基于机器学习算法的船舶通信网络信道估计

针对传统船舶通信网络信道估计方法调控响应性能较差的问题,提出一种基于机器学习算法的船舶通信网络信道估计方法。在物理层LTE协议中定义导频序列,基于gold序列设计船舶通信网络信道的导频序列,通过奈奎斯特定理决定导频信号的插入密度,在设计的船舶通信网络信道导频序列中按照该密度插入导频信号,基于机器学习算法拟合不同时间点同一子帧内的信道估计值,以实现船舶通信网络的信道估计。为了证明基于机器学习算法的船舶通信网络信道估计方法的调控响应性能较强,比较该方法与传统船舶通信网络信道估方法。实验结果证明该方法的调控曲线拟合性最强,即该方法的调控响应性能优于实验中的传统方法,证明了该方法的优越性。     

MIMO系统训练信道估计的导频优化设计

论文考虑了在莱斯信道和干扰下,多输入多输出(MIMO)系统中估计信道状态信息(CSI)可以处理以改善干扰抑制。论文分析如何通过设计导频矩阵来最大化估计性能,简化原始数据信号的检测。在接收机处对信道矩阵进行估计,对信道矩阵及其均方误差(MSE)的最小均方估计量(MMSE)表达式进行了数学推导。显示了接近最优的性能以及如何设计导频矩阵来优化估计性能。     

基于最小二乘算法的 OFDM 信道估计

作为一种高效的传输技术,正交频分复用（OFDM ）正被广泛地应用于下一代无线通信系统。论文采用一种OFDM 系统中低复杂度的最小二乘（LS）信道估计算法,该算法采用在频域上插人梳状导频数据,通过仿真,证明了该算法在瑞利衰落多径信道中的优越性。同时,仿真也表明,当信道变化过快时,该算法的优越性将变得不再显著。     

水声MIMO-OFDM通信系统中基于导频的信道估计算法研究

正交频分复用(OFDM)和多输入多输出(MIMO)的结合可以有效地对抗多径衰落和码间干扰,大幅度提高水声通信系统的信道容量和传输效率,在高速水声通信中有着重要的发展前景。在分析梳状导频水声MIMO-OFDM通信原理的基础上,结合水声通信及信道传播特点,建立了信道模型,研究水声MIMO-OFDM系统中的信道估计原理和LS(最小平方误差)、MMSE(最小均方误差)算法。通过仿真试验比较两种算法在信道估计中的性能差异,为实际系统设计提供了理论参考。     

OFDM系统时频二维信道估计研究

针对短波信道时变色散的特点,设计了OFDM系统信道估计所需的时频二维棱形插入导频图案,并根据时频域两方向导频插入的稀疏程度,选择了二维插值的方法和插值次序,另外,提出了改进的变换域DFT信道估计算法.该算法通过适当选取变换域补零的位置,有效减小了非整数倍采样间隔信道时延引入的能量泄露,并滤除了噪声的影响.最后,在短波多径环境下仿真算法的性能,并与常用频域插值算法和维纳滤波方法进行了对比.仿真结果表明：改进方法的增强了算法对多径延迟分布的鲁棒性,提高了信道估计精度,同时还保持了较低的计算复杂度.     

基于改进BOMP算法的水声信道估计

近年来,水声信道估计主要是基于稀疏模型展开.水声介质的非均匀性等使声线以簇的形式传播,导致水声信道展现出块结构稀疏特性.本文针对信道的块结构稀疏特性,在OFDM通信系统中,提出使用改进的BOMP算法进行水声信道估计.BOMP算法一次筛选1个最大相关块,改进的算法一次挑选t个非零块,算法重构时间将降低t倍.仿真结果表明:改进的BOMP算法误码率和重构时间要优于传统的LS、基于压缩感知的OMP算法;在不降低BOMP算法重构精度的前提下,将重构时间降低t倍.     

