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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 2017年第10期杂志 文档列表

信号处理杂志论文与技术报告
时变大气层效应对地球同步轨道SAR成像影响的分析与补偿1279-1286

摘要:大气层效应会导致穿过其中的星载合成孔径雷达(SAR)信号产生相位误差,并进而可能造成星载SAR成像结果出现散焦现象。大气层效应包括背景电离层效应、电离层多重散射效应以及对流层效应,由于地球同步轨道SAR(GEO SAR)合成孔径时间可达几百秒量级,因此在其成像积累时间内大气层效应会随时间变化,因此必须考虑时变大气层效应对GEO SAR成像的影响,同时亟需研究时变大气层效应对GEO SAR成像影响的补偿方法。本文详细分析了时变大气层效应对SAR信号的影响机理,建立了时变大气层效应影响下的高精度GEO SAR回波信号模型,分析了时变大气层效应对GEO SAR成像的影响,并基于方位向子孔径划分,通过提取时变大气层相位误差,对大气层效应造成的GEO SAR图像散焦现象进行了补偿。

基于运动特性约束的中段目标群角轨迹关联算法1287-1292

摘要:中段目标群角轨迹关联问题是天基跟踪监视系统的核心和难点之一。常用的基于倾角差关联方法仅利用了目标与传感器之间的几何约束方法,几何约束方法具有计算简单、不依赖目标运动特性的优点,但关联性能受观测几何关系的影响大,在中段目标群场景下关联效果不理想。该文提出一种基于中段目标群运动特性的角轨迹关联算法。首先,给出中段目标群的运动模型和角轨迹测量模型。其次,构建中段目标群的似然函数作为代价因子,采用基于二维指派的角轨迹关联算法。接下来进行Mont Carlo仿真试验,从角轨迹长度、视线测量误差、弹头诱饵间距三方面对算法性能进行验证。结果表明,该关联算法可以获得良好的中段目标群角轨迹关联性能。

低信噪比S模式应答信号相关检测方法1293-1300

摘要:针对低信噪比条件下S模式应答信号检测概率低、虚警概率高的问题,提出一种基于数据包检测、单脉冲匹配滤波和报头多脉冲检测等三次相关检测的增强识别方法。该方法首先利用数据包相关检测得到数据包位置,从而确定报头脉冲的检测门限;然后利用单脉冲匹配滤波对信号进行降噪处理,确定脉冲位置;最后估计脉冲幅度和噪声功率,利用多脉冲相关检测识别信号报头。通过这三次相关处理,该识别算法可提高S模式应答信号的准确识别率。理论推导了检测概率的数学表达式,通过计算机仿真,在期望虚警概率下,本文方法基本达到了理论检测概率,同时对比了本文方法与传统的直接匹配滤波法、脉冲前沿检测法、基带归一化互相关法的识别性能,验证了本文算法性能的优越性。

信号处理杂志算法研究
基于Spark的分层子空间权重树随机森林算法1301-1307

摘要:高维数据的很多特征与类别的相关性弱,影响了随机森林的分类正确率。针对原始随机森林算法在高维数据上的分类问题,提出了一种分层子空间权重树随机森林算法。同时,传统的单机模式无法满足高维数据计算效率的需求,因此利用开源集群计算框架Spark在内存缓存和迭代计算上的优势,将所提算法在Spark上实现。所提算法采用以决策树为单位的分层抽样来生成特征子空间,在提高单棵决策树性能的同时,保证决策树之间的多样性;并且采用权重树的集成策略,使分类能力强的树在集成过程中影响力更大。通过在Mnist和Gisette数据集上的实验结果表明,相比原始随机森林算法、TWRF算法以及分层子空间随机森林算法,所提算法具有更好的正确率,提高了泛化误差性能,可扩展性良好,能够有效分类高维数据。

面向面曝光3D打印的模型自适应光照均匀化方法1308-1316

摘要:基于数字光处理技术(DLP)的光固化3D打印技术是一种面曝光成型技术。面曝光工艺一次成型一个平面,因此对光照均匀度有很高的要求,而传统的DLP面光源很难达到很好的均匀度,严重时影响光固化的成型质量。针对这一问题,本文提出了一种面向面曝光3D打印的模型自适应光照均匀化方法。根据模型切片自适应地确定最大曝光区域,结合投影映射函数,通过优化得到最优的切片灰度分布,并将其与原始切片进行融合,用于3D打印。文章所提出的方法能够有效地调节成型区域的成型亮度均匀性,提高打印精度。

基于遍历容量的低轨卫星协作通信中继选择算法1317-1323

摘要:在低轨卫星通信系统下行链路中引入协作技术,可获得协作分集增益,从而减小信道衰落的影响。目前在目标通信区域内多星的覆盖率非常高,合适的中继卫星选择策略对于提升卫星通信网络的整体性能至关重要。针对这一问题,本文提出一种基于遍历容量的中继选择算法。该算法借助卫星轨道信息以及统计信道信息,综合考虑卫星高动态和资源受限的特点,通过公平性因子进行遍历容量和协作能量消耗折中,选择具有最佳权重遍历容量的节点作为协作卫星。并在此过程中,得到了卫星间协作链路信噪比概率密度闭式表达式,该表达式用来求解协作链路遍历容量。仿真分析表明,该方法可以动态的调整协作卫星的优先级,在误比特率性能和公平性之间可以达到很好的平衡,并且可以在低EIRP情况下提高卫星的服务时间。

