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信号处理 2017年第02期杂志 文档列表

信号处理杂志论文与技术报告

高速弱小目标检测的并行处理方法与性能分析127-134

摘要：长时间相干积累是一种提高高速弱小目标检测性能的有效手段。针对传统的长时间相干积累方法因为引入跨距离单元与跨多普勒单元因素面临的计算量巨大的问题,我们提出了在距离维以跨距离单元数目为索引的并行处理方法。首先,基于高速目标在一个相干处理间隔内的运动特性,本文建立了匀加速直线目标运动模型。然后,依据跨距离单元数,我们对回波数据进行并行重组,并沿慢时间维进行快速傅里叶变换处理,输出幅度超过第一门限的参数组合通过粒子群算法再在（距离,速度,加速度）维上对重组后的回波数据进行小范围搜索。算法输出对应的峰值与第二门限比较从而做出目标判决。该方法通过两次门限设置以及粒子群算法大大简化了搜索的复杂度与运算量,使算法更具有硬件可实现性。最后,我们给出了实验仿真,分析了积累损失上限,验证了该算法的有效性。

改进的量子图像水印算法135-143

摘要：量子图像水印算法是量子图像处理的典型问题,目前国内外文献还相对较少,且大多针对单色图像。本文分析了一种典型的基于量子傅里叶变换的量子图像水印算法存在的不足,然后提出了改进措施。具体包括三个方面,首先,提出一种改进的量子图像描述方法,将单色图像推广到彩色图像;第二,将水印图像的幅度提高到与载体图像相同;第三,给出了水印嵌入和抽取的量子策略。经典计算机上的仿真结果验证了提出方法的有效性及可行性。

纠正同步错误的反转级联水印码的迭代译码144-151

摘要：为提高插入删节信道下反转级联水印码（Reverse Concatenated Watermark Code）的译码性能,本文设计了一种反转级联水印码的硬判决迭代译码方案。该方案在反转级联水印码内译码器中引入外译码器输出的硬判决估计序列,交织后的硬判决序列和水印序列的异或作为内译码器的更新后的参考序列,从而减小了码字序列对水印码的影响,改善了水印译码器的参考信息。前后向估计方法利用该参考序列和更新后的有效替代错误概率计算输出概率,进一步用于计算前向度量值和后向度量值,提高了内译码器输出的每个比特的似然信息的可靠度,改善了整体性能。仿真结果表明,当反转级联水印码方案采用硬判决迭代译码算法时,整体性能得到有效提高。

信号处理杂志算法研究

利用功率谱最大最小值的频谱感知算法152-157

摘要：为了提高频谱感知性能,首先利用功率谱函数特性和瑞利熵概念,从理论上分析了基于功率谱的频谱感知算法原理,提出一种以功率谱的最大最小值之差作为检测统计量的频谱感知新算法;然后推导给出了检测门限和检测概率表达式;最后给出了仿真结果。理论分析和仿真结果表明,在加性高斯白噪声信道和Rayleigh衰落信道中本文算法都具有良好的检测性能,性能优于已有的利用功率谱的频谱感知算法,该算法不需要主用户信息,不用进行复杂的特征值分解,当虚警概率确定时,检测门限能准确给出。

近距离超宽带调频连续波雷达非线性校正研究158-167

摘要：调频连续波雷达凭借其结构简单、造价低廉等优势在目标探测与识别等方面体现出重要的应用价值,然而系统的非线性调制问题成为制约其性能的重要因素。传统的非线性校正方法能够在一定程度上估计非线性,但估计过程中的误差传递问题导致校正效果并不理想。基于该问题,本文提出一种基于多项式回归的方法实现非线性的准确估计。所提算法首先将非线性相位建模为多项式函数,然后通过多项式回归实现参数的联合估计,以消除误差传递问题。基于估计出的参数,通过时域重采样操作实现非线性的校正。仿真结果表明,所提算法不仅能够准确估计出多项式参数,而且在一定信噪比下比传统算法更接近克拉美—罗界。X波段FMCW雷达实测数据处理结果显示,本文所提算法可以有效消除非线性误差。

