检索结果-内蒙古大学图书馆

北京航空航天大学学报 2020年第1期46卷 220-228页

作者：郭晨曦郝新红栗苹李国林贾瑞丽北京理工大学机电工程与国家控制重点实验室北京100081

针对毫米波调频引信对目标距离速度信息联合估计的问题,提出一种基于相对距离评价函数优化的二维快速傅里叶变换(FFT)信号处理算法。首先,通过分析二维FFT算法实际测距测速精度与FFT点数的关系,建立了优化数学模型,利用相对距离评价函... 详细信息

针对毫米波调频引信对目标距离速度信息联合估计的问题,提出一种基于相对距离评价函数优化的二维快速傅里叶变换(FFT)信号处理算法。首先,通过分析二维FFT算法实际测距测速精度与FFT点数的关系,建立了优化数学模型,利用相对距离评价函数对数学模型求解,得到FFT点数最优解;然后,采样将差频信号数据转换成二维数据矩阵,分别对矩阵的行列进行相应FFT变换;最后,通过提取峰值点的坐标估计目标的距离速度信息。结果表明:该算法有效提高了传统二维FFT算法的测距测速精度,并且满足实时性要求,能够同时提取毫米波调频引信的目标距离速度信息。

关键词：毫米波调频引信相对距离评价函数二维FFT 距离速度联合估计信号处理算法

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接近非相干水声通信信道容量的信号处理算法

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声学学报 2015年第1期40卷 117-123页

作者：武岩波朱敏朱维庆邢泽平中国科学院声学研究所海洋声学技术实验室北京100190 中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100190

恶劣情况下的非相干水声通信信道模型为随机相位Rayleigh衰落，推导了该模型的信道容量曲线。为实现接近非相干信道容量的可靠通信，提出多进制低密度校验码（LDPC）和恒重码级联码的多进制非相干概率域迭代处理算法。在信道幅度和相位... 详细信息

恶劣情况下的非相干水声通信信道模型为随机相位Rayleigh衰落，推导了该模型的信道容量曲线。为实现接近非相干信道容量的可靠通信，提出多进制低密度校验码（LDPC）和恒重码级联码的多进制非相干概率域迭代处理算法。在信道幅度和相位完全未知的情况下，根据矩估计得到信号和噪声频点幅度的统计参量，进而得到恒重码的码字后验概率，再对多进制LDPC码进行因子图迭代译码。仿真证明本算法与现有的最大能量检测非迭代译码算法相比，与信道容量曲线的差距从4．5dB缩小至1．5dB。给出了实际海试湖试通信效果，频段为6—10kHz，数据速率为357bps，海试时近似垂直通信距离为5km，湖试时水平通信距离近3km、多径超过50mS，两种情况下无差错通信的信噪比门限为2dB，验证了本算法的优势。

关键词：信号处理算法信道容量水声通信非相干 Rayleigh衰落迭代译码算法低密度校验码随机相位

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基于运动想象的脑-机接口信号处理算法的研究

基于运动想象的脑-机接口信号处理算法的研究

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作者：吕俊华南理工大学

学位级别：博士

脑—机接口(Brain—computer interface，BCI)是建立在人脑与计算机之间的通信系统。通过它，人们能够直接地利用脑部信息来表达想法或控制设备，而不需要语言或动作。BCI不仅可以帮助神经肌肉损伤患者提高生活质量，还可以为健康者提... 详细信息

