基于EM-KF算法的微地震信号去噪方法

针对微地震信号能量较弱,噪声较强,使微地震弱信号难以提取问题,提出了一种基于EM-KF(Expectation Maximization Kalman Filter)的微地震信号去噪方法。通过建立一个符合微地震信号规律的状态空间模型,并利用EM(Expectation Maximization)算法获取卡尔曼滤波的参数最优解,结合卡尔曼滤波,可以有效地提升微地震信号的信噪比,同时保留有效信号。通过合成和真实数据实验结果表明,与传统的小波滤波和卡尔曼滤波相比,该方法具有更高的效率和更好的精度。

SOQPSK-TG信号的EM半盲载波频偏估计

针对成形偏移四相相移键控-TG(Shaped Offset Quadrature Phase Shift Keying-Telemetry Group version,SOQPSK-TG)信号在训练序列长度受限时频偏估计精度较低的问题,利用双二进制分解(Doubinary Decomposition,DBD)原理提出基于期望最大化(Expectation Maximization,EM)的SOQPSK半盲载波频偏(Carrier Frequency Offset,CFO)估计算法。为了确保EM算法收敛到预期性能范围,使用基于非线性四次方码元定时估计算法的非数据辅助频偏估计方法优化了EM算法初始点选择。仿真实验结果表明,该算法相比于使用训练序列进行数据辅助估计的方法,在不增加辅助数据数量的前提下能够进一步提升CFO估计的精度,并在较高信噪比下拥有接近序列总长度所对应的克拉美罗界(Cramér-Rao Bound,CRB)的优秀性能。

基于EM算法的宽带信号DOA估计及盲分离

本文提出了一种基于EM算法的宽带信号DOA估计与盲分离方法.首先将宽带混合信号转换到频域,然后综合利用带宽内所有频点信息建立似然函数,在此基础上推导出宽带条件下的EM迭代式,从而实现宽带信号DOA及波形的联合估计.并且本文通过分析EM算法的收敛性,自适应的设定角度搜索空间,提高了算法的运算效率.与传统方法相比,本文方法运用的有效信息更多,因此,其在DOA估计精度及波形恢复性能方面都更有优势.仿真实验表明了该算法的有效性.

电磁永磁混合型EMS磁悬浮非线性控制算法研究

针对电磁永磁混合磁悬浮这一种特殊非线性系统,深刻分析被控对象特性后,指出普通状态反馈控制方法的不足,根据系统的特性提出一种非线性反馈控制方法,并通过反馈线性化理论证明其合理性。为进一步改善控制效果,提出重构速度信号,延长大速度信号的作用时间,在满足系统正常响应速度的情况下,增加电磁铁向上运动的阻尼,抑制电磁铁向上方向的超调,从而避免磁铁撞击甚至吸死轨道。最后通过实验验证算法的有效性。

EM-MWD井下信号发射系统

随钻测量技术可实现井下工程参数和地质参数的实时获取及传输,广泛应用于钻井工程。电磁随钻测量技术由于传输速率高,无需开泵即可传输信息,相对于MWD有着难以比拟的技术优势。开展了井下无线信道传输特性的研究,设计了井下发射天线结构,确定了电磁信号调制方式,根据不同工况定义了特定的传输信号数据帧,并通过集成ADXL203和设计算法,实现了对井下泵状态的判别,用于测斜及钻进等工况下不同信号帧的发射。实验表明,设计的EM-MWD井下信号发射系统可调制出正弦电磁波信号,并可准确判别井下泵状态并可按照设定发射不同信号帧,在特有的技术优势的基础上,提高了电磁随钻测量仪器的工作效率,进一步降低了功耗及使用成本。

基于EMCCD的AOTF成像光谱仪噪声分析与信噪比研究

声光可调谐滤波器(AOTF)成像光谱仪是一种新型高光谱成像系统。针对系统存在的波段间辐射灵敏度差异较大,低照度条件下部分波段信噪较低的问题,引入了电子倍增CCD(EMCCD)作为感光器件。对该原理仪器在普通和电子倍增两种工作模式下的噪声进行了分析,推导了信噪比模型,并利用研制的原理样机进行了实验验证。在此基础上,提出了电子倍增模式下系统动态范围的评价方法,给出了以入瞳光谱辐亮度为判据的工作模式选择方法。结果表明,信噪比模型与实测结果吻合,电子倍增模式的合理选择有效提高了低照度条件下的信噪比,改善波段间辐射灵敏度的非一致性。

