信号处理杂志

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Signal Processing

  • 11-2406/TN 国内刊号
  • 1003-0530 国际刊号
  • 1.5 影响因子
  • 1-3个月下单 审稿周期
信号处理是中国电子学会主办的一本学术期刊,主要刊载该领域内的原创性研究论文、综述和评论等。杂志于1985年创刊,目前已被万方收录(中)、上海图书馆馆藏等知名数据库收录,是中国科学技术协会主管的国家重点学术期刊之一。信号处理在学术界享有很高的声誉和影响力,该期刊发表的文章具有较高的学术水平和实践价值,为读者提供更多的实践案例和行业信息,得到了广大读者的广泛关注和引用。
栏目设置:论文与技术报告、算法研究、综述、应用、短文与研究通讯等

信号处理 2010年第10期杂志 文档列表

信号处理杂志论文与技术报告
认知无线电网络中基于协作中继的资源分配算法1441-1448

摘要:在认知无线电网络的协作中继机制下,中继节点利用其和源节点以及目的节点的不同公共信道为二者的通信转发数据,可以有效解决次用户的通信需求和可用带宽之间的矛盾,提高频谱利用率和系统吞吐量。基于协作中继的认知无线电网络中,不同通信链路上可能存在公共可用信道,使信道和中继的分配问题变得复杂。本文研究了公共信道存在的情况下系统的资源分配问题,基于网络最大流理论提出了两种算法:并行算法和贪婪算法,并分析了算法复杂度。仿真结果表明,两种算法都能够更有效地分配资源,提高频谱利用率,改善网络吞吐量。并行算法可以得到最优解,但其复杂度随信道公用程度的上升增长迅速,受节点并行处理能力的限制,只适用于信道公用程度较低的情况。贪婪算法不一定能得到最优解,但其复杂度较低,并且信道公用程度高时接近最优解,因此超出节点的并行处理能力后,可以选择贪婪算法。

基于运动目标信号稳健特征的频率步进雷达距离像合成方法1449-1455

摘要:频率步进雷达传统的距离像合成方法易受到运动补偿误差的影响。本文首先证明了频率步进雷达回波在脉间IFFT后具有的几种对运动补偿误差不敏感的稳健特征。然后,基于这些特征提出了一种新的距离像合成方法,该方法不仅有效克服了子距离像的多普勒循环移位对距离像合成的不利影响,而且利用脉冲包络加权估计有效提高了距离像合成精度。仿真与外场实测数据分析结果验证了本文方法的性能优势。

基于音乐认知原理的音乐旋律发现技术1456-1465

摘要:旋律是音乐主题思想的最重要表现手段,分析音乐的旋律、研究智能旋律分析处理方法是音乐信息检索领域的重要课题之一。本文根据脑神经科学及认知心理学关于人类对音乐感知特点的研究成果,引入听觉显著度(AS)的概念,提出了基于音乐认知理论的模拟人类认知过程的旋律发现技术。在前期处理阶段,针对音乐特性采用常数Q变换(CQT)建立音乐的频谱统计模型,采用贝叶斯理论计算每个半音子带数据分布的听觉显著度特征,利用时序神经网络检测各个时刻的听觉变化,得到旋律分量的候选。在后期处理阶段,我们提出了表达形式接近乐理与认知的旋律流(MelodyStream)的概念,以人对音乐和弦感知结果作为先验知识,进行旋律候选分量的规范化处理。在包含各种乐曲风格的实验音乐数据库上,验证了所提取结果同人类听感的接近程度,根据旋律流来捕捉传统旋律线获得了75%的准确率,主观听感打分对旋律流的接受度超过90%。

基于优选数据准则的空基多平台协同定位方法1466-1472

摘要:在多无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)协同定位地面固定辐射源的应用环境中,UAV编队中的各机利用携带的电子支援措施(Electronic Support Measurement,ESM)探测目标的方位角,并利用各观测机获取的辐射源入射角(arrivalof angle,AOA)对目标实施协同定位。假设UAV所携带传感器设备测量精度相同,且测量误差服从正态分布,在此条件下,UAV编队的队形会对多机协同定位的精度产生影响。为了进一步研究编队队形与协同定位精度的关系,首先,利用两机的相对几何关系建立了基于AOA的双机定位模型,并在此基础上推导出基于测向交叉定位方法的多无人机协同定位误差模型;其次,基于该误差模型分别分析了观测机处于不同的观测点对定位误差模型的影响和不同的观测角组合对定位精度的影响,并给出UAV编队队形与定位误差关系的结论;最后,基于上述结论提出了基于测向交叉定位方法的多机数据融合优选定位数据对的优选函数,并利用该优选函数对多机协同定位方法进行了改进,仿真验证了改进算法的有效能。同时,本文得出的结论对于UAV机群的路径规划有一定的指导意义。