OFDM中基于变换域DFT信道估计算法研究

针对梳状导频模式的OFDM系统,提出了一种改进的基于变换域DFT的信道算法。通过适当选取补零的位置,有效减小了非整数倍采样间隔信道时延引入的能量泄露,同时,将较弱能量点置零可以抑制白噪声的影响,进一步提高系统性能,特别是在信噪比比较低的场合。仿真结果表明,该文的改进信道估计算法相对一般的频域插值算法和原补零方法有较大的性能改善,具有较好的实用价值。     

基于导频的OFDM系统信道估计算法的研究

信道估计作为OFDM的一种关键技术对系统性能有着十分重要的影响。文章针对LS线性插值和LS二阶插值信道估计算法分别提出了改进,并对这几种算法性能进行仿真。实验结果表明,这两种改进算法在不增加计算复杂度的情况下,有效改善系统的性能。     

基于接收信号信噪比预测的自适应跳频信道质量评估

针对自适应跳频通信的特点,提出基于接收信号信噪比预测算法的信道质量评估方法.在FFH/BFSK系统中采用卡尔曼滤波器、信号子空间法和误码率性能分析法进行仿真.结果表明,在0～25dB的信噪比变化范围内,估计和预测误差较小,能够对信道质量做出实时评估,可用于快速自适应跳频通信系统.     

基于改进BOMP算法的水声信道估计

近年来,水声信道估计主要是基于稀疏模型展开。水声介质的非均匀性等使声线以簇的形式传播,导致水声信道展现出块结构稀疏特性。本文针对信道的块结构稀疏特性,在OFDM通信系统中,提出使用改进的BOMP算法进行水声信道估计。BOMP算法一次筛选1个最大相关块,改进的算法一次挑选t个非零块,算法重构时间将降低t倍。仿真结果表明:改进的BOMP算法误码率和重构时间要优于传统的LS、基于压缩感知的OMP算法;在不降低BOMP算法重构精度的前提下,将重构时间降低t倍。     

奇异值分解算法在舰船腐蚀相关电场建模中的应用

基于线性反演理论,讨论了舰船腐蚀相关电场电偶极子模型的稳定性问题,在此基础上将奇异值分解算法应用于建模,通过摒弃模型矩阵方程核矩阵的小奇异值,来改善核矩阵的病态程度,提高数据方程反演的稳定性。数值试验表明,当反演数据存在一定误差时,奇异值分解算法相对于最小二乘算法可以明显降低数据误差引起的模型参数扰动,有效地提高模型的稳定性。实船实测数据建模结果进一步验证了奇异值分解算法提高模型稳定性的有效性。     

结构水下爆炸响应的恢复与冲击谱计算

由于传感器受高强度冲击作用,实测的结构水下爆炸响应信号可能偏离正常特征,为进一步分析响应信号带来困难.文中针对实测加速度信号的噪声特征,对信号采用SVD及ARMA滤波处理,先恢复真实的响应信号,然后在此基础上,给出正确的冲击谱计算结果.计算结果说明了SVD结合无相差滤波能够准确分离具有阶跃特征的低频噪声信号,对低频段的冲击响应谱计算精度有利.     

总体最小二乘的改进与信道估计应用

总体最小二乘法同时考虑了数据矩阵和观察值的误差,在参数估计中得到广泛应用。然而总体最小二乘法没有针对具体问题利用误差的先验信息。总体最小二乘的改进算法—结构总体最小二乘法设定了误差矩阵的结构,通过迭代运算估计参数及误差。基于叠加训练序列的时不变信道估计中,信息序列均值构成的误差矩阵为Toeplitz矩阵。结构总体最小范数法作为一种结构总体最小二乘法,可以设定误差矩阵具有Toeplitz结构,有效提高叠加训练信道估计性能。论文对比了最小二乘,数据最小二乘,总体最小二乘和结构总体最小范数在叠加训练序列信道估计中的应用,仿真结果表明,基于结构总体最小范数的估计算法的归一化信道均方误差最小。     

基于奇异值分解和特征融合的镜头检测算法

镜头检测是基于内容的视频检索和浏览首先要解决的关键技术。对视频结构和镜头变换进行概述,对典型的镜头检测算法进行研究分析,并提出了一种基于奇异值分解和特征融合的镜头检测算法。通过子空间投影得到帧的重构矩阵,计算帧与其重构矩阵的奇异值差,结合直方图特征进行镜头检测。实验结果表明了所提算法在镜头检测方面的有效性。     

船舶结构动载试验的基于参考测点随机子空间法

文章提出了基于参考点的随机子空间船舶模态参数识别方法.该方法直接根据环境激励下测得的输出响应来构建Hankel矩阵,并通过QR分解技术对数据进行精简,再对投影矩阵进行奇异值分解(SVD)来剔除噪声,最后识别出结构的模态参数.它不受FFT(傅立叶变换)的影响,识别速度快,精度高.对于需快速识别船舶结构的模态参数,检测其可能存在的损伤,建立起预警及适时维修机制提供了有效手段.     

