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信号处理 2010年第09期杂志 文档列表

信号处理杂志论文与技术报告

行进人体目标雷达瞬时多普勒特征分析1281-1288

摘要：行进人体目标对雷达回波产生多普勒调制和微多普勒调制,提取目标雷达回波中的多普勒和微多普勒特征,可获得人体目标的运动速度及肢体摆动周期等信息,有助于人体目标的检测与识别。本文改进和完善了行进人体目标的线性刚体模型,得出连续波信号体制下人体目标雷达回波,推导出人体目标的瞬时多普勒频率,定性分析了目标的瞬时多普勒特征和瞬时运动特征的变化规律。利用公开的实测数据验证了本文模型的有效性,并利用时频分析工具对目标雷达回波的瞬时特征进行了仿真分析,提取出目标的瞬时运动特征。本文模型及特征提取方法可推广应用于其他信号体制的雷达回波信号分析,同时可推广应用于对目标其他运动状态的分析。

复杂地面场景下运动小目标的识别与跟踪方法1289-1293

摘要：针对下视情况下复杂地面场景对机载光电系统目标检测与识别的影响,提出了一种基于平台运动补偿的下视场景运动小目标检测与跟踪方法。首先提取地面场景中的角点和线等不变性特征,通过图像配准实现平台的运动补偿,然后经帧间处理检测出潜在运动目标,并利用Gabor滤波器对目标进行初步筛选,最后通过轨迹关联和目标航迹累计数以及目标先验运动速度信息识别和跟踪光电系统视场内的真实目标。

基于改进的蛙跳算法的神经网络在语音情感识别中的研究1294-1299

摘要：本文提出了一种改进的混合蛙跳算法,利用混沌运动的遍历性改善初始个体的质量和引入高斯变异,提高了算法的全局搜索能力,同时将改进算法与人工神经网络结合,并把它应用到语音情感识别系统中。依据情感的维度空间模型,分别提取了情感语音的韵律特征与音质特征,研究了谐波噪声比特征随情感类别的变化特性。利用本文所提的蛙跳算法（SFLA）训练随机产生的初始数据,优化神经网络的连接权值,能快速地实现网络的收敛。在实验中比较了BP神经网络、RBF神经网络与改进SFLA神经网络分别用于语音情感识别的识别性能,结果表明基于改进SFLA的神经网络的平均识别率高于BP神经网络9.2个百分点,高于RBF神经网络7.9个百分点。因此本文所提的蛙跳神经网络用于语音情感识别能获得明显的识别性能的提升。

一种度量目标散射随机性的新参数1300-1305

摘要：针对现有目标散射随机性度量参数运算量偏大、度量不合理等问题,本文提出了一种基于目标散射回波极化度的度量目标散射随机性的新参数——散射随机系数。在分析散射回波极化度与散射随机性之间的相互关系的基础上,首先给出了基于散射回波极化度的散射随机系数定义。然后通过分析新参数随着目标各向异性和散射阶次的变化情况,阐明新参数在度量目标散射随机性方面是合理的。最后结合San Francisco和Flevoland两地区的实测极化数据验证了新参数在度量目标散射随机性方面的有效性,与极化散射熵的对比实验结果表明了在大数据量的POLSAR图像散射分类应用中新参数运算效率更高。

一种改进结构的数字混频正交变换法1306-1311

摘要：数字正交解调器是软件无线电（SDR）接收机的重要部件,数字混频正交变换法是实现正交解调器的常用算法。本文针对软件无线电中传统数字混频正交变换法算法,根据理论推导,提出一种适用于多频段中频信号的改进结构的数字混频正交变换法。该改进算法将正交解调与低通滤波两个过程结合在一起实现,并且每输入M个输入采样值做一次输出滤波。通过分析和在可编程器件FPGA上的实验表明,该新结构完全实现了数字混频正交变换法,且能较大地减少所占用的FPGA上的RAM和乘法器资源,在相同的FPGA资源条件下,可以较大地提高中频数字正交解调器的邻道隔离性能,或者大幅度提高所允许的前端模数采样器（ADC）的采样频率。

一种基于线阵扫描成像的红外搜索跟踪一体化系统设计1312-1317

摘要：分析了红外搜索跟踪系统的特点,比较了目前广泛采用的几种典型设计方案。针对某地基防空警戒红外系统设计要求,提出并实现了一种新的基于线阵扫描成像＋伺服周扫的系统设计方案,重点介绍了其中关键部分实时信息处理分系统的设计实现方法。此设计的特点是能够以低成本的单一系统实现搜索跟踪一体化功能,既能实现目标的快速全空域360°搜索监视,又能对重点目标实现高精度跟踪测距,形成目标三维航迹,使其具备真正的光电雷达功能。外场试验实测数据验证了系统的探测能力。