一种基于余弦特性的快速DOA估计算法1473-1477

摘要:为了满足实时测向处理系统的要求,需要降低测向算法的运算量。在众多测向算法中,其中基于圆阵的MUSIC类算法因为其测向频段宽,可估计二维波达方向,性能稳健,测向精度高,并且在各个方向上具有相同的测向性能而广泛应用于实际系统中。本文主要针对均匀圆阵的阵列流形,分析了均匀圆阵导向矢量的特点,提出了一种基于余弦特性的快速DOA估计算法。该算法利用余弦信号周期特性来构造统计量,通过数学推倒可以证明该统计量只与俯仰角有关,与方位角无关。通过这种分维处理的思想从而可以先估计出俯仰角,再通过所得俯仰角的空间谱切片把二维搜索转化为一维搜索,这样处理大大降低了算法运算量,提高了算法估计速度,特别适合阵元数目较多的应用场合。同时考虑到实际应用中在同一个窄带信道中干扰信号和期望信号同时存在,并且互相影响,特别是强信号对弱信号的影响。本文利用数字滤波器提取期望信号估计,减少了干扰信号对期望信号的影响,提高了估计精度。通过计算机仿真验证了该算法的有效性。

基于信道质量干扰比量化准则的有限反馈波束形成1478-1483

摘要:波束形成技术是MIMO无线通信系统的关键技术之一,它能够使系统有效性与可靠性都得到显著地提高,但它需要系统所有在线用户反馈其全部瞬时变化的信道状态信息,这将使拥挤的无线频谱资源更加紧张。为了降低系统所需的反馈量,本文结合LTE系统MIMO下行链路环境,将采用DFT基码本对信道状态信息进行量化,仅需要用户给基站反馈其最优码本索引;同时本文也首次提出基于信道质量干扰比为量化准则的一种新波束形成方案,并给出了质量干扰比的详细计算公式。此量化准则能够兼顾到量化信道的质量信息和子信道之间的互干扰信息,比传统的量化准则更具优良的性能。仿真结果表明,本文提出方案不仅可以明显降低系统反馈量,而且其性能超过随机波束形成,尤其在低信噪比场景下甚至优于特征波束形成的系统性能。理论分析和仿真验证表明本文方案是一种比较好的波束形成方案。

信号处理杂志算法研究
基于LWT和递归最小类内绝对差的红外小目标检测1484-1488

摘要:针对存在背景干扰和噪声情况下的红外弱小目标检测问题,提出一种基于提升小波变换(LWT)和递归最小类内绝对差的检测方法。一方面先利用提升小波对原始图像进行去噪,再利用Top-hat算子抑制背景;另一方面先利用Top-hat算子抑制原始图像的背景,经提升小波去噪后,再进一步使用Top-hat算子;上述两方面得到的图像求和即为预处理图像。然后采用递归最小类内绝对差阈值选取方法分割预处理图像。针对红外小目标图像进行了大量实验,并与基于形态滤波及基于小波和形态学的红外小目标检测方法进行了比较。结果表明本文方法提高了信噪比,检测率分别提高15%和10%。

空间相关信道下一种合作感知节点集合选择算法1489-1494

摘要:在空间相关信道条件下随着合作感知节点数目的增加,新增合作感知节点所带来的性能增益将会越来越小并趋近于零,同时系统资源使用效率也将会随着合作感知节点数目的增加而降低,因此在选择合作感知节点数目时需要在感知性能与资源使用效率之间进行折衷。本文提出了一种合作感知节点集合的贪婪选择算法。该算法首先在对感知性能和资源使用效率进行折衷的基础上得到判决门限,并依此判决门限选择满足条件的合作感知节点集合。仿真结果证明了所提出算法的有效性与可靠性。

