基于量子遗传算法的数学形态滤波器优化设计

为解决数学形态滤波器结构元素参数优化问题,提出了一种基于量子遗传算法的数学形态滤波器优化设计方法.根据数学形态结构元素参数特点初始化量子遗传种群,通过量子交叉、变异、基于膨胀系数的量子旋转门实现种群的演化进程,进而得到数学形态滤波器的最佳参数.结合仿真实验,研究了不同比例随机噪声、工频干扰噪声下的优化算法性能.仿真结果表明:优化后的数学形态滤波器性能得到较大改善,含随机噪声信号的信噪比由-0.98 dB提高到5.23 dB,含混合噪声信号的信噪比由-3.05 dB提高到0.41 dB,有效滤除了随机噪声、混入工频干扰的混合噪声.      

基于STFD和PARAFAC的欠定盲源分离信源个数估计算法

为更精确地进行欠定混合条件下的信源个数估计,提出了一种基于空间时频分布（STFP）与平行因子分析（PARAFAC）的欠定盲源分离信源个数估计算法.该算法从空间时频分布矩阵中选择符合单源时频支撑域的时频点构成1个3阶张量,然后由核连续诊断算法计算因子数量,估计出信源个数,并对3阶张量平行因子低秩分解的惟一性条件进行了分析.该算法不需要假设源信号必须满足稀疏性和独立性条件,也不要求其满足高斯分布条件.在计算机仿真实验中,当信噪比为-5 dB时,识别正确率提高18 dB,证明了改进算法的有效性.      

用于无线通信系统的信号强度检测电路设计

为了解决传统的信号检测电路准确度不高,对温度和工艺变化抵抗能力不够的问题,建立了信号强度检测电路的系统模型.推导得到限幅放大器增益与信号强度检测单元误差的关系以及降低信号强度检测单元误差的方法.通过分析,得到在提高准确度的前提下减小限幅放大器增益随温度和工艺变化的方法.基于以上分析,引入增益加强结构,以提高限幅放大器增益的准确性和抵抗温度及工艺变化的能力.采用0.18 μm体硅(CMOS)工艺,1.8 V供电电源,面积为500 μm×200 μm的电路进行测试,结果表明:测试温度从-40 ℃变化到85 ℃时,该信号强度检测电路都可以提供55 dB的动态范围和大于55 MHz的带宽,其检测误差小于1.5 dB,电路功耗为1.89 mW,检测精度高达1.5 dB.      

线性调频连续波雷达信号匹配滤波

利用周期模糊函数分析了线性调频连续波信号的匹配滤波输出．用频域加权匹配处理可有效抑制距离耄瓣，提高多目标的分辨能力，但无法避免主瓣变宽，并使线性调频连续波信号的匹配滤波输出有信噪比损失．若采用汉宁加权，信噪比损失为3．52dB．     

零相位数字滤波器在非平稳信号处理中的应用

研究零相位数字滤波器在进行非平稳信号滤波时的特点．选用一种典型带通零相位数字滤波器,以非平稳调幅信号作为滤波器输入,进行仿真分析．将零相位数字滤波器与小波包分解重构和经验模态分解方法的滤波能力进行了比较．探讨了零相位数字滤波器在处理非平稳调幅信号时存在的过渡过程,及对滤波结果幅值和频率的影响．论述了滤波误差与滤波器参数、输入信号特性和信噪比等因素的关系．提出了分段零相位滤波器方法,改善了滤波器性能．最后,以一个实测的振荡信号对上述分析进行了验证．为在非平稳信号处理中,正确使用零相位数字滤波器提供了参考．     

计算机电磁信息泄漏文字再现

设计了针对计算机电磁信息泄漏的接收和再现系统.用宽带天线截获电磁信息泄漏信号后,经带通滤波和放大,再用锁相环电路捕获帧同步与行同步信号.同步信号经模数转换后,得到视频数字信号的输出.然后,用平均滤波法对数字视频信号降噪.最后,用匹配滤波器获得再现的文字.测试结果表明,用平均滤波的方法使同步信号的信噪比提高了18.7 dB,可在12 m范围内获取奔腾486主机及阴极射线管显示器泄漏的文字信息.     

