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信号处理 2017年第05期杂志 文档列表

信号处理杂志论文与技术报告

用于跨库语音情感识别的DBN特征融合方法649-660

摘要：跨数据库语音情感识别中,将不同尺度上提取的情感特征进行融合是目前的技术难点。本文利用深度学习领域的深度信念模型,提出了基于深度信念网络的特征层融合方法。将语音频谱图中隐含的情感信息作为图像特征,与传统情感特征融合。研究解决了跨数据库语音情感识别中,将不同尺度上提取的情感特征进行融合的技术难点。利用STB/Itti模型对语谱图进行分析,从颜色、亮度、方向三个角度出发,提取了新的语谱图特征;然后研究改进的DBN网络模型并对传统声学特征与新提取的语谱图特征进行了特征层融合,增强了特征子集的尺度,提升了情感表征能力。通过在ABC数据库和多个中文数据库上的实验验证,特征融合后的新特征子集相比传统的语音情感特征,其跨数据库识别结果获得了明显提升。

无线网络中基于变分消息传递的分布式协作定位算法661-668

摘要：针对基于消息传递算法的节点定位方法复杂度和通信开销较高的问题,提出一种适用于节点可移动网络的低复杂度低协作开销的节点自定位算法。为降低通信负载,该算法将消息约束为高斯型函数,网络中只需传输各消息的均值和方差,并采用适用于指数模型的变分消息传递（VMP）算法以降低计算复杂度。首先,根据节点的历史轨迹对节点位置进行预测,得到当前时刻的先验信息。然后,在因子图上按照VMP消息更新规则、通过迭代近似求解节点位置变量的后验分布。在消息更新中,对于非线性测距模型引起的非高斯置信,通过非线性项的二阶泰勒级数展开将其近似为高斯型函数。最后,根据最大后验估计准则得到位置估计。仿真结果表明,该算法的定位精度与基于非参数化置信传播的SPAWN（Sum-Product Algorithm over a Wireless Network）接近,但计算复杂度和通信负载均显著降低。

信号处理杂志算法研究

60 GHz毫米波通信中贪婪迭代的波束成形方法669-675

摘要：目前,60 GHz毫米波通信标准（802.11.ad,802.15.3c）中采用基于码本的波束成形技术,其性能仍有提升空间且在天线数较大时,搜索复杂度较高。该文基于以上两点提出了一种贪婪迭代的波束成形方法。首先寻找最佳分区中的中心波束作为初值,然后逐次在每根天线上选取移相器可能取值（1,-1,i,-i）中的最优值作为权重值,最后在收发端进行迭代,直至算法收敛。仿真表明,该方法不仅能够获得更高的频谱效率,同时具有线性复杂度,在毫米波阵列天线数较多时具有较大的优势。

基于非线性滤波的非对称PCMA信号盲分离676-686

摘要：针对非对称PCMA（Paired Carrier Multiple Access）信号盲分离问题,在一种低复杂度的盲分离结构基础上,提出了一种基于非线性滤波的盲分离算法,并深入研究了弱信号影响下强信号解调误码率理论界。该算法在混合信号按强信号同步的基础上,利用弱信号波形的可预测性,引入非线性滤波的方法对弱信号的波形进行预测,从混合信号中减去预测的弱信号波形来降低强信号解调误码率。仿真结果表明,经非线性滤波后强信号解调误码性能比对混合信号直接硬判决时强信号解调误码性能有较大提升。

基于Weichselberger模型的3D MIMO信道建模研究687-694

摘要：3D MIMO（Three Dimension Multiple Input Multiple Output）技术是下一代通信系统（5G）关键的技术之一。为了更好地评估3D MIMO通信系统的性能,需要建立一种准确的3D MIMO信道模型。在现有的3D MIMO信道模型中,3D Kronecker模型由于其简单性而得到广泛应用。但3D Kronecker模型假设收发两端是不相关的,与实际信道特性不符。为解决该问题,本文在WINNER II中2D信道模型的基础上引入仰角维度,建立3D MIMO信道模型,并推导收发两端的相关矩阵,通过分解收发两端相关矩阵构建3D Weichselberger模型。本文着重分析六种典型场景下3D Weichselberger模型的空间耦合矩阵,并通过理论推导分析各种场景下的3D MIMO信道特征,同时推导出3D Weichselberger模型的互信息上限的表达式。仿真结果显示,相对于3D Kronecker模型,3D Weichselberger模型能更准确地描述3D信道的传播特征。

