基于RS-GBSM M2M信道模型的Wigner-Ville功率谱仿真与分析

为了充分研究通信系统中收发两端移动性对信道时变功率谱的影响,本文对RS-GBSM M2M信道模型的时变功率谱进行了仿真分析。由于Wigner-Ville谱的性能在时变功率谱当中相对较优,故仿真结果主要围绕RS-GBSMM2M信道模型的Wigner-Ville谱而展开。本文充分研究并仿真了RS-GBSMM2M信道模型,并对其Wigner-Ville谱进行了分析。首先作出了收发两端移动速度和移动方位角不同变化情况下,RS-GBSM M2M信道模型的自相关函数图像,然后利用傅里叶变换作出了在这些不同的变化情况下,RS-GBSMM2M信道模型的Wigner-Ville谱密度图像,并针对这些变化情况进行了对比分析,得出了当收发两端散射体的俯仰角和方位角均服从均匀分布时,信道模型的Wigner-Ville谱密度图像的带宽只与移动速度有关而与移动方位角无关的结论。最后将Wigner-Ville谱与传统傅里叶功率谱进行了对比,得出了相较于传统傅里叶功率谱,Wigner-Ville谱的性能更优的结论。

平滑Wigner-Ville谱分解技术在储层预测中的应用

通过Wigner-Ville分布和平滑Wigner-Ville分布的模拟信号对比,表明平滑Wigner-Ville分布可以自适应的调节窗口长度,成为一种有效地消除交叉项的方法。为有效提取低频信息进行储层预测,我们利用基于平滑Wigner-Ville的谱分解技术预测油气,针对含油气储层引起地震波高频能量衰减和低频能量增强的特点,将平滑Wigner-Ville分布应用到某工区进行叠后资料处理,通过谱分解不同频率的切片响应,得到目的层段上的低频异常现象,表明基于高分辨率平滑Wigner-Ville分布的地震谱分解技术能够更好地表征目的层的油气分布情况。

基于Wigner-Hough变换的栓接电缆接头松动故障检测

检测供配电线路栓接电缆接头松动故障对于预防电气火灾具有重要意义。为此,提出一种基于WignerHough变换(WHT)的松动故障检测方法。利用Wigner-Ville分布对接触电流进行变换,使其具有时频联合特征。通过Hough变换提取时频分布中的特征信息,并求取变换峰值及峰值变化率区间长度。根据不同实验条件下WHT峰值存在明显差异的特点识别松动故障,同时利用峰值变化率区间长度表征松动程度。实验结果表明,该方法能够有效检测配电线路电缆接头松动故障。

平滑伪Wigner-Ville分布在电力系统谐波和电压变动检测中的应用

在分析比较了现有用于短时电能质量扰动信号检测的方法的基础上,提出使用平滑伪W igner-V ille分布(SPWVD)对电能质量信号进行检测和时频分析的新方法。平滑伪W igner-V ille(SPWVD)分布是一种优良的时频分析方法,能够在时域频域上对平稳谐波信号及非平稳信号进行联合时频分析。仿真表明,该方法能够较有效地检测出突变、非平稳扰动的短时电压波动,谐波和间谐波等电能质量信号的起止时间、频率信息。

基于分数阶Wigner-Ville分布的地震信号谱分解

本文将经典Wigner-Ville分布(WVD)拓展到分数阶Wigner-Ville分布(FrWVD),并将其引入到复杂地震信号的时频分析和谱分解中。利用分数阶傅里叶变换的旋转特性和广义时频带宽积理论可以获得比经典WVD更高的时频分辨率,提出的最优分数阶伪WVD能更好地解决交叉项抑制问题。理论信号仿真及实际地震资料的处理结果验证了该方法的有效性。同时,分数域频谱成像的引入为油气储层流体识别提供了一条新的途径。

采用STFT-Wigner变换抑制Wigner-Ville分布交叉项

对于多分量非平稳信号分析,维格纳时频分布Wigner-Ville(WVD)存在严重的交叉项干扰。而GWT避免了Wigner-Ville分布的交叉项干扰而且具有良好的时频聚集性。但由于Gabor变换的时频聚集性不佳,当多分量信号进行Gabor变换时如果信号中各分量频率混叠,Gabor Wigner transform(GWT)就不能得到理想的结果。提出一种改进的STFT-Wigner算法,可以有效的抑制交叉项,并保持较高的时频聚集性。通过分析仿真信号和实测振动信号表明该方法能够取得良好的效果。