基于卡尔曼滤波的快时变稀疏信道估计新技术

针对高铁以及山区环境下正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing,OFDM）通信系统的信道估计问题,提出一种基于卡尔曼滤波的快时变稀疏信道估计方法.该方法基于快时变信道的基扩展模型（basic expansion model,BEM）,应用压缩感知（compressed sensing,CS）理论进行稀疏时延估计,并应用卡尔曼滤波（Kalman filter,KF）技术对BEM系数进行估计,进而获得信道增益.仿真结果表明,在相同信噪比（signal to noise ratio,SNR）条件下,随着归一化多普勒频移（frequency-normalized Doppler shift,FND）增大,新方法的信道估计均方差（mean square error,MSE）性能优于传统方法,如当SNR为20 dB,FND为0.1时,新方法较传统方法性能提升了4 dB,表明对信道时变性具有更优的鲁棒性;在相同的多普勒频移条件下,随着SNR增加,各方法的均方差均有所改善,新方法改善更明显,如当FND为0.2时,在信道估计均方差为0.06的条件下,新方法较传统方法获得了6 dB的信噪比增益,表明对抗信道噪声能力更强.      

Simulation Study on Multi-Rate Time-Frequency Analysis of Non-Stationary Signals

A new time-frequency analysis method is proposed in this study using a multi-rate signal decomposition technique for the analysis of non-stationary signals. The method uses a multi-rate filter bank for an improved non-stationary signal decomposition treatment, and uses the Wigner-Ville distribution (WVD) analysis for signal reconstruction. The method presented in this study can effectively resolves the time and frequency resolution issue for non-stationary signal analysis and the cross-term issue typically encountered in time-frequency analysis. The feasibility and accuracy of the proposed method are evaluated and verified in a numerical simulation.     

桥上列车高速运行引起的地面振动试验研究

为了研究高速铁路高架段车致地面振动的传播和衰减规律,以津秦客专线32m简支梁桥区段为工程背景,实测高速列车以速度250~385km/h通过时的三向地面振动响应,并对实测数据进行时域和频域分析。研究结果表明:近场测点的加速度时程呈现出明显的列车周期性加载现象,轴距及前后车相邻转向架间距的激励频率起主要作用;地面各测点在顺桥向、横桥向和垂向3个方向上的振动优势频率范围为25~80Hz;随着距离的增加,垂向地面振动在优势频段显著衰减,而顺桥向和横桥向地面振动在1~80Hz频段内均明显衰减;各测点在各测试车速下,垂向地面振动比顺桥向和横桥向大,而同一测点在顺桥向和横桥向的地面振动加速度级最多相差2dB;顺桥向和横桥向地面振动在距振源约30m处出现放大现象;车速为250~320km/h时,近场总体振动加速度级随车速增加而增大约6dB,但车速为330~385km/h时的各测点总体振动加速度级相差不超过2dB。      

Theoretical analysis of Er<Superscript>3+</Superscript>-doped telluride glass fiber amplifier for 2.700 μm laser amplification

The rate equations and power evolution equations of erbium-doped telluride glass fiber amplifier for both 1.530 and 2.700 μm lasers are solved numerically, the dependences of gain spectra on fiber length, dopant concentration and pump power are analyzed, and the gain of 2.700 μm laser is calculated and compared with the experimental result from reference. The numerical analysis shows that with 8 × 10²⁴ ion/m³ erbium ion concentration, 5m fiber length and 600mW pump power, the gains at 1.530 and 2.700 μm may achieve 23dB or so. With larger power pump and higher dopant concentration, a net gain of 17 dB is obtained from the Er³⁺-doped telluride glass fiber amplifier for 110mW input signal. This fiber amplifier is promising for both 1.530 μm signal amplification and 2.700 μm laser amplification.     