信号处理杂志应用

相参短脉冲辐射源双站TDOA/FDOA直接定位算法695-702

摘要：当目标辐射源脉冲信号持续时间较短时,FDOA引起的信号脉内相位变化很小,几乎可以忽略,无法实现TDOA和FDOA联合定位。针对上述问题,通过对相参辐射源信号脉冲间相位补偿,提出了一种利用信号的TDOA和FDOA信息的最大似然直接定位算法。考虑采用运动双站对固定目标辐射源定位情况,以确定性未知信号为模型,推导了高斯白噪声背景下相参脉冲信号联合定位的最大似然估计算法,仿真分析验证了该算法可以利用双站实现对短脉冲相参辐射源的TDOA/FDOA定位。此外,还推导了相参脉冲联合定位的CRLB,表明所提算法在常规信噪比下定位精度可以达到CRLB。

采用HDPHMM符号化器的语音查询样例检测方法703-710

摘要：提出一种基于层级狄利克雷过程隐马尔科夫模型（HDPHMM）符号化器的无监督语音查询样例检测（Qb E-STD）方法。该方法首先应用一个双状态层隐马尔科夫模型,其中顶层状态用于表示所发现的声学单元,底层状态用于建模顶层状态的发射概率,通过对顶层状态假设一个层级狄利克雷过程先验,获得非参贝叶斯模型HDPHMM。使用无标注语音数据对该模型进行训练,然后对测试语音和查询样例输出后验概率特征矢量,使用非负矩阵分解算法对后验概率进行优化得到新的特征,然后在此基础上,应用修正分段动态时间规整算法进行检索,构成Qb E-STD系统。实验结果表明,相比于基于高斯混合模型符号化器的基线系统,本文所提出的方法性能更优,检索精度得到显著提升。

基于区间二型模糊神经网络的高分辨率遥感影像分割方法711-720

摘要：高分辨率遥感影像同质区域地物目标异质性增大,光谱测度空间复杂性增加使像素类属的不确定性以及分割决策不确定性增大,引起分割精度下降。提出一种基于区间二型模糊神经网络的高分辨率遥感影像监督分割方法。对同质区域构建一型高斯隶属函数模型刻画像素类属的不确定性;模糊化高斯隶属函数参数构建区间二型模糊模型处理分割决策的不确定性;以训练样本在所有类别中的一型模糊隶属度及上、下隶属度为输入,建立模糊神经网络模型并融入像素邻域关系作为模糊决策。采用文中算法、FCM方法、HMRF-FCM及区间二型模糊神经网络方法分别对合成影像及真实高分辨遥感影像进行分割,定性与定量的对比分析验证了文中算法具有更高的分割精度。

随机共振应用于窄带PSK信号处理的研究721-731

摘要：非线性随机共振系统能够有效利用噪声能量增强微弱周期信号,可用于强噪声背景下的微弱通信信号检测。本文提出基于人工鱼群算法的自适应随机共振方法处理相移键控（PSK）信号,分别从算法应用于参数估计、应用于降低检测信噪比门限、应用于提高带内信噪比三个角度分析算法对PSK信号检测性能带来的提升,阐述了采样率在窄带PSK信号参数估计的随机共振中的作用。理论分析和仿真结果表明,对比传统谱线法其能够明显提升PSK信号参数估计性能,将参数估计信噪比门限降低3~6 d B,并具有良好的收敛性能。此外,验证随机共振直接处理窄带周期信号没有实际提升效果。

协作干扰下的非可信中继与全双工目的节点系统的遍历安全容量分析732-740

摘要：研究了一种非可信放大转发中继与全双工目的节点相结合的传输模型。为提升系统安全性能,提出了全双工目的节点干扰（full duplex-destination based jamming,FD-DBJ）策略。同时结合半双工目的节点干扰策略以及放大转发中继策略对比分析系统安全性能。在瑞利衰落信道下,通过合理的近似分析推导出三种策略遍历安全容量的近似闭合表达式。分析与仿真结果显示,在高信噪比下,理论分析曲线与蒙特卡洛仿真结果基本吻合,并对三种策略的性能进行对比,凸显出FD-DBJ策略的性能优越性。并分析了FD-DBJ传输策略的最优功率分配因子。