分层异构网络中基于斯坦克尔伯格博弈的资源分配算法168-177

摘要：分层异构网络中当家庭基站与宏基站共享频谱时,它们之间总是存在干扰,导致用户性能较差。如何分配资源以获得高谱率和高容量、保证用户性能一直是研究的重点。本文提出了一种异构蜂窝网络中基于斯坦克尔伯格博弈的家庭基站与宏基站联合资源分配算法,算法首先基于图论的分簇算法对家庭基站进行分簇,并与宏用户联合信道分配,以减少家庭基站之间的同层干扰和家庭基站层与宏蜂窝的跨层干扰;然后建立了联合家庭基站发射功率以及宏用户接入选择的斯坦克尔伯格博弈,推导出领导层博弈达到纳什均衡时的家庭基站发射功率的表达式,并据此为宏用户选择合适的接入策略。效用函数考虑用户的信干噪比,保证用户的性能。仿真结果表明,该算法能够有效地提高宏用户的信干噪比（SINR）,家庭用户的性能也得到改善。

迭代预测正交匹配追踪算法178-184

摘要：正交匹配追踪系列算法中,每次迭代在原子库中选择和残差匹配的多个原子是主流的改进方向,但对多原子的选择标准却鲜有深入研究,一般是选择原子库中与残差相关系数中最大的K个原子,或者选择所有大于某一阈值的原子。本文以正交匹配追踪算法为原型,运用统计学方法,研究了相邻两次迭代中与残差相关系数最大的原子之间的关系,得出了其相关系数具有区间性的结论,这对一次迭代选择多个原子具有指导意义。该结论可以支撑对下一步迭代中的原子进行高概率预测。基于此,本文提出了迭代预测正交匹配追踪算法,实验结果表明,相对于其他匹配追踪算法,其在保证重构精度未降低的情况下,耗时有较大幅度降低。

MIMO多中继系统中基于不完全信道状态信息的预编码算法研究185-191

摘要：针对配置多个中继节点的多输入多输出（Multiple-input Multiple-Output,MIMO）系统,提出一种不完全信道状态信息（Imperfect channel state information,CSI）下基于最小均方误差（Minimum Mean-Squared Error,MMSE）准则的预编码设计方案,该方案综合考虑各个节点天线之间的相关性及信道估计误差。由于各个中继端预编码矩阵之间可视为相互独立,故将约束优化问题转化为若干半正定规划问题,继而通过内点法或CVX工具箱求解预编码矩阵,然后采用求导法推导出接收端处理矩阵。最后利用迭代算法交替迭代来联合优化预编码矩阵和接收端处理矩阵,直到算法收敛。仿真结果表明,与未能综合考虑各个节点的预编码算法相比,本文提出的算法能明显改善系统BER性能。

改进的压缩感知测量矩阵优化方法192-197

摘要：压缩感知理论中,测量矩阵优化是一类通过减小测量矩阵与稀疏字典的互相关性来改善测量矩阵性能的方法。本文提出一种能够同时降低整体相关系数和最大值相关系数的测量矩阵优化算法,该算法分为两步：一是通过平均化Gram矩阵特征值来降低测量矩阵的整体相关系数;二是利用阈值函数收缩Gram矩阵非对角线上较大值。两个步骤交替执行,直到解出符合优化要求的测量矩阵。该算法在保证整体相关系数降到最低的同时,又使最大值相关系数显著降低。实验结果表明,与现有算法进行对比,本文方法在降低相关系数和重构成功率上都有一定优势。

信号处理杂志应用

基于指示信息的带碰撞避免的载波侦听多址技术198-207

摘要：本文从现有协议中DCF机制的基本和RTS/CTS两种工作模式出发,提出一种基于指示信息的带碰撞避免的载波侦听多址技术,根据不同工作模式分为三种改进模式。针对两种对数据帧长适应性较好的改进工作模式,即改进的基本模式和改进的RTS/CTS模式一,本文提出在整个网络数据传输速率固定的条件下,可设定数据帧长阈值,根据传输数据帧长与阈值关系实现两种改进模式的动态切换,最大化地缩短碰撞处理时间,降低随机回退产生的额外系统开销。NS2仿真结果表明,基于指示信息的带碰撞避免的载波侦听多址技术相比于现有的DCF机制具有更好的系统性能。

机会全双工/双向中继策略208-215

摘要：传统双向中继（Two-way relaying,TWR）策略在信道和数据速率非对称性条件下性能较差。本文提出一种机会全双工/双向中继策略,提高无线中继系统在信道和数据速率非对称条件下的中断概率性能。以最优中断概率为准则,将机会全双工/双向中继策略建模为传输时间分配问题,给出了机会全双工/双向中继策略最优时间资源和中继功率分配方案。仿真结果表明,与传统的全双工中继（Full-duplex relaying,FDR）和双向中继（TWR）比较,所提策略能够获得更好的中断概率性能。