基于直接序列扩频技术列车定位接收机的实现

提出了一种基于直接序列扩频技术的列车定位接收机的实现方案．使用数字匹配滤波器对信号进行同步解扩,并用Costas环对信号进行解调,通过低通滤波器恢复传输的信息．基于无线扩频原理的列车定位接收机,具有信号接收质量高、抗干扰能力强、保密性好、系统容量大等优点,适用于安全性要求较高的轨道交通列车定位．     

软件无线电中的A/D转换技术研究

分析了多种A/D采样方式,通过比较CIC滤波器、ISOP滤波器及FIR滤波器的特点和性能,提出了用FIR滤波器实现数字信号下变频的设想,并结合软件无线电的特点和A/D转换的技术指标,论述了软件无线电中A/D转换的最佳实现方法,该方法降低了信号采样率,减轻了后续DSP处理基带信号的压力.     

强干扰下无源雷达弱目标探测

当存在大型目标、近地机群或欺骗干扰时,无源雷达难以检测弱小目标.基于强信号与照射源发射信号之间的关系,导出了幅度-距离-多普勒曲面与照射源信号自模糊函数的关系,进而提出了在二维FIR(finiteimpulse response)系统辨识基础上抑制强回波以检测弱目标的方法.仿真结果表明,该方法对强信号的抑制超过60 dB;即使弱目标回波信噪比在-24 dB的情况下,也能实现弱目标检测.     

用于轨检信号提取的线性相位IIR移变滤波器

提出一种基于谱变换的IIR移变滤波器的设计方法，并利用分块翻转技术实现滤波器的线性相位特性.在满足提取100M范围内的长波不平顺成分的设计参数条件下，仿真计算IIR滤波器的频响误差．仿真结果利明：当翻转块长度为1600时，IIR线性相位滤波器能满足线性相位特性和幅频特性要求，比传统轨检FIR滤涸器节省了95．5％的乘法运算和98．0％的加法运算，前者与后者所需的缓存量之比为9614／2135．利用实测信蚓计算验证了线性相位IIR移变滤波的正确性和有效性．     

基因表达谱芯片技术筛选乙型肝炎病毒核心蛋白结合蛋白基因C1反式调节基因

目的对未知功能基因C1转染人肝母细胞瘤细胞系(HepG2)后的基因表达谱进行分析,探索该基因的表达对肝细胞基因表达谱的影响及其可能的调节功能线索。方法以分子生物学技术构建C1的真核表达载体pcDNA3.1(-)-C1,以表达质粒pcDNA3.1(-)-C1转染HepG2细胞,空载体pcDNA3.1(-)为平行对照,制备转染后的细胞裂解液,提取mRNA,逆转录为cDNA。应用基因表达谱芯片技术对差异表达的mRNA进行检测和分析。结果HepG2细胞经转染C1表达质粒后,有26条差异表达基因,其中24条基因表达水平下调,2条基因表达水平上调。这些差异表达的基因与细胞信号转导、凋亡、细胞增生分化及肿瘤的发生密切相关。结论应用基因表达谱芯片成功筛选了C1转染细胞后差异表达基因,为进一步阐明C1蛋白可能的生物学功能及乙型肝炎病毒核心蛋白的致病机制提供了理论依据。     

基于Matlab的自适应滤波器设计

滤波器在电子设备中已得到广泛的应用,而自适应滤波器可以不必事先给定信号及噪声的自相关函数,它可以利用前一时刻已获得的滤波器参数自动地调节现时刻的滤波器参数,从而实现最优滤波。介绍了自适应滤波器原理,并对LMS自适应算法进行了分析,最后用Matlab对自适应低通滤波器进行了仿真和实现,并分析了该自适应滤波器的性能。     

基于简化差分相干积累的北斗B1频点信号精捕获算法

北斗卫星信号的捕获速度、灵敏度及精度将直接影响接收机的性能指标.本文提出了一种提高北斗导航卫星B1频点信号检测信噪比的精捕获算法,该算法基于简化差分相干积累（SDCI）的短时匹配滤波器（STMF）和快速傅里叶变换（FFT）运算（STMF-FFT）.为了保证在降低FFT运算量和提高信号检测概率的条件下,获得更精确的多普勒频率估计,采用逼近效果较好的切比雪夫线性最小二乘曲线拟合法得到多普勒频移的精确化估计值.理论分析和仿真验证表明：本文提出的SDCI算法比非相干积累算法获得的检测信噪比高约3.2 dB.     