信号处理杂志短文与研究通讯

改进传播算子的角度和多普勒频率联合估计算法741-748

摘要：在角度和多普勒频率的联合估计中,针对传统传播算子算法在低信噪比下精度差的问题,提出了一种改进传播算子算法。该算法首先利用时域平滑技术得到扩展流型矩阵,并使用传播算子矩阵的平移不变性获得角度的粗略估计;然后,构造与扩展流型矩阵具有正交关系的新传播算子矩阵,并以此建立2维优化问题的目标函数;最后,引入导向矢量的Frobenius范数约束,将2维优化问题转换为1维优化问题,通过1维局部搜索获得角度和多普勒的精确估计。本文算法不需要对协方差矩阵进行特征值分解,角度和多普勒估计结果可以自动配对。仿真实验表明,本文算法有较高的估计精度和分辨率。

结合多元信息聚类与空间约束的遥感图像分割方法749-757

摘要：为了解决传统聚类算法对聚类表征特征量的依赖性以及定义的不完备性,结合遥感图像的数据的空间位置关系提出了一种结合多元信息聚类与空间约束的遥感图像分割方法。针对某一聚类数据,以若干数据点（多元）组合的方式遍历其所有数据点,并定义多元组合的互信息,以表征该聚类的类内相似性;通过计算类外像素对类内多元组合的互信息,刻画类间的非相似性。在此基础上建立类内相似性和类间差异性,然后结合两者之间的平衡关系建立目标函数,并将Potts模型扩展到目标函数以加入空间约束,最后通过最大化目标函数实现图像分割。对模拟及真实全色遥感影像分割结果的定性、定量分析表明：结合多元信息聚类与空间约束的遥感影像分割方法可以避免聚类表征特征量的定义,从根本上消除其对图像分割的影响,并充分考虑遥感数据的空间位置关系。

基于博弈论的分布式水声通信网络功率分配算法758-765

摘要：针对水下多节点通信网络节点生存时间短、服务质量差等问题,提出了一种基于博弈论的分布式功率分配算法。首先,在效用函数中考虑网络的整体干扰水平,优化网络的SINR水平,改善网络的服务质量。其次,进一步地将节点剩余能量引入到效用函数中,使剩余能量较低时节点减小发射功率,从而提高节点生存时间。所构建的博弈模型纳什均衡点具有存在性与唯一性。最后,通过仿真验证该算法能够延长节点寿命,优化系统SINR,提高节点能量效率。

系统极化码的翻转序列校验罗列连续消除译码算法766-773

摘要：系统极化码具有比非系统极化码更好的误码性能,但目前尚无明确的系统译码算法,因此通常采用非系统译码与再编码级联的方式实现系统极化码的译码,但这会带来极大的译码时延。针对这个问题,本文提出了一种基于翻转序列校验罗列连续消除算法的系统译码方案。该方案具有路径自适应的特性,利用回溯更新过程消除了再编码过程,且通过更新校验交替策略极大降低了资源占用。研究表明,与基于AD-SCL的级联译码方案相比,改进方案能降低50%的资源占用与译码延时,且其误码性能稍有提高。

《信号处理》雷达抗干扰技术专刊征稿通知774-774

摘要：雷达作为现代信息化战争中的重要组成部分,正面临着日益严峻的挑战。传统雷达已经难以适应复杂的战场电磁环境,无法在高度对抗的战场环境中工作生存。因此如何提高雷达的抗干扰性能成为学术界和工业界极为关注的热点研究问题。雷达抗干扰技术是未来雷达系统中不可或缺的关键技术,可以极大提升雷达在复杂战场中的探测能力和生存能力。随着雷达体制的发展与信号处理维度的丰富,雷达抗干扰技术在多维度干扰抑制、抗干扰波形设计、干扰自适应感知等方面还存在很多新问题和挑战。