基于FPGA的水声信号数字下变频的实现

随着声呐信号处理技术的发展,其对系统的软、硬件资源要求越来越高.利用数字下变频技术,可极大地降低其信号处理资源要求.结合Matlab,仿真研究整个下变频过程,验证分析水声信号数字下变频的正确性.在此基础上,应用Verilog语言移植算法到FPGA内部,在Signaltap II下观察过程变量及结果,并导入Matlab进行数据分析.该技术对于声呐信号处理具有实用价值,并已成功应用于某声呐设备.     

基于FPGA的水声信号检测系统设计

结合阵列信号处理技术,应用工程化的MUSIC算法,本文设计了一套基于FPGA的水声信号检测系统,对某些声纳检测系统的设计有一定参考价值。     

基于FPGA的以太网接口数据采集器设计与实现

基于FPGA的以太网接口数据采集器为水下声信号的采集和记录及水下声环境的分析提供了一种新的解决方案。着重研究了基于FPGA的以太网接口三通道数据采集和存储记录系统的设计和实现方法。     

基于EMD与三阶累积量的水声瞬态信号检测

提出了基于经验模态分解(EMD)与三阶累积量的水声瞬态信号检测方法.首先根据EMD方法的滤波器特性将待检信号在频域内分成一系列的本征模态函数(IMF)分量,并根据能量法选择信号占主导地位的IMF;然后运用高阶累积量抑制高斯信号的特性,计算IMF分量三阶累积量对角切片的短时估计,并构造检测函数,对检测函数时行包络检波,作为检测标准;最后用仿真数据对该方法进行了验证,结果表明能在较低信噪比下检测出目标信号的出现时刻和大致频率,具有一定的工程应用价值.     

一种基于MUSIC改进算法的宽带水声信号DOA估计

提出一种适用于水声宽带信号的DOA估计算法。该方法首先将时域宽带信号变换到频域,然后划分子带,在每个子带上进行不同的加权得到信号的DOA估计。同时子带算法采用改进的MUSIC算法,降低了DOA高分辨力估计所需要的信噪比。计算机仿真对比了MUSIC算法和改进后算法的空域分辨力,同时也对比了不同信噪比下2种算法的性能。仿真结果表明,改进后的算法无论在适用信噪比条件还是分辨能力上均有较大提高。最后采用某型水下航行器的实航数据对算法进行验证,验证结果表明该算法可在实际应用环境中获得良好的DOA估计。     

基于径向基函数网络的水声信号预测模型研究

随着舰船隐身降噪技术的不断发展,舰船辐射噪声信号检测变得愈加困难.针对这种情况,将RBF神经网络引入到水声信号的预测中,建立水声信号的全局预测模型.通过对Henon和Lorenz映射仿真,验证了RBF预测模型的有效性.运用全局预测模型对两种实际水声信号进行预测.实验证明,该预测模型学习速度快,所需样本点少,效果较准确,在水声信号检测中具有良好的发展前景.     

基于切片谱的主动水声信号处理方法

针对传统FFT对主动水声信号处理无法获得可观的处理增益,提出了基于切片谱的主动水声信号处理方法。研究分析了不同信噪比的噪声背景情况下,通过对主动水声信号计算切片谱来进行处理。仿真结果表明,基于切片谱的主动水声信号处理方法能够较好地抑制高斯噪声,提高输出信噪比,从而获得良好的处理增益,与传统的FFT处理方法相比,在输入信噪比从-10～+10dB之间变化时,处理增益平均提升了6.9987dB。     

基于双曲调频信号的水声通信帧同步方法

水声通信中收发两端的相对运动会引起多普勒效应,严重的多普勒效应将极大地影响通信系统性能。针对多普勒效应对水声通信信号的影响问题,利用双曲调频信号对多普勒频移的不敏感性,提出了一种基于时域叠加上扫频和下扫频双曲调频信号作为前导信号的水声通信帧同步方法。通过接收端配置2个并行相关器对带有前导信号的接收信号进行匹配滤波,并根据2个相关峰的偏移时延差实现精确的多普勒因子估计,利用线性插值方法进行重采样,减弱多普勒效应对水声通信性能的影响。仿真结果表明,在实测多途信道条件下,该方法可以实现多普勒因子精确估计,有效提高收发端相对高速运动条件下的水声通信性能。     

混沌理论在水声信号检测中的应用研究

为解决微弱信号的检测,提出了一种基于混沌预测的水声信号检测模型。根据混沌系统的动力学特性,给出了这种检测模型的检验准则,通过对实际水声信号进行仿真,结果表明,信噪比为-17dB情况,检测模型仍具有较强的检测能力,同时验证了检验准则的有效性;如要检测信噪比更低的信号,则要提高信号预测的准确率。     

基于FPGA的FIR数字滤波器算法实现

从分析FIR数字滤波器的原理和设计方法入手，主要针对基于FPGA实现数字滤波器乘法器的算法进行了比较研究，并通过一个8阶FIR低通滤波器的具体设计，简要分析比较了几种算法的优越性和缺点，从而充分发掘和利用FPGA的高速特性。