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信号处理 2016年第04期杂志 文档列表

信号处理杂志论文与技术报告

分布式MIMO天波超视距雷达阵地配置379-387

摘要：该文研究了基于目标位置估计克拉美罗界（Cramer-Rao Bound,CRB）的分布式多输入多输出（Multi-Input Multi-Output,MIMO）天波超视距雷达收发天线阵地配置问题。根据收发天线阵地、电离层信道和目标的几何位置,给出了分布式MIMO天波超视距雷达目标位置估计的CRB,以该CRB为目标函数,以收发阵地的位置、个数等为优化变量,建立了收发阵地配置优化方程。该优化方程为非线性混合整数规划问题,求解困难。为此,采用数字射线追踪方法将收发阵地的位置转化为关于电离层反射面的镜像位置,将其转化成一个非线性0-1规划问题。对二进制编码的量子行为粒子群优化（Binary Quantum-Behaved Particle Swarm Optimization,BQPSO）算法加以修改用于求解该问题。最后,对不同阵地个数、目标和信道条件下的阵地配置进行了仿真分析,给出了相应条件下的阵地配置策略,并对修正BQPSO算法的性能进行了简要分析。

矢量垂直阵的物体深度辨识研究388-394

摘要：为有效对水面物体、水下物体实现深度判决,研究了利用垂直布设的矢量水听器组的声压和水平振速互谱函数有功分量的正负号进行判决的方法,该方法适用于变声速环境的浅海甚低频（VLF）声场物体深度辨识。依据在波导中只存在两阶简正波的条件,分析水域深度与探测频率范围的关系,并就几种不同声速剖面情况进行仿真分析。对千岛湖水声试验中的数据进行处理,辨识结果和实际深度符合良好,正确率80%及以上。

二维稀疏信号的联合压缩感知方法研究395-403

摘要：传统的压缩感知理论主要考虑一维稀疏信号的感知和重构。当待处理信号是二维（2 dimension,2D）或多维时,若直接将信号向量化处理,会造成感知矩阵维度急剧变大,使得存储和后续的重构复杂度大大增加,同时重构性能下降。为实现对2D信号的高效感知和快速重构,本文首先构建一个针对2D信号的模拟信息转换（Analog-to-Information Conversion,AIC）感知框架,通过行、列同时感知的策略实现量测值获取,以达到降低量测值存储维度的目的;其次针对压缩采样后的量测数据,提出一种2D快速迭代收缩阈值算法（2D Fast Iterative Shrinkage-Thresholding Algorithm,2D-FISTA）,并对该算法的基本迭代格式、收敛条件、参数选择以及算法收敛速度等问题进行了详细分析。仿真结果表明,所研究的算法可直接处理2D信号,具有重构速度快和存储量低等优势。

信号处理杂志算法研究

比特谱相关改进循环谱的单通道混合信号参数估计快速算法404-416

摘要：为了应对复杂环境下非合作通信、电磁频谱监管等宽带接收中存在的先验信息缺失,针对单通道混合信号的参数盲估计问题,提出了一种基于比特谱相关算法改进循环谱估计的快速算法。针对信号集{BPSK、QPSK、OQPSK、8PSK、8QAM、16QAM、16APSK、32APSK、CPM},系统给出整套参数估计算法流程,通过高阶累积量以及功率中心方法确定信号个数以及载波频率,然后利用改进循环谱提取符号速率谱线,完成单通道混合信号参数估计。论文对改进算法的统计特性进行了理论推导。理论和实验表明：算法不需要同步码等先验信息,适用于高斯噪声信道和多径平坦衰落信道,同时降低了计算复杂度、存储空间、估计方差以及数据量的需求,当混合信号等功率混合时,且信噪比分别为-4 d B和-1 d B时,算法对载波频率和符号速率的估计正确率可以达到90%,验证了算法的有效性和可行性。

多优先级的异构网络多路径并行视频传输算法417-423

摘要：为了在异构网络环境中使用多路径高效的并行传输高质量的视频流,本文针对H.264视频编码中不同的图像帧丢失后对解码造成的不同影响,提出了一种多优先级的多路径并行视频分配算法。所提出的算法将不同图像帧分成两个优先级,并根据整个网络的实时状态动态的把视频流分配到不同的路径中,使得系统在接收端丢失最少的图像帧。仿真结果表明,所提出的算法可以大大减少网络的丢帧率,提升网络传输视频数据性能。