面向智能船舶的容错卡尔曼融合估计方法

针对智能船舶多传感器系统因未知海洋环境干扰和设备间干扰等因素导致的一个或数个传感器产生随机间歇性故障从而导致融合估计结果出现偏差甚至失真的问题,设计1种基于四分位滤波的容错方法,并针对该方法导致的观测时滞问题设计1种预报方法,提前预报观测值,进而抵消容错方法导致的时滞问题。此外,针对多传感器之间的互协方差难以准确估计的问题,采用CI融合估计方法进行融合估计。为验证算法的有效性和融合估计的精度,对带有间歇性故障的两传感器系统进行仿真试验,并与按矩阵、按对角阵和按标量3种分布式融合估计方法得到的结果进行对比。4种方法的均方误差系数大小对比结果显示,对于带间歇性故障的多传感器系统,设计的融合滤波不仅具有鲁棒性,而且具有较高的融合精度。     

A new source number estimation method based on the beam eigenvalue

Most source number estimation methods based on the eigenvalues are decomposed by covariance matrix in MUSIC algorithm. To develop the source number estimation method which has lower signal to noise ratio and is suitable to both correlated and uncorrelated impinging signals, a new source number estimation method called beam eigenvalue method (BEM) is proposed in this paper. Through analyzing the space power spectrum and the correlation of the line array, the covariance matrix is constructed in a new way, which is decided by the line array shape when the signal frequency is given. Both of the theory analysis and the simulation results show that the BEM method can estimate the source number for correlated signals and can be more effective at lower signal to noise ratios than the normal source number estimation methods.     

船舶机械振动源激励力的间接估计工程方法

船舶机械设备输出到船体上的激励力对船舶结构振动预报有着重要意义,文章讨论了两种间接估算激励力的方法,目的是希望在工程现场应用这些工程方法取代激励力的直接测量.对刚性安装的机器推荐采用最小二乘方法,该方法是基于支撑结构的加速度导纳特性进行估算.对弹性安装的机器而言,推荐采用基于隔振器阻抗特性的激励力间接估算方法.力的估算是逆问题,文中采用奇异值分解技术来处理会遇到的病态问题,从而尽量降低估算误差.文中还对估算的准确度、估算质量评价等进行了讨论.条件数的倒数在最小二乘法响应点的选取时可作为优选的先验判据,归一化残差可作为估算质量的后验判据.实验证明了间接估算方法是确定船舶机械激励力的恰当选择,实验结果的最小二乘法相对误差为3分贝.测试中的信噪比被认为在力估算过程中有重要影响,低信噪比很可能是实际测试时的首要误差来源.该文也可用于指导船舶振动源特性描述的研究.     

一种新的声场重建方法

提出了一种声场重建的新方法,这种方法适合求解类似椭球的声源产生的声场声逆问题.视问题的复杂程度和已知声压的点把整个声场划分为若干个区域,把区域内的声场表示为该区域节点的线性叠加.通过已知声压点的方程联立,使用最小二乘法和奇异值分解来计算区域节点的近似声压,然后就可以确定整个区域的声场.这种新方法只需要较少的测量点,就能高效并且比较精确地重建整个声场,其适用范围不仅可以包括一般的球状声源、椭球声源,而且能够包括近似类椭球声源的声场重构.     

能量法估计全息面信噪比研究

在近场声全息技术中,全息面信噪比是一个非常重要的参数,但无法直接测量得到.为了解决该问题,给出了基于能量法的波数域内信噪比估值公式,并根据该公式分析估值误差的来源,指出全息面采样间隔对估值具有重要影响.为了判别估值是否准确,提出了选取全息面不同区域的数据进行重复估计的判别方法.当估值不准确时,指出可以通过减小全息面采样间隔来降低估值误差.仿真给出满足不同误差条件的不同采样间隔所对应的最大信噪比估值,可作为实际应用中的参考.