基于ANSYS的套管对EM-MWD信号传输的影响分析

评价电磁波随钻测量(EM-MWD)信号传输效果,不可忽视套管对信号传输的影响,而套管对信号传输影响极为复杂,很难用数学模型进行全面分析。基于此,采用ANSYS有限元软件,对EM-MWD在套管中信号传输进行建模仿真,从地面电流密度及接收信号压差方面,分析套管对EM-MWD信号传输影响规律。仿真结果表明:绝缘短节出套管,套管对信号起引导作用,反之,套管对信号起屏蔽作用;低电阻率钻井液对EM-MWD在套管中的信号传输影响大。

套管外绝缘涂层特性对EM-MWD信号影响规律分析

利用套管外绝缘涂层技术可减少电磁随钻测量(EM-MWD)信号在低电阻率地层中的衰减,进而增大其信号传输深度。为探明套管外绝缘涂层适用的地层电阻率范围,获取绝缘涂层特性对EMMWD接收信号的影响规律,基于有限元法建立了仿真模型,并针对绝缘涂层敷在不同电阻率地层套管外的应用效果、绝缘涂层的电阻率、厚度和长度对EM-MWD信号强度的影响规律展开仿真实验。结果表明:套管外绝缘涂层在低电阻率地层对EM-MWD接收信号的增强效果更显著;随着绝缘涂层电阻率的增大,EM-MWD接收信号先缓慢增强,随后快速增强,最后趋于稳定;随着绝缘涂层厚度的增加,接收信号强度呈现先不断增强随后保持稳定的趋势;在低电阻率地层中,在涂层长度不断增加到敷满该地层处套管的过程中,信号强度不断增强。研究成果对合理运用套管外绝缘涂层技术以突破EM-MWD应用井深限制具有理论指导意义。

WNT/β-catenin信号通路与EMs侵袭及预后的相关性

目的通过比较子宫内膜异位症(EMs)患者异位子宫内膜与非EMs患者正常子宫内膜中β-catenin、血管内皮生长因子(VEGF)、基质金属蛋白酶-9(MMP-9)和微血管密度(MVD)的表达情况,同时结合EMs患者手术前后的血清CA125水平,探讨Wnt/β-catenin信号通路在EMs侵袭发生机制中的作用及与EMs复发的相关性。方法收集2012年7月至2014年12月期间在余姚市人民医院妇产科住院并行手术治疗的EMs患者的异位子宫内膜组织标本100例作为观察组,另取同期因其他妇科良性疾病入院治疗患者的正常子宫内膜组织标本100例作为对照组。以免疫组化法检测β-catenin、VEGF、MMP-9和MVD在组织标本中的表达强度;检测EMs患者手术前后血清CA125的水平,结合EMs分期及术后复发情况,分析β-catenin、VEGF、MMP-9和MVD的蛋白表达强度与复发的相关性。结果β-catenin、VEGF、MMP-9和MVD在异位子宫内膜组织和正常子宫内膜组织腺上皮细胞和间质细胞中均有表达,以腺上皮细胞表达为主。观察组β-catenin、VEGF、MMP-9和MVD的平均光密度值均显著高于对照组(t值分别为3.254、5.426、2.537、2.091,均P<0.05),各指标的表达情况与EMs分期均呈显著正相关(r值分别为0.834、0.651、0.588、0.742,均P<0.05)。EMs患者术后血清CA125水平显著低于术前水平(t=8.375,P<0.05),EMs患者手术前、后血清CA125水平均与EMs分期呈显著正相关(r值分别为0.622、0.781,均P<0.05)。手术1年后100例EMs患者复发11例,EMs患者复发例数与EMs分期及β-catenin、VEGF、MMP-9和MVD的表达强度均呈现一定的正相关性,但由于复发例数较少,相关性检验差异未见统计学意义(均P>0.05)。结论β-catenin、VEGF、MMP-9和MVD的高表达与EMs发病相关,表明Wnt/β-catenin信号通路对EMs的迁移和侵袭过程有一定的影响,且影响越大,术后疾病复发的可能性越大。