高分辨率SAR图像舰船目标几何结构特征提取424-429

摘要：随着SAR图像分辨率的提高,利用SAR图像进行舰船识别成为遥感卫星获取海洋情报的新途径。几何结构特征是对目标的直观描述,提取方法简单,成为对舰船目标进行初分类的重要依据。本文首先介绍了几种典型的几何结构特征及其计算方法,并分析了它们在舰船识别中的作用,然后提出了一种基于方位角估计的几何结构特征提取方法：对图像进行预处理抑制旁瓣,利用矩技术估计方位角,旋转目标至水平状态,采用逐步逼近的方法获得最小外接矩形,进而提取其他几何结构特征。实验结果证明本文方法提取的几何结构特征准确度高,算法稳定性好。

利用多尺度融合的SAR图像变化检测方法430-437

摘要：为充分利用图像的细节信息,提高变化检测算法的鲁棒性和稳健性,本文融合了多个尺度间的特征,提出了一种自适应SAR图像变化检测方法。首先采用小波函数对对数比差异图进行多尺度分解,而后采用独立重构的方式,得到不同尺度下的重构图像。接着采用均值循环迭代分割算法,以甄别变化区域与未变化区域。最后将不同尺度下的判别结果,采用马尔科夫随机场融合的方式,来获取最终的变化二值图。通过对不同尺度下的图像进行融合,该方法不仅有效地利用了尺度信息,而且对边缘的检测更加细致。实验结果表明该算法能够有效地提高SAR图像变化检测的精度和鲁棒性。

单基地MIMO雷达中基于改进传播算子的二维DOA估计算法438-443

摘要：单基地多输入多输出（Multiple input multiple output,MIMO）雷达中,针对传播算子算法在低信噪比和小快拍数环境下进行二维波达方向（Direction of arrival,DOA）估计性能下降的实际问题,提出了一种基于改进传播算子（Propagator method,PM）的二维DOA估计算法。该方法将数据共轭重构的思想应用到传播算子的估计中,借助传播算子的线性变换得到方向矩阵,由方向矩阵还原出二维波达角信息,利用矩阵变换与结构特点实现了仰角和方位角的自动配对。复杂度分析和仿真结果表明,该算法具有较低复杂度的同时,改善了传播算子算法在快拍数有限、低信噪比条件下的估计性能,实现二维DOA的自动配对。

利用样本特征的盲频谱感知算法444-450

摘要：为克服噪声不确定度及噪声方差的影响,利用样本特征构造了新的检验统计量,推导了频谱空闲、频谱占用时检验统计量的概率密度函数,提出基于F分布的盲频谱感知算法,但其判决门限受采样点数影响;为此,利用Anderson-Darling准则提出基于F分布的拟合度检验算法。在高斯信道下对两种算法进行了仿真,并与能量检测算法、GOF算法仿真结果比较可知,所提两种算法性能优于噪声方差已知的能量检测算法,并克服能量检测算法、GOF算法受噪声不确定度以及噪声方差影响这一缺陷。

卫星通信中快速非线性信道RLS均衡算法451-456

摘要：幅度相位联合调制（Amplitude Phase Shift Keying,APSK）信号经过卫星信道时容易引起非线性失真,产生码间串扰。为此,本文将Wiener均衡应用于APSK卫星通信中,并提出了一种快速非线性信道递归最小二乘（Nonlinear Channel Recursive Least Squares,NCRLS）均衡算法,在传统NCRLS算法的基础上,建立了遗忘因子与步长因子的关系,推出了变遗忘因子的非线性信道递归最小二乘（Variable Forgetting Factor Nonlinear Channel Recursive Least Squares,VFFNCRLS）均衡算法,有效地提高了收敛速度。仿真结果表明,VFFNCRLS算法有效地纠正了非线性失真信号的星座扭曲和频谱再生,解决了卫星通信系统中有记忆非线性信道失真的问题,相比传统算法,具有较快的收敛速度和较好的稳定性。

信号处理杂志应用

放大转发认知中继协作系统中继增益分配方案和性能分析463-473

摘要：由于在传统的放大转发认知中继协作方案中,中继增益因子的分配只考虑了部分主、从系统参数,使得系统的能量效率较低、系统资源未被充分利用。为此,基于主系统传输速率约束和从系统终端接收信号平均误符号率最小准则,文章提出了一个新颖的中继增益最优化分配方案,获得了中继增益最优化精确解以及相应的上、下限封闭解析解;并基于获得的最优化中继增益,分析了系统的平均误符号率。结果表明,文章所获得的中继增益因子分配方案由于不仅考虑了从信源功率和从信源-中继链路增益,而且还综合考虑了中继-从信宿链路和主系统参数,可以实现系统资源的最优化配置,系统性能得到改善。

