利用 DCT 变换和分段量化的成像声纳实时处理系统图像数据压缩技术研究
摘要：成像声纳实时处理系统在某些应用场合下传输图像数据时需要进行压缩，如搭载成像声纳的半潜式航行器与母船之间无线传输声纳数据。针对该应用需求，提出了利用离散余弦变换（DCT）和分段量化的声纳图像数据压缩技术。该方法处理的对象是成像声纳实时获取的图像行数据。方法的实施步骤为，首先对行数据进行DCT 变换，其次利用 DCT 的能量集中特性，对变换后的 DCT 系数进行截断处理，最后对截断数据进行分段量化处理，进一步提高压缩效率。在显控端利用相逆的过程进行解压处理，实现成像结果的实时显示。对实际的声纳图像数据进行了处理，验证了方法的有效性。自适应邻域选取的邻域嵌入超分辨率重建算法
摘要：在邻域嵌入超分辨率重建算法中，训练和重建过程均在特征空间进行的，因此，特征选择对算法的性能具有较大的影响。另外，大多数基于邻域嵌入算法对训练得到的样本库未经测试直接使用，使得邻域选择具有“盲目”性。考虑到特征选择的重要性以及避免邻域选择的盲目性，本文提出了一种新的邻域嵌入超分辨率重建算法。第一步：利用专家矢量场模型估计出输入图像的全局图像；第二步：利用邻域嵌入算法重建残差图像。在重建残差图像的过程中，首先将图像分成若干子块并利用线性滤波器提取特征；然后，将训练图像分成两组，第一组训练得到高、低分辨率重建样本库，第二组对重建样本库测试，得到邻域选择库；最后，自适应的选择输入图像子块的邻域数目，并利用重建样本库重建。仿真实验结果表明，相比其他基于邻域嵌入算法，提出算法可以重建更多的细节信息和锐利的边缘，重建得到的高分辨率图像具有较高的主客观质量。利用信道衰落幅度差异隐藏私密信息的物理层安全编码方法
摘要：针对现有物理层安全编码方法对信道差异利用不充分导致安全间隙较大的问题，本文首先建立了衰落信道下的物理层安全传输模型；然后通过分析不同衰落幅度下私密信息的译码错误概率，给出了与信道衰落幅度特征相匹配的私密信息隐藏位置选取规则；最后结合私密信息置乱将译码残余比特错误扩散到整个码字中，进一步提高窃听者对私密信息的译码错误概率。仿真结果表明，该方法的安全间隙比直接传输和仅私密信息置乱的方法分别缩小了23.5dB 和4.5dB。改进边缘质量和运动估计的超分辨率图像重构
摘要：凸集投影算法（POCS）是一种广泛使用的超分辨率图像重构方法。针对传统的 POCS 超分辨率图像重构算法出现的边缘模糊及匹配时的局限性问题，首先利用二阶梯度检测出像素周围0°、45°、90°、135°四个边缘。在构造参考帧时采用基于梯度的插值算法，沿边缘方向进行线性插值，沿非边缘方向进行基于一阶梯度的权重插值。在运动估计时，采用 SURF 匹配算法，提高匹配的鲁棒性和实时性。在修正参考帧时，分别定义中心在四个边缘方向的点扩散函数（PSF）。利用完全参考图像质量评价和无参考图像质量评价分别对仿真实验和实物实验进行评价，评价结果表明提出的算法较传统 POCS 算法有明显的改善。量测转换卡尔曼滤波在塔康导航中的应用
摘要：塔康导航系统是一种无线电测角测距系统，结合高程数据可以确定目标的三维位置。由于塔康导航的量测误差较大，导致其对目标位置的估计精度不高。为解决此问题，用基于量测转换的滤波跟踪技术实现非线性量测下的状态估计。针对塔康导航系统量测值的特点，首先在斜距值与高度所在平面内推导出量测转换的误差统计特性，并将其推广到三维空间，进而推导出塔康导航系统中的量测转换模型。基于所推导模型的卡尔曼滤波器用于塔康导航系统中的目标跟踪，取得良好的效果。与经典滤波算法的性能对比表明，由于严格基于量测值推导量测转换误差的统计特性，算法在滤波误差、置信度和计算量上优于其他算法，可在不同量测噪声水平下稳健滤波，有较好的全面性和鲁棒性。降低可见光 DCO-OFDM 系统峰均比的 DCT-GCS 方法