大规模MIMO异构网场景下的空间消隐干扰协调方案216-222

摘要：针对宏小区和微小区共存的大规模MIMO异构网场景,本文提出了一种针对组间干扰,弥补＂空间消隐＂的干扰协调方案。该方案利用迭代判定水平维度与垂直维度的重叠角度范围内用户组产生的部分信干噪比的方法,对用户组加以区分,进而采用不同的服务方式服务不同的用户组,以弥补＂空间消隐＂,消除组间干扰。宏基站与微基站皆采用大规模天线,宏小区与微小区采用不同的预编码方式来降低复杂度以及减小组间干扰。仿真结果表明,该方案能够获取较高的用户组速率和系统性能。

α稳定分布噪声下基于核方法的非线性信道均衡算法223-228

摘要：为了提高α稳定分布噪声下非线性信道均衡器的性能,本文利用核方法处理非线性问题,结合最小平均p范数算法的核心思想,构造了α稳定分布噪声下基于核方法的非线性均衡器,提出并推导了α稳定分布噪声下核最小平均p范数均衡算法。首先,通过核函数将接收信号映射到高维特征空间;然后,在高维特征空间中利用LMP算法对信号进行均衡;最后,将均衡器的输出信号表示为内积形式并利用核函数将其转化到输入空间进行计算。理论分析和仿真实验结果表明,与核最小均方算法和最小平均p范数算法相比,新算法在保证收敛速度的前提下降低了稳态误差,能够更好地对α稳定分布噪声下的非线性信道失真进行补偿。

信号处理杂志短文与研究通讯

语音合成系统中语音库样本能量均衡方法研究229-235

摘要：语音合成（Text to Speech,TTS）技术是实现人机语音通信的一项关键技术,语音库的质量是决定TTS效果的重要因素。本文针对TTS语音库制作周期长,发音人录音状态（音色、能量）差异而导致的TTS语音数据库录制后能量不一致问题,提出了一种语音能量均衡方法,包括时域包络波动检测和帧能量平均两个步骤。首先分析获得标准语音的相关能量参数和波动参数作为模板,利用时域包络波动检测算法对预调节语音样本的合格性进行检验;最后,根据帧能量平均准则,对所有合格语音样本进行时域幅值调整,以最大限度地保证语音库整体能量的一致性。实验结果表明,本文提出的语音能量均衡方法可以有效提升TTS语音库质量,具有实际工程意义。

基于EOG的阅读行为识别中眨眼信号去除算法研究236-244

摘要：由于眼电图（EOG）能反映不同行为状态下的眼球运动模式,因此,基于EOG的阅读行为识别已经成为一个新的研究热点。为了降低眨眼信号对阅读行为识别的影响,提高正确率,本文提出了一种基于独立分量分析（ICA）的眨眼信号去除算法。该算法首先利用ICA方法从原始多通道EOG信号中分离出眨眼信号,然后通过计算各输出通道的峭度值,自动识别眨眼信号通道,将其置零后映射回原始观测信号以达到噪声去除目的。实验室环境下,对降噪后的EOG信号进行阅读状态识别,其平均正确率达到95.5%,相比较原始EOG信号、带通滤波法及主分量分析方法（PCA）分别提升了3.39%,5.00%和2.70%,实验结果验证了所提算法的有效性。

天线组阵中基于SUMPLE的联合信号检测245-251

摘要：针对低信噪比下天线组阵信号的检测问题,本文提出了一种基于SUMPLE合成的联合检测算法。传统信号检测算法在低信噪比下的检测效率很低,并且难以直接应用于多天线组阵系统。本算法综合利用SUMPLE合成时权值收敛特性以及各路信号之间强相关性,对信号存在性进行检测。理论分析和仿真结果表明,该算法具有适用于多天线组阵系统以及检测概率高的优势。并且在接收信号信噪比低至-12 d B时,算法仍然有80%以上的检测概率,提高了传统多天线组阵信号检测的性能。

中国高科技产业化研究会第十一届全国信号和智能信息处理与应用学术会议征文通知252-252

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2017年6月下旬（具体时间和地点待定）召开全国第十一届信号和智能信息处理与应用学术会议。经由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。