基于小波包-FHN模型的UWB-IR信号检测1324-1331

摘要:在超宽带冲激无线电信号检测中,针对FHN神经元模型随机共振中检测信噪比受限的问题,研究分析了小波包理论及传统单阈值小波包的缺点,结合新的分段阈值小波包去噪算法,提出一种小波包与FHN神经元模型随机共振联合检测的新方法,并对所提算法的性能进行仿真验证。仿真实验表明,新方法克服了FHN模型的信噪比门限,降低了FHN模型的检测信噪比,改善了FHN模型的检测性能,可有效恢复强噪声背景下的超宽带冲激无线电信号波形。

总体最小二乘拟合的盖氏圆盘信源数估计法1332-1337

摘要:针对调整因子设置不当造成在信源数估计时盖氏圆盘法(Gerschgorin Disks Estimation,GDE)性能下降的问题,提出一种基于总体最小二乘拟合的盖氏圆盘法(Total Least Squares-Gerschgorin Disks Estimation,TLS-GDE)。该方法以圆盘半径作为拟合点进行直线拟合,若拟合点含信号圆盘半径,则拟合偏差较大,利用这一特性制定了比值阶跃准则,进行信源数判决,解决了盖氏圆盘法对调整因子依赖的问题。最后,仿真结果表明,该方法鲁棒性较好,在低信噪比下性能要优于GDE算法,更具有实用价值。

物理层安全下二元随机线性码的伴随编码构造算法研究1338-1343

摘要:在利用伴随编码提升系统安全性方面,现有研究多是从改善系统结构、增大信道差异性角度出发的,而如何从码本身的特性入手,进行物理层安全码的设计是迫切而必要的。本文提出了一类物理层安全中二元随机线性码的伴随编码算法。基于系统安全性的分析,推导了窃听方疑义度公式。基于伴随编码的基本思想,对码的一致校验矩阵进行构造,提出了一种基于最小距离优化的码构造算法,使得在扩展校验矩阵的同时,码的最小距离可以达到可取的最大值。仿真结果表明:与同码长、码率的最佳线性码(Best Known Code,BKC)以及最佳疑义度码(Best Equivocation Code,BEC)相比,所提算法构造的码具有更好的安全性,且在算法效率方面也明显优于BEC码。

基于STFD&SCMUSIC的多跳频信号DOA估计与网台分选1344-1351

摘要:为了在欠定条件下利用跳频信号的空域特征参数进行网台分选,该文提出一种基于STFD&SCMUSIC的跳频信号DOA估计算法。首先在时频域提取跳频信号的有效跳(hop),并建立该hop的空时频矩阵(STFD);然后在MUSIC算法基础上,利用噪声子空间降维思想构造SCMUSIC空间谱;最终通过半谱搜索实现DOA快速估计,进而利用DOA信息完成信号的分选;同时为了提高低信噪比算法的性能,采用形态学滤波的方法对时频图进行修正,在修正的时频图上完成跳频信号有效hop的提取。理论分析和仿真实验表明了该算法的有效性和良好的估计性能。

基于混合消息传递和部分高斯近似的联合信道估计MIMO-OFDM接收机1352-1359

摘要:本文提出了一种基于混合消息传递和部分高斯近似(Partial Gaussian Approximation,PGA)的多用户干扰消除方法,并应用到联合信道估计MIMO-OFDM接收机中。由于多用户干扰模型中存在的"乘积-求和"结构,使得选择标准消息传递规则,如置信传播(Belief Propagation,BP),期望传播(Expectation Propagation,EP),平均场规则(Mean Field,MF),或者联合方法时只能在性能或复杂度方面有所取舍。现有根据标准消息传递规则得到的最优性能接收机复杂度高,而近似程度大的低复杂度接收机性能损失严重。本文根据多用户干扰模型的自身特点,对标准消息传递规则进行了修改,提出了一种基于混合消息传递规则和部分高斯近似的多用户干扰消除方法。依据信道估计过程中不同用户的信道权重,采用不同的消息传递规则,可以实现复杂度和性能的均衡调整。仿真结果表明,本文提出的多用户干扰消除方法,在性能接近已知最优接收机的情况下,能够大幅降低复杂度。

全双工射频自干扰改进时变步长NLMS对消算法1360-1367

摘要:针对现有基于最小均方误差准则的全双工射频域自干扰对消算法存在收敛速度与干扰对消比相互制约的矛盾,提出一种改进时变步长归一化最小均方算法。该算法通过建立最小均方误差步长因子与改进时变sigmod函数的非线性关系,利用实时误差信号自相关和时间参量t协同控制步长因子μ(t),较好的兼顾了收敛速度与干扰对消比。分析与仿真表明:在干信比为80 d B、步进间隔Δt=1/32 ms、信噪比Eb/N0=10 d B的2FSK全双工系统模型下,该算法能够实现88 d B的自干扰消除高出同类算法至少1.5 d B且收敛速度和抗突发干扰能力提升显著。