基于口令认证可证安全的RFID通信安全模型研究1318-1322

摘要：针对RFID技术的安全与隐私保护问题及RFID标签资源的有限性问题,本文提出了一种基于口令认证可证安全的RFID通信安全协议——pRPAP。为求从根本上解决RFID技术的安全与隐私保护问题,本文提出为RFID系统建立通信安全模型。从形式化论证的角度出发,基于随机预言模型,使用形式化描述方式,系统地建立了RFID通信安全模型。该模型包括RFID系统模型,RFID系统的攻击模型以及RFID通信安全协议的安全目标模型。并在该模型下,证明了pRPAP的安全性。证明结果显示本文提出的基于口令认证可证安全的RFID通信安全协议能够有效地解决RFID技术的安全问题。此外,本文所建立的RFID通信安全模型还有助于指导pRPAP协议各项参数的选择,以便建立适合不同安全等级要求的RFID通信安全协议。RFID通信安全模型的建立,也有助于对RFID通信安全协议进一步深入地研究。

信号处理杂志算法研究

一种新的宽带跳频信号时延估计方法及精度分析1323-1328

摘要：随着跳频信号的广泛应用,对其时延估计也日趋重要,其难度也越来越大,但目前建立的模型一般为窄带模型,且估计精度受采样时间间隔的限制,针对此问题,本文研究了一种跳频信号的新时延估计方法。该方法充分利用跳频信号特征,提取参考频率点处的相位差,利用相位差与时延的关系估计跳频信号的时延。仿真实验表明该方法的估计精度不直接受采样时间间隔的影响,可达到皮秒量级。该方法也适用于估计其它频域信息丰富的信号时延,且易于工程实现。

一种低信噪比TDMA信号的载波同步算法1329-1333

摘要：本文深入研究了基于FFT运算进行相位扩展的宽范围自相关函数法和宽范围L＆R算法,分析了这两种载波频偏估计算法的性能。在此基础上,本文结合TDMA信号的前导字和CZT（chirp z-transform）算法的高频率分辨率特性,设计了适于低信噪比信号的宽范围载波同步改进算法。该算法利用TDMA信号的前导字进行数据辅助（DA）型载波同步,有效地缩小了低信噪比信号的频偏范围;再利用CZT算法进一步缩小频偏范围,最后利用非数据辅助型（NDA）自相关函数法得到精确的载波频偏。改进算法的计算复杂度略高于宽范围自相关函数法,而远低于宽范围L＆R算法。通过仿真比较,改进算法对低信噪比（SNR）环境（3-6dB）中的信号具有良好且稳定的估计性能。

一种GPS接收机级联抗干扰方法1334-1340

摘要：文章研究GPS接收机抗干扰技术,提出了一种级联抗干扰方法,利用变换域消除窄带干扰,然后用互谱度量方法消除剩余干扰。文章给出了变换域抗窄带干扰方法的一般流程;设计了变换域方法的核心部分频域处理算法。证明在接收信号频谱中,如果某一段频谱平坦或接坦,这段频谱就服从高斯分布,并可推出谱线的幅度服从瑞利分布。根据这个性质,提出频谱分段处理的方法,利用接收信号频谱均匀频段的统计特性进行窄带干扰抑制。通过列举空时联合处理方法说明其资源消耗和信号失真均大于本文提出的级联方法。仿真表明在有宽带干扰存在的情况下,使用本文提出的方法可以检测并消除窄带干扰。通过多干扰环境下的仿真,测得该方法的抗干扰能力比空时联合方法更好。

K分布杂波中距离扩展目标的Wald检测1349-1354

摘要：将距离扩展目标建模为子空间信号,用球不变模型模拟K分布杂波,提出了广义Wald检测算法。该算法是对待检测距离单元进行非相参积累,对杂波的纹理分量而言具有CFAR特性。首先对各个待检测距离单元分别检测,其输出的统计量是＂白化＂后的信号向信号子空间投影的能量和其向与信号子空间正交的噪声子空间投影的能量的比值来计算的,然后将各个待检测距离单元输出的统计量进行累加,形成最终的检验统计量。为了验证其有效性,通过Monte Carlo仿真了该算法的检测性能,并与文献[5]提出的自适应Wald检测器进行比较。

一种均匀圆阵子阵干扰抑制DOA估计算法1355-1360

摘要：常规空间谱估计算法在强干扰背景下往往无法正确估计弱信号的来波方向。针对此问题,本文提出了一种均匀圆阵子阵干扰抑制波达方向估计算法。将整个阵列划分为若干个子阵,利用提出的最小二乘波束形成算法分别对子阵波束加权以抗干扰,加权后的子阵可以看作是一个‘有向阵元＇,将它们组成一个新的虚拟阵列,再进行超分辨谱估计。该方法通过子阵波束形成抑制强干扰,子阵输出中消除了强干扰分量,因此能够实现弱信号波达方向的正确估计,同时弱信号到达角估计的成功概率也得到了提高。最后计算机仿真实验验证了本文算法的有效性和正确性。