自适应冗余字典学习的高光谱混合像元解混

针对线性稀疏解混模型无法准确识别真实端元造成丰度估计误差较大的问题,本文提出一种基于自适应冗余字典的高光谱混合像元解混算法.该算法根据地物在空间上的连续性,以及高光谱数据中信号成分与光谱库中物质光谱的强相关性,首先保留每个像元在光谱库上投影系数大于设定阈值所对应的光谱,将其作为与每个像元信号成分最匹配的光谱集合;然后合并该集合以构建高光谱数据的自适应冗余字典;最后利用ADMM算法求解高光谱数据在该字典上的丰度矩阵.仿真和实际高光谱数据实验结果表明,本文所提出的算法可减小丰度估计误差,在信噪比为15~35 dB时,其丰度估计准确性高于性能较优的SUnSAL算法约1~2 dB.      

双振源激励下地铁车辆段上盖建筑物振动特性

以广州某地铁车辆段为研究对象, 实测了试车线与库内检修线引起地面振动的加速度, 分析了两类振源的衰减规律与差异; 建立了车辆段上盖建筑物有限元模型, 将实测地面振动数据采用大质量法进行多点激励, 分析了双振源激励对上盖建筑物楼板振动的影响。研究结果表明: 列车通过时, 试车线地面振动主要频率为60~80 Hz, 检修线主要频率为20~40 Hz; 试车线荷载振源强度大于检修线, 约为6 dB; 试车线振动衰减率约为1.07 dB·m-1, 检修线振动衰减率约为1.69 dB·m-1, 说明检修线引起地面振动强度的衰减速度比试车线更快; 与非一致激励相比, 一致激励对上盖建筑物楼板10 Hz以下振动影响显著, 各层加速度级在2.5 Hz处存在明显峰值, 这与建筑物楼板的固有频率有关; 试车线荷载激励下, 底层楼板振动主要频率范围为40~60 Hz, 顶层出现在20~40 Hz, 峰值中心频率集中在40.0 Hz处; 检修线荷载激励下, 各层楼板振动主要频率范围为0~40 Hz, 峰值中心频率集中在31.5 Hz处; 对比单一振源激励, 双振源激励使建筑物楼板Z振级增加了0~3.5 dB, 这在地铁车辆段上盖建筑物的环境振动评价中应充分重视。      

轨道电路对分相区暂态牵引电流干扰的抑制方法

电力机车及动车组经过含分相区的轨道区段时,暂态牵引电流中包含的谐波电流可能对轨道电路形成干扰并引发故障. 为保障轨道电路在谐波影响下可靠工作,对暂态电流干扰抑制方法进行了研究. 首先,按照欧标中加窗FFT （fast Fourier transformation）方法设计了谐波数据处理流程,给出现场测试数据分析结果,说明对轨道电路形成干扰的原因;然后,以信号载频1 700 Hz和谐波1 750 Hz为实例,从直接抑制谐波干扰的角度简要讨论了基于FPGA （field-programmable gate array）的FIR （finite impulse response）数字滤波器方案和仿真结果,并指出由于信号频带与谐波干扰非常接近,必然以较高阶数和处理延时作为代价;最后,基于谐波干扰的电流源特征和工程可行性,提出并重点阐述了轨道电路发送器和衰耗器的协同优化方案,通过合理配置发送器电平和衰耗器级数,在满足轨道电路调整、分路和机车信号状态的约束条件下,提高对谐波干扰的抑制效果,可将信号干扰比提高6 dB.