基于EM的信号pathway重构

提出了一种不依赖于数值数据的重构方法。以从文献中或相关数据库中搜集到的参与同一个信号pathway的各分支的基因组成为样本,在各样本中同时出现的基因一定具有相同调控顺序的前提下,建立一阶Markov链模型,利用EM算法对模型参数进行估计,挖掘出基因间的因果关系进而构建出网络的拓扑结构,弥补了许多重构算法的不足,使预测更具生物学意义。对PKA和MAPK/Erk pathway的重构实验证明了算法的有效性。

基于ANSYS的延长线对EM-MWD信号传输的影响

为了研究延长线对电磁随钻测量(EM-MWD)信号传输的影响,基于ANSYS有限元软件,对延长线型EM-MWD信号传输特性进行了仿真,从延长线长度和延长线单位长度电阻方面开展了研究。建模时假设井眼为直井,钻柱轴线与套管轴线重合,钻柱全为钻杆。分析结果表明:随着延长线长度增加,EM-MWD信号接收强度先快速增强,后缓慢增强或减弱;延长线单位长度电阻越小,EM-MWD接收信号越强;当绝缘短节位于金属套管内时,延长线型EM-MWD的地面接收信号弱于常规EM-MWD;当绝缘短节位于金属套管外时,延长线型EM-MWD接收信号强度比常规EM-MWD强。所得结果可为延长线型EM-MWD传输技术的现场应用提供指导。

EM-MWD信号在钻柱中传输的影响因素研究

在现有电磁随钻测量(EM-MWD)系统中,钻柱是重要的EM-MWD信号传输信道。为深入了解影响EMMWD信号在钻柱中传输效果的因素,基于等效传输线法对EM-MWD信号信道进行了建模,并使用Ansys软件进行了有限元计算,分析了地层分层情况下不同规格钻柱在交变电磁场中传输的能量损耗以及套管对EM-MWD信号传输的影响规律。研究发现:EM-MWD信号在钻柱中的能量损耗会随着功率和频率增大而增加,当信号频率超过100 Hz时损耗增加更加明显;不同规格的钻柱传输信号的效果不同,但当钻柱壁厚与外径的比为0.08~0.20时,EM-MWD信号传输效果较好;在钻柱上加套管会对EM-MWD信号的传输产生屏蔽作用,影响传输效果,不过当井下EM-MWD信号的发射频率在50 Hz以下时,套管的影响较小。研究结果更加明确了钻柱自身属性对EM-MWD信号传输的影响,可为EM-MWD系统的改进和设计提供参考。

扩展EM-MWD传输深度及提高可靠性的方法与对策

就如何提高EM-MWD的传输深度和传输的可靠性对EM-MWD信道的传输机理和构成进行了分析,指出EM-MWD的井下信号发射和地面接收这两个关键环节在传输深度和可靠性方面所担负的重要作用,阐述了提高信号接收灵敏度和增强井下信号发射强度的方法。在文中依据EM-MWD的现场实验数据,对比了井下发射信号在不同供电功率下,在同一井深时由地面接收机获得的信号强度。在这一基础上,分析了设计高灵敏度EM-MWD地面接收机与大功率井下信号发射器客观上的有利因素以及所受到的限制,根据上述分析提出了提升EMMWD性能所采取的方法与对策。

CEM-1电磁随钻测量仪井下电磁传输特性研究及现场应用

本文针对EMMWD在不同电阻率地层传输深度难以预测,CEM-1电磁随钻测量仪在不同地层的适用性难以评价的问题,分析了不同载波频率和地层电阻率条件下电磁信号的衰减规律,并采用高精度自适应hp有限元算法建立了井下电磁信号传输特性模型,以实现在不同电阻率条件下EMMWD传输深度的预测。通过江苏油田马35-18A井、沙20-80井两口井的现场应用,模型计算结果与实际传输深度误差在50米以内。应用结果显示,所建模型计算结果与实际应用情况吻合较好,具有较高的准确性,能对不同地层适用性有效评价,有助于CEM-1电磁随钻测量仪的推广应用。