基于EMD-Wigner-Ville的内燃机振动时频分析

在分析多分量信号时,WVD交叉项的出现极大干扰了对信号的时频分析,针对现有WVD交叉项抑制方法存在聚集性与交叉项成分抑制相互矛盾的问题,提出了一种基于经验模态分解(EMD)的WVD交叉项抑制方法。该方法首先利用EMD分解方法,将信号分解成相互独立的一系列具有不同特征时间尺度的固有模态函数(IMF),然后运用相关系数法对经验模式分解伪分量进行剔除,再对每个IMF进行Wigner-Ville分析,最后把各个IMF的Wigner-Ville分析结果线性叠加重构原始信号的时频分布。仿真实验结果表明,该方法既能有效抑制时频分布的交叉项,又保证了Wigner-Ville分布的时频聚集性。将EMD-Wigner-Ville应用在内燃机振动时频分析中,两个实例有效地揭示出了内燃机振动信号的特征信息,克服了HHT时频分布、Wigner-Ville时频分布在分析内燃机振动信号时的缺陷,是一种有效的时频分析方法。

基于Wigner-Hough变换的径向加速度估计

雷达-目标径向加速度是表征雷达和目标相对运动关系重要特征,可用于机动目标跟踪、目标识别等,因此研究直接从雷达回波估计径向加速度很有必要.本文给出了基于Wigner-Hough变换的径向加速度估计算法和算法实现流程,并分析了接收回波信号时长对加速度最小可分辨单元的影响,最后进行了仿真试验,仿真结果证实了该算法的有效性.

基于Wigner-Hough变换的LFM信号检测性能分析

根据Wigner-Hough变换思想和广义似然比检验理论,分析了双门限情况下线性调频信号的检测性能,给出了虚警概率和检测概率的数学表达式,该表达式是Hough变换的积累单元数和检测门限的函数,然后对概率密度函数进行了合理近似,并给出了Hough变换的积累单元数计算公式,最后的计算机仿真比较了傅立叶变换和Wigner-Hough变换的LFM(Linear Frequency Modulated)信号检测性能和基于Wigner-Hough变换的不同目标起伏类型的LFM信号检测性能.

基于改进Wigner-Hough变换的多分量LFM信号特征提取

为了解决Wigner-Hough变换对多分量线性调频(LFM)信号特征提取受噪声困扰的问题,提出采用数字图像处理中改进的Sobel算子对含噪声信号的WVD时频图进行边缘特征检测,利用Hough变换对信号特征进行提取.通过对WHT,SPWD-Hough变换以及改进WHT 3种方法进行计算机仿真比较结果表明,改进的WHT对多分量LFM信号的特征提取效果最好.

基于联合Wigner-Ville分布—随机Hough变换改进算法的线性调频信号参数快速估计

为了解决传统Hough变换(HT)庞大的计算量和存储量的问题,提高对线性调频(LFM)信号参数估计的实时性和准确性,根据Wigner-Ville分布(WVD),得到含噪单分量LFM信号的时频特性,利用最大值法进一步估计出瞬时频率;截取一段频率估计值,利用随机Hough变换(RHT)实现LFM信号的参数估计。仿真分析表明,与传统WVD-HT相比,该算法的运算量明显减少,约为WVD-Hough的1/3,并且参数估计精度高于WVD-Hough算法,具有较强的实用性。

基于Wigner-Hough变换和中值滤波的加速度估计

当雷达发射脉冲个数比较少、噪声方差比较大时,单独使用Wigner-Hough变换(WHT)估计目标径向加速度时会有较大的误差,针对这一问题提出一种Wigner-Hough变换和中值滤波相结合的估计加速度方法,首先研究了相参脉冲回波信号Wigner-Ville分布(WVD)特点,讨论了谱峰位置与瞬时频率的关系,然后采用Hough变换和中值滤波方法对Wigner-Ville分布(WVD)峰值信息进行处理来提取信号的调频率,最后根据加速度估计公式估计出目标加速度,最后进行了仿真验证,在不同积累脉冲个数和信噪比条件下证明了该算法的有效性。

基于小波和Wigner-Ville分布的轨道不平顺特征识别

利用小波变换的多分辨特性,对轨道不平顺局部检测数据进行一维小波变换多尺度分解,然后对各尺度下重构信号进行幅值谱分析,以发现在轨道不平顺中存在的特征不利波长;同时,基于小波分解后的各层重构信号能有效放大不平顺特征和缩小频段范围,利用Wigner-Ville分布对信号能量的时频聚集性,对各层重构信号进行Wigner-Ville时频分析能很好地提取各波长不平顺大小沿线路里程的分布情况;通过相干分析发现引起车体激扰的不利波长,然后用小波方法提取不利波长所在的特征频段,最后通过互Wigner-Ville分布表征相干不利波长不平顺的时频分布情况。结果表明:结合小波分析理论和Wigner-Ville分布能十分有效地从时频域角度分析轨道不平顺,是一条保证铁路安全运营、提高养护维修质量的良好技术途径。

基于互Wigner-Ville分布的SAR运动目标检测

本文针对机载合成孔径雷达 (SAR)运动目标回波信号的特点 ,提出了基于互Wigner Ville分布 (XWVD)的机载SAR运动目标检测方法 ,分析了它在单目标和多目标情况下的检测性能 .实验证明 ,该方法可以在较低的信噪比下实现目标的检测 ,其性能大大优于常用的Wigner Ville分布方法 .为了抑制多个目标之间交叉项的影响 ,本文还提出了一种基于逐次消去思想的互Wigner Ville分布检测方法 ,它可以解决强度相差较大的多目标检测问题 .