一种基于遗传算法的SVM决策树多分类方法1495-1499

摘要:在当前的机器学习领域,如何利用支持向量机(SVM)对多类目标进行分类,同时提高分类器的分类效率已经成为研究的热点之一,有效地解决此问题对于提高目标的识别概率具有较大意义。本文针对SVM多分类问题提出了一种基于遗传算法的SVM最优决策树生成算法。算法以随机生成的决策树构建的SVM分类器对同一测试样本的分类正确率作为遗传算法的适应度函数,通过遗传算法寻找到最优决策树,再以最优决策树构建SVM分类器,最终实现SVM的多分类。将该算法应用于低空飞行声目标识别问题,实验结果表明,新方法比传统的1-a-1、1-a-r、SVM-DL和GADT-SVM方法有更高的分类精度和更短的分类时间。

斜视SAR成像的逆变标傅立叶变换算法1500-1503

摘要:逆变标傅立叶变换(ISFT)算法在二维频域内利用ISFT的逆变标特性对SAR回波的距离徙动进行校正,提高了距离徙动校正的精度和计算效率,成为一种重要的频域类成像算法。本文对该算法的处理过程进行了研究,重新定义了用于距离压缩的调频率表达式,使其能够包容二次距离压缩,又进一步修正了ISFT运算中距离频率的一次项系数,使改进的ISFT算法能够适应斜视SAR数据处理的要求。仿真实验验证了这种改进的ISFT算法在处理斜视SAR数据时的有效性。

MIMO-OFDM系统中基于簇的有限反馈方法1504-1509

摘要:本文针对有限反馈MIMO-OFDM波束形成系统,研究了基于簇的有限反馈方法。利用簇内相邻子载波信道的频率相干性,提出了一种低复杂度的信道均值分簇法,该方法以平均信道响应在给定码本中选择最佳簇波束形成向量。此外,利用簇波束形成向量之间的剩余相关性,还提出了递归反馈和基于格的反馈两种反馈速率降低方法,即将前一簇码字的邻域内码字作为当前簇的新码本,从而大幅度降低反馈比特数。仿真结果表明信道均值分簇法能以较低的计算复杂度获得较佳的BER性能,反馈降低方法相对传统分簇方法能进一步降低反馈速率,递归反馈方法有一定性能损失,而基于格的反馈方法性能损失可忽略不计。

一种分数低阶统计量广义恒模盲多用户检测算法1510-1515

摘要:针对实际盲多用户检测系统中存在的大量噪声呈现非高斯性,而这种非高斯性使基于高斯噪声假定下的恒模盲多用户检测算法的性能显著退化甚至不能正常工作,本文提出了一种分数低阶统计量的广义恒模盲多用户检测算法。该算法是分数低阶统计量恒模算法的推广,能有效地应对非高斯噪声的影响,具有广泛的适用性。通过以DS-CMDA系统为例,将分数低阶统计量广义恒模盲多用户检测算法与传统恒模盲多用户检测算法(CMA)、分数低阶统计量恒模盲多用户检测算法(FLOS-CMA)进行了对比,实验仿真结果表明:无论在高斯白噪声下还是在α稳定分布噪声下,分数低阶统计量广义恒模盲多用户检测算法均具有良好的抗多址干扰和抑制噪声的性能,并且该算法具有更快的收敛速度。

低复杂度相干分布源中心DOA估计方法1516-1520

摘要:传统的相干分布源波达方向(DOA)估计方法一般都需要谱搜索或对高维样本协方差矩阵进行特征分解,计算复杂度较高。针对上述问题,本文利用均匀线阵提出了一种低复杂度相干分布源中心波达方向估计方法。所提方法利用了平移阵列的旋转不变性质并结合传播算子法来估计分布源的中心波达方向。相比于常规子空间方法,本方法无需任何谱峰搜索和对样本协方差矩阵进行特征分解,计算复杂度更低。方法在小角度扩展条件下的估计性能良好,其性能甚至接近于DSPE算法。而且方法与分布源角分布的具体形式无关,是一种盲的估计。仿真结果证实了方法的有效性。

