梁的剩余疲劳寿命为38.8年,为起重机的长期安全使用和后期维修提供可靠依据。

飞行仿真转台无模型复合控制器设计

针对飞行仿真转台的宽频带要求,提出了一种无模型复合控制器设计方法.该方法以定量反馈理论为基础,结合前馈控制以兼顾仿真转台对幅频和相频特性的苛刻要求.在设计过程中,运用功率谱估计方法获取仿真转台的不确定性范围.同时将仿真转台对幅频特性要求转化为定量反馈理论的跟踪性能边界,对相频特性要求用前馈控制器加以补偿,以实现对仿真转台幅值和相位指标综合控制.仿真结果表明,该方法能够满足仿真转台性能指标要求.且此方法具有无需参数化建模,设计过程直观的特点.

基于随机矩阵的新型频谱盲感知方法

针对传统频谱感知算法需要预先估计噪声方差且当存在噪声不确定度时,检测性能降低的特点,提出一种基于随机矩阵的改进型频谱盲感知算法(M-CMME)。该算法通过分析协方差矩阵最大特征值极限分布特性,分析并利用采样协方差矩阵特征值与信号平均能量的关系,推导设定虚警概率条件下判决门限的闭式表达式。该算法不需要预先知道授权用户信号的先验知识,且能够有效克服噪声不确定度的影响。仿真结果显示,当噪声方差估计存在偏差的情况下,该算法具有较强的鲁棒性,且在较少采样点、低信噪比、较少阵元数情况下能够获得比CMME更优的检测性能。

基于深海海底反射区匹配到达结构的声源深度估计方法

针对近海面水平阵在深海海底反射区估计声源深度的难题,本文基于虚源理论推导了海底反射区的声波到达结构,解释了到达结构与声源-接收器深度之间的正弦调制关系。定义了匹配到达结构的非相干模糊度面,提出了基于匹配到达结构的声源深度估计方法,该方法与传统匹配场方法相比,无需考虑环境参数引起的失配问题,仿真分析验证了此方法实现深度估计与深度辨识的可行性。通过仿真分析发现:输入信噪比越低,深度估计所需的基阵孔径越大;当处理带宽过小时,深度估计模糊度面受到海面处旁瓣的干扰严重,难以准确估计真实的声源深度;基于水平阵估计深海海底反射区声源深度的匹配到达结构方法的适用距离为6倍海深。

雷暴风作用下流线型箱梁抖振力空间相关性时变特性试验

为了研究雷暴风作用下流线型箱梁断面抖振力空间相关性的时变特性,通过多风扇主动控制风洞开展雷暴风物理模拟和刚性节段模型测压试验。基于Priestley经典谱估计理论分析了非平稳脉动风和抖振力的时变相干函数,在此基础上,借鉴Jakobson研究成果提出了时变相干函数模型。最后,深入研究了紊流积分尺度时变特性对于抖振力空间相关性的影响,通过引入紊流三维效应因子的概念,揭示了雷暴风作用下流线型箱梁紊流三维效应的时变特征和作用机理。结果表明:雷暴风的时变积分尺度是影响流线型箱梁断面抖振力空间相关性时变特征的控制因素,由于该参数的引入,时变相干函数模型能够较好地描述非平稳抖振力的时变相关性;同时,当雷暴风在时变风速快速突变时,抖振升力的紊流三维效应时变特征明显,其变化趋势与积分尺度的时变规律相反,且存在一定的迟滞现象,其原因可能为风速突变产生的漩涡瞬态畸变效应导致。

基于“M+N”理论的近红外光谱血氧饱和度无创测量方法

"M+N"理论是针对光谱分析提出的用于提高预测精度的一种理论方法。将被测量、M种非测量组分和N种外界干扰一同归于整个测量系统中,系统全面地考虑"M"因素和"N"因素对测量精度的影响。建立基于"M+N"理论的血氧饱和度人体试验系统,采用动态光谱法消除个体差异及不同测量部位("N"因素中的系统误差)对预测精度的影响;利用差值提取法消除运动伪差("M"因素中的随机误差),获得了62组有效样本数据。采取偏最小二乘法建模预测,预测值与真值的相关系数为0.796 8,相对误差为±0.026 6;而目前临床上普遍采用的血氧监护仪与真值的相关系数为0.595 7,相对误差为±0.076 0。表明基于"M+N"理论的近红外血氧饱和度无创测量方法其预测精度明显优于血氧监护仪。