摘要：为了克服现有降低 OFDM峰值平均功率比的方法在可见光通信中效果不好的问题，通过分析发现 DCO-OFDM系统输入序列的共轭对称形式增强了序列的相关性，使传统方法的 PAPR 抑制性能有明显下降，所以提出了离散余弦变换（DCT）与分组循环移位（GCS）结合的降低系统 PAPR 的方法。该方法中的分组循环移位能够在DCT 的基础上降低输入序列的相关性，使系统输出信号具有更低的 PAPR。仿真结果表明：提出的方法比仅采用DCT 或者 GCS 能够更好地抑制系统的 PAPR。在 CCDF ＝10－4时，DCT-GCS 方法使系统的 PAPR 下降了5．4dB。DCT-GCS 具有较低的 PAPR，且计算复杂度要远远低于 PTS 和 SLM方法。非数据辅助的 QAM 信号载波频偏估计算法
摘要：研究了正交幅度调制（Quadrature Amplitude Modulated，QAM）信号的非数据辅助载波频率偏移估计算法。针对一些算法主要适用于低阶 QAM信号以及计算复杂度较高等问题，提出一种基于加权相位直方图的载波频偏估计算法。该算法通过分析零频偏下的相位概率密度函数与加权相位直方图的关系，采用多级估计方法，对该相位直方图二阶矩的峰值进行测量，从而得到频偏估计值。进一步地，本算法通过联合快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform，FFT）算法实现多级估计过程，从而简化计算过程降低计算复杂度。仿真结果表明，信噪比较高时，该算法在无信噪比、星座图以及前导信息等辅助信息条件下同样具有较好的估计性能。时变混合共轭梯度盲提取算法
摘要：针对传统独立分量分析（ICA）方法对时变信道跟踪能力较差的问题，提出了一种时变混合共轭梯度盲提取算法。该算法有效利用了各源信号的时序结构差异，仅利用其二阶统计量解决了具有不同功率谱密度的信号的分离，而无须估计信号的概率密度和计算高阶累积量，减少了运算的复杂度并可用于杂系信号混合的盲分离问题；同时，算法利用仅具有一个全局最优解的凸代价函数，采用计算简单并具有较好数值表现的自适应共轭梯度算法进行迭代，获得了更快的收敛速度和更好的稳定性能。仿真结果表明，该算法与传统 ICA 算法相比，具有对时变系统更好的跟踪能力。复合衰落信道建模及模拟方法研究
摘要：针对传统信道模拟器仅考虑多径衰落的问题，建立了包含路径损耗、阴影衰落和多径衰落的复合衰落信道模型，提出了一种基于高斯变量分解和谐波叠加原理的硬件模拟方法，推导了该方法输出衰落幅值理论分布与仿真参数的内在联系，并详细分析了可编程逻辑器件定点化模型输出周期性及位宽选择等问题。针对原型化模拟器的实测结果表明，该模拟方法输出信道衰落的统计特性与理论值吻合，可用于实验室中无线通信系统的性能测试和验证。超高速毫米波无线局域网通信系统性能分析
摘要：针对中国毫米波频段（45GHz），制定下一代 IEEE 802.11 aj 无线局域网（Wireless Local Area Network， WLAN）协议标准通信系统的物理层结构及发射机发送方式，研究了一种新的适用于该标准的循环移位分集（Cy-clic Shift Diversity，CSD）方案，该方案在不增加接收机额外复杂度的前提下能够获得较好的性能。同时，本文对通信系统在各种调制和编码方式（Modulation and Coding Scheme，MCS）下的性能进行了仿真和评估。结果表明，在将系统发射功率控制在20dB 时，采用码率为1／2的16-QAM调制方式可以在保证误帧率性能的同时获得较高的吞吐率。多视点视频编码中宏块复杂度的研究
摘要：多视点视频带来了更真实生动的画面感，但同时也需要更大的数据量。本文对多视点视频编码模型 JM-VC 中采用的模式选择技术编码计算量大的问题，通过分析和研究当前宏块的模式与相邻的已编码宏块及参考帧相应位置宏块模式间的关系，利用宏块模式间的相关性，对当前编码宏块的模式选择算法进行了优化，减少部分细小块的分割及搜索。实验结果表明，在其重建视频质量及码率开销基本不变的前提下，改进算法对运动较平缓的立体视频序列效果较好，较 JMVC 模型中的算法对全部测试序列的平均编码时间减少了约64%，而对运动较平缓序列的编码时间减少73%。MIMO 雷达中基于 Hadamard 矩阵的低复杂度正交多相码设计方法