高空平台通信系统中切换性能受限的呼叫允许控制策略1521-1525

摘要:本文分析了高空平台通信系统中利用地理位置信息的呼叫密度受限和切换间隔时间受限的CAC(Call AdmissionControl,CAC)策略。设计了切换性能受限的CAC策略,该策略利用地理位置信息在每次新呼叫到达时计算可能引起的切换失败的概率,并且通过设置切换性能门限来约束切换性能,在满足切换性能的同时,能够尽量提高新呼叫阻塞性能。仿真结果表明,在相同切换掉话概率门限要求情况下,与新呼叫切换时间间隔受限的CAC策略相比,改进的切换时间间隔受限的CAC策略可提升新呼叫阻塞性能13.6%以上。在实际应用过程中,可以根据当前流量自适应地改变切换间隔时间门限,达到在满足切换性能的同时最小化新呼叫阻塞概率的目的。切换性能受限的CAC策略在业务量较高的条件下能够较好地保证了系统的切换掉话性能;比其它策略具有更好的呼叫阻塞性能,比呼叫密度受限的CAC至少提升25.3%,比切换时间间隔受限的CAC策略至少提升6.5%。

一种基于多伯努利模型的被动多传感器多目标轨迹关联性能分析新方法1526-1531

摘要:多目标轨迹关联算法的性能分析问题是天基光学被动测角跟踪系统中的核心和难点之一。该文针对具有代表性的基于最邻近准则的轨迹关联算法,提出了一种基于多伯努利模型的被动多传感器多目标轨迹关联性能分析新方法。首先,对关联倾角差统计量的概率分布进行准确建模。接着,分析最邻近轨迹关联算法在多目标情况下的等价条件,求解出每一个目标在多目标情况下的正确关联概率。最后,通过将每一个目标的正确关联概率类比为伯努利试验的成功率,从而将多目标情况下的整体关联性能问题建模为多伯努利问题,在此基础上实现对多目标轨迹关联性能的理论推导。密集目标场景下的Monte Carlo仿真结果验证了该理论分析方法的有效性,分析结论可以为传感器调度等工程应用提供参考。

信号处理杂志应用
基于独立分量分析和小波变换的膈肌肌电信号降噪1532-1538

摘要:提出了一种基于独立分量分析(ICA)和小波变换的处理方法,用于去除膈肌肌电信号中的心电干扰。首先利用独立成份分析法从膈肌肌电信号分解出心电独立成份,并对该心电成份选择合适的高通滤波器加以滤除,其它为膈肌肌电信号的独立分量进行五尺度小波分解以去除含心电的近似分量,再对各层细节分量进行小波重构,然后将处理后的全部独立分量反射投影回原始信号空间,最后,对临床采集的5路膈肌肌电信号进行实验分析,并与传统ICA方法进行对比,结果表明本文方法有更好的降低心电干扰性能。

直扩系统中基于SVM的干扰自动分类识别方法1539-1543

摘要:针对实际直接序列扩频系统中的干扰类型总是未知的,难以采用相应的干扰抑制措施有效提高系统性能的问题,提出了直接序列扩频系统中基于支持向量机的干扰自动分类识别方法。首先对直扩系统中八种主要干扰情况进行干扰信号建模;然后分别从时域、频域和时频域提取待识别干扰信号的特征参数;最后使用决策树支持向量机构造了一个5级干扰自动分类识别系统,实现了干扰信号的自动分类识别。仿真结果表明,干信比大于等于9dB时,分类器可以准确识别干扰类型。

分数傅里叶域上宽间隔跳变的透明语音信息隐藏模型1544-1551

摘要:语音信息隐藏一直是信息安全领域内研究的热点和难点。本文基于掩蔽效应和扩频码理论,提出了一种新的基于跳变分数傅里叶变换的高透明语音信息隐藏模型,首先从时频域掩蔽出发,提出了分数傅里叶变换域上的隐秘信息嵌入算法,并提出了在分数相关倒谱域上的隐秘信息提取算法。同时又提出了一种宽间隔多进制伪随机序列来控制分数阶因子a。理论分析和实验结果表明,该模型具有很强的透明性,在时域、频域和倒谱域都无法发现隐秘信息的存在,同时能够抗信道噪声的影响。研究表明该模型在语音信息隐藏领域具有较高的应用价值和广阔的应用前景。