脑—机接口(Brain—computer interface，BCI)是建立在人脑与计算机之间的通信系统。通过它，人们能够直接地利用脑部信息来表达想法或控制设备，而不需要语言或动作。BCI不仅可以帮助神经肌肉损伤患者提高生活质量，还可以为健康者提供辅助控制通道，在医疗、军事、交通等领域有着广泛的应用前景。近年来，BCI发展迅速，具有多种类型。其中，基于运动想象的BCI使用方便，控制灵活，受到广泛的关注。此类BCI的关键在于信号处理方法。目前其信号处理方法的主要问题是如何促进BCI的实用化，即如何提高分类精度，减少训练样本，开发异步模式。针对这些问题，本文从预处理、特征提取和分类算法三个方面开展研究工作：\n 1、挑选电极是BCI重要的预处理步骤。在提高分类精度的同时，减少电极个数，方便BCI系统的安置，具有实用意义。因此，本文提出了一种基于二进制粒子群(Binaryparticle swarm optimization，BPSO)和共空域模式滤波(Common special patterns，CSP)的电极选择算法。该算法从组合优化的角度抽取电极，并且定量分析了不同电极组合和特征分类能力之间的关系，可以根据实际需要调整折中系数。实验表明：该算法可以删除大量无关电极，提高分类精度。\n 2、特征提取的基础是运动想象的脑电生理背景。目前为止，人们对这些生理背景的认识还很不充分，尤其是运动相关电位(Movement related potential，MRP)。本文针对MRP非振荡、缓慢变化的特点，提出一种时—空滤波算法，联合优化时、空判别信息。该算法是经典的判别空域模式法(Discriminative spatial patterns，DSP)的二维推广。实验表明：该算法能够更加迅速、准确地捕捉MRP的时—空特征，从而大幅提高BCI的分类精度。\n 3、现有的大多数BCI信号处理方法要求用户输入大量的样本，才能准确地提取特征，获得理想的分类精度。这样不利于BCI的实际应用。因此，本文提出一种基于小样本的自适应空间滤波算提取事件相关去同步/同步(Event—related desynchronization/sync—hronization，ERD/ERS)特征。其思想是依据特征值之间的相邻关系，采用软判决的方式估计样本的噪声概率以及离群程度，并自适应地降低它们对各类特征中心计算的权重。实验表明：该算法可以减少BCI用户的训练量，增强BCI系统的鲁棒性。\n 4、皮层脑电图(Electrocorticogram，ECoG)BCI信噪比高，具有潜在的应用价值。但是ECoG需要侵入式采集，且非平稳性显著，针对这种情况，本文利用希尔伯特—黄变换(Hilbert—Huang transform，HHT)探索ECoG的频域分布特性，并提出了两种ECoG信号处理算法。(1)先提取和压缩窄带特征，然后封装粒子群(Particle swarm optimization，PSO)和C均值算法以调整特征权重，适应ECoG模式的变化。实验表明：仅用少数电极即可获得理想的分类精度。(2)利用各条窄带幅模—时间序列的均值和振荡差异，抽取频域模式区分不同的运动想象。该方法揭示了ECoG脑源信号在频域的混叠特性，实验表明：只须采集单个电极的ECoG数据，即可获得理想的分类精度，有效地降低了手术风险，减轻了ECoG—BCI对受试者的创伤。\n 5、异步工作模式是BCI发展的必然趋势，其主要难点在于空闲状态和控制状态的分类。针对此问题，本文提出一种自适应空闲状态检测方法。该方法依据样本特征值的分离紧致度，自动地调节判决门限，并对预测标签进行模糊化处理。实验表明：该算法减轻了用户精神状态的变化给分类算法造成的影响，降低了预测结果的均方误差，提高了空闲状态检测率。\n 综上所述，本文主要研究了基于运动想象的BCI的信号处理方法。特别的，对于MRP、ERD/ERS的特征提取以及ECoG的频域分布进行了较详细地讨论，最后提出了一种自适应空闲状态检测方法。

关键词：脑机接口接口信号信号处理算法运动想象特征提取

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MBOC信号处理算法研究

MBOC信号处理算法研究

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作者：甘哲北京大学

学位级别：硕士

未来在全球范围内将形成多个卫星导航系统并存的局面，为了实现多系统互操作，各大卫星导航系统在B1/L1/E1频点上均将采用基于新信号体制的MBOC调制技术。因此，MBOC信号处理算法的研究具有重要的工程应用价值。本文的主要研究内容是MBO... 详细信息

未来在全球范围内将形成多个卫星导航系统并存的局面，为了实现多系统互操作，各大卫星导航系统在B1/L1/E1频点上均将采用基于新信号体制的MBOC调制技术。因此，MBOC信号处理算法的研究具有重要的工程应用价值。本文的主要研究内容是MBOC信号的捕获、跟踪和电文解码算法及其基于FPGA平台的硬件实现。具体而言，本文的贡献主要包括以下几点:\n (1)为了消除MBOC信号由于自相关的多峰结构而带来的捕获模糊度问题，本文研究了各种模糊减轻的信号捕获算法，并对其捕获性能进行了理论分析和Monto Cdo仿真。考虑到MBOC信号副峰较少，本文采用了多峰直接处理的信号捕获方案。该方案具有最佳的捕获性能。\n (2)环路滤波器的设计直接影响整个环路的动态和噪声抑制性能，本文设计了基于维纳滤波的最佳环路滤波器系数。考虑到导频通道无数据调制的特点，本文进一步设计了利用导频通道的载波跟踪方案。该方案通过对环路噪声带宽和环路积分时间的配置，可实现载波的精确跟踪。\n (3)为了解决捕获过程中存在的误捕问题，本文设计了基于峰值跳跃的窄相关码跟踪方案，可实时监测码相位是否锁定在主峰上。该方案具有良好的码跟踪和多径抑制性能。\n (4)本文给出了Galileo E1信号的电文解码方案。针对卷积编码，考虑到译码算法占用FPGA资源较大，本文设计了多通道维特比译码的时分复用方案。该方案不仅提高了译码器的使用效率，而且减少了多路译码对硬件资源的消耗。\n (5)本文给出了MBOC信号处理整体架构，将信号处理算法在FPGA上进行了实验验证，可实现对Galileo E1信号的有效接收处理，最后给出了伪距、载波相位和多普勒的测试结果。