最小化重传次数的无线网络编码广播重传算法1368-1376

摘要:提出了一种最小化重传次数的无线网络编码广播重传算法。针对无线广播网络,本文首先引入了缓存网络编码(C-IDNC)的概念,在接收端,正确接收但不能解码的网络编码数据包将被缓存起来等待将来的解码机会而不是简单的丢弃该编码包。其次,通过对基于IDNC重传策略的问题描述,分析了不同因素对重传次数的影响,并把这些影响因子量化为可度量的数值。随后,构造了IDNC图((ν,ξ),用于表征所有可行编码和编码增益,并把最小化重传次数问题转化为最大权重搜寻问题,给出了寻找最优解的编码方法。同时,为降低算法复杂度和计算量,提出一种启发式的最大权重搜寻算法(CI-MWSA)。仿真结果表明,与传统方案相比,提出的策略和算法能有效提高重传效率、减少重传次数。

基于线特征差分投影的空间目标姿态估计方法1377-1384

摘要:空间目标姿态估计是有效实现基于ISAR图像空间目标识别的重要前提。本文针对利用卫星太阳能电池板的线特征的二维投影进行姿态估计时,线特征投影的检测误差会严重影响姿态估计精度这一问题,提出一种基于线特征差分投影的空间目标姿态估计方法。该法利用DP(Douglas-Peucker)算法检测线特征在ISAR图像中的投影,通过建立线特征在实测ISAR图像和姿态估计值下的仿真图像中的二维差分投影,将线特征投影检测的绝对误差转化成相对误差,有效减小了线特征投影的检测误差对姿态估计的影响;同时,利用差分投影求取姿态估计的修正量,形成姿态估计的优化迭代过程,不断提高姿态估计精度。仿真实验验证了方法的可靠性与有效性。

信号处理杂志应用
噪声不确定下基于进化博弈论的协作频谱检测研究1385-1392

摘要:认知无线电中,协作频谱检测已经被证明可以有效提高系统的检测性能。但是在噪声不确定的情况下,认知用户会更加倾向于减少检测消耗来提高自身的吞吐量。本文主要是把进化博弈论应用到噪声不确定下的协作频谱检测中,认知用户可以动态地选择是否参加协作频谱检测,通过不断的迭代学习,得到一个进化稳定策略(ESS)。本文把所有认知用户作为整体参与博弈,由进化博弈论算法,得到其参与协作的认知用户平均吞吐量,并将其与所有用户的平均吞吐量对比。如不等则反复迭代直至相等,从而得到最终的进化稳定策略。仿真结果表明:噪声不确定度越高,达到平衡时认知用户参与协作检测的概率就越高;进化博弈论算法让认知用户选择性地参与协作检测比让所有用户都参与协作检测有更高的系统吞吐量。

结合Delaunay三角网的图像分割1393-1403

摘要:为了有效消除图像噪声影响,提出结合Delaunay三角网的图像分割方法。首先,将像素灰度看作定义在像素格点上的‘高程’,并在此三维图像表达上构建Delaunay三角网,该三角网在图像域上的投影将图像域划分成若干个子区域,形成超像素,再对每个子区域内像素灰度值做均值化处理,由此将原图像转换为均值图像;最后在均值图像上进行图像分割,可以很好地削弱噪声对图像分割的影响。采用本文思想,基于Intel(R)Core(TM)3.20 GHz/2G内存/Matlab2015a平台,以经典的模糊C均值(Fuzzy C-means,FCM)图像分割算法为例,分别对Berkeley标准测试图像和遥感图像进行了分割实验。生成一幅具有三个同质区域的模拟图像,分别采用对比算法和本文算法对模拟图像进行分割测试,对比算法1(基于ENVI平台的ISODATA分割算法)的三个同质区域(1-3)的用户精度、产品精度、总精度和Kappa值分别为74.87%/55.72%/73.64%、83.98%/37.87%/85.38%、70.25%和0.54;对比算法2(基于中值滤波的FCM分割方法)的三个同质区域(1-3)的用户精度、产品精度、总精度和Kappa值分别为98.16%/70.54%/99.73%、88.10%/99.16%/87.87%、89.93%和0.84;本文算法的三个同质区域(1-3)的用户精度、产品精度、总精度和Kappa值分别为96.25%/80.35%/99.49%、99.76%/94.53%/86.67%、93.30%和0.89。定性和定量的测试结果验证了本文方法的有效性、可靠性和准确性。

《信号处理》“脑(活动)信号处理技术”专刊征稿通知1404-1404

摘要:作为人类所有认知和创造活动的中心,大脑长久以来就是医学、认知科学等诸多领域研究的重点。随着脑科学与认知科学的高速发展,能够实时监测、分析和解读大脑活动和认知状态的信号处理技术获得了学术界的广泛关注和高度重视。