高斯混合噪声下微弱线谱检测的EM-静态非线性系统方法

采用3-水平量化器随机共振对非高斯水下噪声中的线谱信号进行检测,为使该随机共振类型达到最优的检测效果,利用EM算法进行了高斯混合分布的参数估计.通过仿真和实测数据对参数估计方法进行了检验,实验中算法能够正确收敛,拟合性能较好,在此基础上可以得到量化器的最优阈值.随机共振系统处理前后的功率谱对比表明,3-水平量化器随机共振是检测高斯混合分布中微弱线谱的有效手段.

16nm FinFET工艺信号EM问题的分析和解决

信号电迁移的问题在先进工艺节点越来越受到重视。通过一个基于16 nm TSMC工艺的SoC芯片,分析了Innovus和Voltus两个工具在信号电迁移分析结果的差异。通过对成因的分析,解决了Innovus存在的问题,使得绝大多数信号电迁移问题在布局布线阶段得到解决,大大缩短了后端设计收敛时间。

高速铁路信号安全数据网网络隔离技术研究

信号安全数据网是高速铁路信号系统的核心控制网络,承载着列控中心、计算机联锁、临时限速服务器、无线闭塞中心等信号设备的行车控制数据通信业务,其安全性是保障列车安全、有序、稳定、可靠运行的基础。为提高数据网安全性,首先结合现场的实际应用情况,梳理网元管理系统(EMS)与信号安全数据网间的连接方式和采用的数据交互协议,分析信号安全数据网可能面临的风险与威胁;其次针对存在的安全风险问题,开展网络安全隔离技术研究,通过采用物理隔离、协议转换、接入认证,以及网管业务功能代理等技术手段,实现EMS与信号安全数据网间网络通信的安全隔离;最后结合黄冈-黄梅高速铁路现场应用的网管数据摆渡系统与主机加固软件,对该技术在保证高速铁路信号安全数据网的封闭性和独立性,有效阻断由EMS引入的网络攻击和病毒扩散等方面进行验证。验证结果表明,该网络安全隔离技术在实际场景中可行有效。

基于EM的多天线信号合成权值估计算法

针对多天线信号合成技术的权值估计问题,提出了一种高斯信道下基于EM算法的权值估计算法,该算法能够实现非数据辅助情况下权值幅度和相位的联合估计,推导了多路情况下相位估计的Cramer-Rao下界(CRLB)。对MPSK和MQAM信号进行大量计算机仿真,结果表明该算法估计精度高,适用于多种调制方式,高信噪比下权值幅度与相位的估计值能够达到CRLB。

一种支持EM信令的中继网关设计与实现

虽然IP电话网络发展迅速,但在相当长的一段时间里,PSTN与VoIP互为补充又相互竞争的存在着,传统电话交换网与IP网络的融合互通正是网关要解决的问题。针对企业专网通信中的EM信令接入到IP网络的问题,设计实现了支持EM信令的中继网关。进行了EM信令中继网关的功能模块分解,描述了EM信令的呼入流程和呼出流程,突破了EM信令网关设计中协议适配和冗余处理2项关键技术。支持EM信令的中继网关,实现了专网中EM中继到NGN网络的平滑接入,并可以扩充支持多种模拟协议,满足专网的使用要求。

BLIND SIGNAL SEPARATION BASED ON ME AND STATISTICAL ESTIMATION

There are two major approaches for Blind Signal Separation (BSS) problem: Maximum Entropy (ME) and Minimum Mutual Information (MMI) algorithms. Based on the recursive architecture and the relationship between the ME and MMI algorithms, an Extended ME(EME) algorithm is proposed by using probability density function (pdf) estimation of the outputs to deduce the corresponding iterative formulas in BSS. Based on the simulation results, it can be concluded that the proposed algorithm has better performances than the traditional ME algorithm in convolute mixture BSS problems.