基于几何绕射模型的多频带信号融合新方法1361-1365

摘要：多频带雷达信号融合处理利用从不同频段获取的目标在一维谱域呈稀疏分布的雷达观测数据,通过信号级相干融合来提高目标散射中心参数估计精度和一维距离像的分辨能力。传统谱估计类融合方法的性能都受限于模型阶数估计。而多频带的稀疏分布,破坏了观测系统矩阵的互相干性度量,从而使得基追踪（基于l_1范数的稀疏表示）方法的全局最优解可能并不等于信号的真实稀疏表示。本文在GTD散射模型的基础上,提出了一种基于稀疏贝叶斯学习的融合方法,既避免了阶数估计,又克服了基追踪方法的缺陷。实验结果也表明了此方法的优越性。

三阶多项式相位信号参数估计1366-1370

摘要：三阶多项式相位信号常用于描述复杂运动目标的雷达回波,但其未知参数多,参数估计实现起来比较困难。针对此问题,本文提出了一种分两步的三阶多项式相位信号参数估计方法：首先利用Radon变换提取三阶多项式相位信号在三次相位变换后对应的直线,从而得到相位参数的初始值估计;然后将初始值代入最大似然估计函数并利用单纯形法对其进行优化得到精确估计结果。给出了单分量和多分量情况下的参数估计流程。仿真结果表明,本文算法估计性能达到CRB界,且起始工作信噪比门限低。

基于刚体几何不变性的雷达目标运动路径拟合和三维优化重建方法1371-1378

摘要：对于飞机、船舰等刚体雷达目标,其在运动过程中具有空间几何不变性。利用这一约束条件,可以通过雷达回波中提取出的目标散射点的一维距离史重建出目标的三维形状和运动路径。鉴于现有的基于几何不变性的雷达目标三维重建算法存在鲁棒性差的问题,本文利用雷达目标的运动惰性,对初步重建后得到的目标运动路径进行了拟合,并利用拟合后的运动路径对目标散射点的三维坐标进行了优化重建。文中对重建的误差进行了分析,提出了仿射扰动和欧式重建误差的误差模型。仿真实验证明,经仿射匹配校正后的拟合路径与真实路径基本吻合,从而可以有效获得目标的运动特征;同时,利用本文提出的优化重建方法能够有效抑制目标的欧式重建误差,提高了重建算法的准确性。

一种天文光电图像序列弱小目标实时检测算法1379-1384

摘要：地基大视场天文光电观测系统获取的序列图像中,空间目标和数目众多的恒星目标成像特性相似,大部分都表现为弱、小目标特性,实现它们稳健实时检测具有较大的难度。本文在深入分析天文光电图像弱小目标成像特点的基础上,结合实际工程对目标检测的强实时性和高检测概率需求,针对恒星目标和空间目标的时空域特性差异,提出了一种基于时空域联合滤波的弱小目标检测算法,首先在空域上通过抑制背景增强目标,然后在时域上分别通过多帧相关运算和多帧差分运算,快速有效地检测恒星目标和空间目标。最后结合实测数据和硬件平台,验证了该方法的有效性及实时性。

一种新的变步长LMS自适应滤波算法及其仿真1385-1388

摘要：传统变步长LMS算法存在收敛速度慢、易受噪声影响等缺点,为了提高算法性能,论文建立了LMS算法中步长因子μ（n）和误差信号e（n）的相关统计量之间的非线性关系,提出了一种基于改进的双曲正切函数的变步长LMS（HTLMS）算法。算法采用当前误差与上一步误差乘积的绝对值来调节步长,并引入了绝对估计误差的扰动量来更新自适应滤波器抽头向量,因而具有收敛速度快、噪声抑制能力强和稳态误差低等特点。计算机仿真结果表明,在不同信噪比条件下,与多种LMS算法相比,本文算法都具有较快的收敛速度和较好的稳态误差。

归一化峰度及其在弱非线性系统盲辨识中的应用1389-1396

摘要：本文主要研究信号的归一化峰度及其在弱非线性系统辨识中的应用策略问题。首先简要介绍了几类常见的无记忆/有记忆非线性模型及其表示方法;给出了信号的归一化峰度定义及重要性质;在此基础上,分别针对非线性系统的记忆效应和非线性阶数对系统输出信号归一化峰度的影响进行了理论推导和仿真分析,揭示了该参数随系统特性的变化规律,表明归一化峰度具备精确辨识弱非线性系统的潜力。最后,针对SFDR（无杂散动态范围）高达85dBFS（dB Full Scale）的弱非线性系统,本文提出了一种分步辨识的方法,并结合所提出的方法阐明了此规律对于弱非线性系统盲辨识和失真补偿的潜在应用价值及其精度优势。