基于Wigner-Hough变换的卫星导航接收机扫频干扰信号检测

抗干扰技术对全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)非常重要,文章研究了导航接收机中扫频干扰检测。传统的时频分析方法如短时傅里叶变换(short-time Fourier transform,STFT)、谱图法,存在时频分辨率折衷问题。Wigner-Ville分布(Wigner-Ville distribution,WVD)具有交叉项。为了解决这些问题,文章提出了一种新型的基于Wigner-Hough变换(Wigner-Hough tranform,WHT)的时频分析算法。在不同干噪比(jammer-to-noise ratio,JNR)情况下,比较谱图、WVD和WHT干涉检测的性能。仿真实验结果显示,在弱干扰信号情况下,WHT算法检测干扰信号的性能更好,为GNSS接收机干扰检测提供有效性和准确性保证。

用Wigner-Hough变换检测精密可控震源信号

本文提出基于Wigner-Hough变换实现精密可控震源信号的检测与变换的方法。精密控制震源发射并由地震台站观测设备记录下来的信号是连续线性调频振动信号(LFM),线性调频信号的Wigner-Ville变换是在时频平面内包含一条直线的图像,而Hough变换则是通过计算沿直线的积分可以有效检测图像中的直线,图像中的直线在Hough变换输出的图像中表现为一个峰值,用于精密控制震源信号的检测可以反映接收数据中存在的震源信号。本文针对精密控制震源信号检测中Wigner-Ville变换和Hough变换存在的问题开展研究,并提出了解决方案。通过对2009年在广东新丰江水库库区精密可控震源试验观测数据的实际处理,显示该方法是可行的,为精密控制震源信号的检测与变换找到了又一新的方法和技术途径。

基于时频重排的地震信号Wigner-Ville分布时频分析

在分析多种时频分析方法基础上,本文实现了一种基于时频重排算法的Wigner-Ville分布时频分析方法。即首先采用Gauss窗函数对Wigner-Ville分布进行时域和频域加窗平滑处理,再将能量的平均值按照区域能量的重心进行分配,重新安排信号在时频平面内的能量分布,这样可在抑制交叉项的同时保持好的时频聚集性。最后对川西拗陷须家河组气藏和黄骅拗陷火成岩油藏进行平滑伪Wigner-Ville分布时频分析,并与常规分析方法对比,结果表明平滑伪Wigner-Ville分布适用于地震信号的时频分析,并且更能突出时频的局部化特征和储层的微观结构,具有更好的时频分辨率。

Wigner-Hough变换在水下目标信号检测中的应用

研究利用Wigner-Hough变换对水下目标信号的检测问题。当信号的时频分布具有线条成分时,可以显著提高检测信噪比,同时对多分量信号时频分布的交叉项具有明显的抑制作用。仿真结果表明:对于多分量线性调频信号,当信噪比为-5 dB时;对于单分量信号,当信噪比为-7dB时,Wigner-Hough变换仍然具有很好的检测性能。将它应用于实际的湖试水声信号,仍然具有较好的检测结果。

Wigner-Ville高阶时频谱及其在塔中奥陶系缝洞型储层预测中的应用

塔中地区奥陶系深层地震反射信号弱、信噪比低,反射特征复杂,且存在火成岩干扰,造成应用常规属性分析技术不能有效地描述储层特征。Wigner-Ville高阶时频谱分析方法能够准确地反映时变信号的频谱特性,有效压制噪声、提高分辨率。本文结合孔洞地震地质模型,分析了Wigner-Ville高阶时频谱对孔洞储集体地震反射波的敏感性和有效性,并利用该方法对塔中地区奥陶系碳酸盐岩储层进行了预测,证实所求的储层频谱异常与对应的钻遇储层特征相吻合,表明了本文方法的有效性。

基于Wigner-Ville分布的非平稳信号盲分离

许多盲源分离方法限于非高斯、平稳且相互独立的源信号 ,在实际应用中往往会产生许多问题 ,因为自然界中的源信号通常不满足这些假设 .本文基于时频分析 ,通过利用信号的Wigner Ville分布 ,得出一种新的盲源分离方法 ,该方法能有效分离非平稳信号 .