摘要：为了降低 MIMO 雷达中正交多相码设计的复杂度，提高收敛性能，提出了一种基于 Hadamard 矩阵的低复杂度正交多相码设计方法。该方法首先利用 Hadamard 矩阵构造相位自由度以及处理复杂度都较为适中的八相码信号，给出相应的证明，并从中选取初始码序列，使其具备一定的正交性；然后采用循环算法进行两步迭代，将代价函数的计算转换为 FFT 和 IFFT 运算，克服了因频繁计算代价函数带来的高复杂度问题。性能分析结果表明，和原有算法相比，该方法能够在保持信号良好自相关和互相关特性的同时，有效降低计算复杂度，提高收敛速度。图像分块压缩感知观测值的 DPCM 非均匀量化方法
摘要：在实际的信号处理中，有必要对采集到的信号进行量化处理。量化是信号数字化、实现数字信号高效传输的必要步骤。图像分块压缩感知（Block Compressed Sensing，BCS）观测模型中，测量域上图像相邻块的观测值之间存在较强的相关性。根据这一特点，本文应用差分脉冲编码调制（Differential pulse-code modulation，DPCM）系统减小相邻块之间的冗余，并结合非均匀标量量化，对分块压缩感知图像的观测值进行量化处理。文中分析了 DPCM系统的预测误差概率分布，发现在统计意义上这一分布与非均匀量化特性的变化趋势具有一致性，并以此作为所提出的量化方法的理论基础。仿真实验表明，本文提出的量化方案有效地提高了压缩感知观测值的量化信噪比（quantized signal to noise ratio，quantized SNR），同时图像的重构质量得到了提升。非对称代价函数的稀疏卷积非负矩阵分解方法
摘要：提出一种基于非对称代价函数的稀疏卷积非负矩阵分解方法。该方法利用板仓-斋藤距离作为目标代价函数来衡量目标矩阵与重建矩阵的差异，使得较小的矩阵元素具有较小的重建误差，并且该代价函数具有尺度不变性的特点。为了考察其在弱语音成分重建方面的优势，将本文提出的算法应用于耳语音谱分解及重建实验。实验结果表明，与基于欧氏距离和基于 Kullback-Leibler（K-L）散度的卷积非负矩阵分解算法相比，本文算法对于弱语音成分具有更好的重构效果，重建后的语音信号具有较大的可懂度。LFMCW 信号的周期 FRFT 域自适应检测与参数估计
摘要：针对现有雷达信号检测方法中检测门限较难确定的问题，本文基于周期分数阶 Fourier 变换（PFRFT）提出了一种 LFMCW 信号自适应检测与参数估计方法。首先介绍了周期 FRFT，分析了周期 FRFT 的匹配特性和处理增益；然后推导计算了高斯白噪声背景下的 LFMCW 信号周期 FRFT 域的概率统计特性，结合 Neyman-Pear-son 准则自适应地确定检测门限，实现了低信噪比下 LFMCW 信号的快速检测和参数估计。理论分析和实验仿真表明了该方法的有效性。OFDM 中继系统中减少反馈的节能机制研究
摘要：针对正交频分复用（OFDM）中继系统中上行反馈负荷过多和两跳链路能量消耗过大的问题，提出了一种减少系统上行反馈的节能机制（RFSE）。首先，根据用户的反馈中断概率，分别为中继和基站设置反馈门限；然后，通过信道的状态变化动态调整反馈门限，以达到减少系统反馈量的同时保证系统反馈量的稳定。最后，根据中继系统两跳链路中速率不匹配的规律，调整基站和中继处的发射功率，以达到减少系统能耗的目的。仿真结果表明，与减少信道反馈信息分布式调度（RRFD）机制相比较，RFSE 机制在减少系统反馈的同时，不仅保证了系统反馈量的稳定性，而且极大程度地减少了系统能耗。基于约束加权最小二乘的多站无源定位
摘要：针对传统加权最小二乘算法在噪声较大时会出现门限效应的问题。本文将约束加权最小二乘算法应用于多站无源定位，分别提出了基于多站时差定位的约束加权最小二乘算法以及基于时差频差联合定位的约束加权最小二乘算法。算法首先将非线性观测方程转化为两个伪线性方程，然后对伪线性方程加入限制条件，得到目标位置。仿真实验表明，与经典加权最小二乘算法及其改进算法相比，新算法在计算量增大不多的情况下扩展了适用范围，当噪声超过门限值时依然能获得较高的定位精度。新算法对噪声具有较强的鲁棒性，能有效克服门限效应带来的影响。