基于无人机与空间稀疏性的卫星干扰源定位方法474-478

摘要：经典的卫星干扰源定位是基于TDOA/FDOA参数测量的双星定位,包含信号参数估计和目标干扰源定位两个阶段。在参数估计阶段,该方法并没有考虑到所有的信号参数测量都是相对于同一位置的干扰源,因此该定位算法并不优化。此外,卫星星历的精度不高尤其是星历中卫星速度难以精确预测,导致了较大的多普勒频差参数估计误差,从而制约了卫星干扰源的定位精度。本文提出使用单个无人机代替卫星来接收干扰信号,利用干扰源在地面空间分布的稀疏性,求解满足目标信号多普勒频移关系的凸优化问题来实现干扰源定位。该定位方法融合了所有测量信号的信息,在一个阶段中完成定位,蒙特卡洛仿真证实该方法能实现高精度卫星干扰源定位。

机载高分辨滑动聚束SAR成像处理方法479-487

摘要：针对机载滑动聚束合成孔径雷达（SAR）高分辨率成像问题,在提出采用参考信号进行系统通道误差校正和高分辨滑动聚束成像运动补偿方法的基础上,结合基带方位向变标（BAS）算法,给出一种机载高分辨率滑动聚束SAR成像方法。首先,在频域推导了基于参考信号对回波信号进行幅度校正和相位补偿的方法;然后基于斜视成像几何模型,推导了机载滑动聚束SAR平台运动参数与多普勒参数之间的关系,给出从多普勒估计参数中估计运动参数和补偿运动误差的方法。采用该成像处理方法,某型星载SAR机载试飞试验成功实现了滑动聚束模式高分辨率成像,验证了方法的有效性。

信号处理杂志短文与研究通讯

利用微动信息矩阵的弹道目标特征提取算法488-495

摘要：为满足反导作战的现实需求及解决强噪声环境下弹道目标特征提取问题,提出了一种新的基于宽/窄带混合体制雷达的弹道目标特征提取算法。该算法分析了宽/窄带信号对应的微动特征,运用Viterbi算法分离并提取出各散射中心的微动曲线。在此基础上,根据宽/窄带微动特征的相关性,结合改进自相关法和最小二乘估计方法,构建并解算出目标最强散射中心对应的微动信息矩阵。最后利用散射中心关联和一致性匹配融合方法,构建多元方程组并求解,得到目标的微动特征和结构参数。仿真结果表明：当信噪比为0 d B时,该算法估计得到的目标微动特征和结构参数的均方根误差的量级均为10^（-2）。

分布式圆阵空间宽带声源定位方法496-503

摘要：为提高空间声源定位精度、减少计算量、提高噪声鲁棒性,提出了一种高精度的分布式圆阵空间声源定位方法。该方法首先将声信号通过聚焦矩阵转换成窄带信号,再利用空间谱及其相位信息的群延迟函数乘积消除无关伪峰,得到高精度声源波达方向估计。然后借助于区域质心在三维坐标系的各投影面分别建立粗略信号源区域。最后结合联合可控响应功率相位,进行区域收缩,得到粗略收缩区域,并将互功率谱最大点作为声源定位估计。该方法利用群延迟函数提高了空间谱信息利用率,得到高精度波达方向估计,增强了初始区域的可靠性;区域质心收缩和可控响应功率相位联合应用,可快速锁定声源位置,降低搜索的复杂度。另外分布式阵列的大孔径、对子阵位置变化不敏感的特性增强了该方法对噪声的鲁棒性。仿真实验验证了该算法能实现高精度声源定位。

中国高科技产业化研究会第十届全国信号和智能信息处理与应用学术会议征文通知504-504

摘要：中国高科技产业化研究会智能信息处理产业化分会拟定于2016年10月中下旬（具体时间和地点待定）召开全国第十届信号和智能信息处理与应用学术会议。经有我会专家组成的论文评审委员会评审并被录用的论文，全部在国家中文核心期刊《计算机工程与应用》出版的专刊上发表，出版的专刊赠送两册给每篇论文的第一作者。