关键词：导频通道维特比译码卫星导航系统信号处理算法环路滤波器

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基于FPGA模块化的侦察雷达信号处理算法实现

基于FPGA模块化的侦察雷达信号处理算法实现

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作者：陈丹丹西安电子科技大学

学位级别：硕士

侦察雷达是获取地面活动目标信息的重要手段,具备有全天候,全天时,探测精度高的特点,在战场侦察,安防等领域发挥着重大的作用。但是随着侦察雷达工作环境越来越复杂,侦察目标运动特性也更多变,雷达的参数以及处理方法也不相同。因此为... 详细信息

侦察雷达是获取地面活动目标信息的重要手段,具备有全天候,全天时,探测精度高的特点,在战场侦察,安防等领域发挥着重大的作用。但是随着侦察雷达工作环境越来越复杂,侦察目标运动特性也更多变,雷达的参数以及处理方法也不相同。因此为了提升信号处理系统的灵活性与通用性,减少不同项目中同一功能模块设计和仿真验证的工作量,本文开展了近距离侦察雷达信号处理算法的IP模块化研究实现。本文结合侦察雷达信号处理机国产替代以及算法改进的研制要求,分析了信号处理算法的原理并对部分算法进行了改进。结合项目需求以及技术指标,设计了主要芯片由国产高性能FPGA及国产DSP芯片组成的100%国产化雷达信号处理板卡。同时引入了可编程片上系统设计(SOPC)的理念,编写了基于FPGA的数字下变频、脉冲压缩、动目标检测、恒虚警检测IP算法模块并经板卡综合、布局布线。完成了信号处理算法全流程验证。论文主要内容与创新点如下: 1、针对脉冲体制雷达产生距离盲区的问题,采用了发射频分宽窄脉冲波形的方法,发射的宽脉冲信号探测时有较大的近距离盲区,此时在宽脉冲发射后紧接着发射一个异频窄脉冲,接收时频分同步并行进行信号处理,在不增加时间资源的同时可使距离盲区缩减为原来的五分之一。针对密集多目标环境下的恒虚警检测稳健性不足的问题,提出了一种改进的恒虚警检测方法。通过对参考单元排序,判断并去除大幅度奇异点参考单元的方法,增加了多目标环境下目标检测的稳健性。 2、针对信号处理平台自主可控的需求,设计了基于深圳国微的SMQ7VX690TFFG1927 FPGA芯片和国防科大的FT-M6678N DSP芯片的信号处理硬件架构。完成了国产通用化硬件板卡原理框图的设计,并加入丰富的外围接口以满足不同的应用需求,其通用化的框架可应用于不同功能的雷达信号处理中。 3、针对软件算法模块化和通用化的需求,本文基于SOPC的编程框架,以IP封装模块化的设计思想对信号处理流程各个算法模块进行设计实现。在动目标检测IP模块中,针对矩阵转置过程数据读写效率不均衡导致处理时延增加的情况,采用了基于矩阵分割的矩阵转置方案,通过对输入DDR3的行数据进行分割从而将行数据重组为一个小矩阵,对分割后的小矩阵进行地址跳行读写从而实现矩阵的转置。此方案使读写地址的跨行次数比从原来的512:1降为32:16,使读写效率更加均衡。 4、将板卡信号处理输出结果与MATLAB结果进行对比,验证了功能实现的准确性。此外,对所设计的FPGA系统中的三大关键因素即资源占用、时序以及功耗进行分析。经过上板测试,系统的主要逻辑资源消耗占比总资源量的26.11%,各模块综合实现后的总功耗为5.486W,建立时间和保持时间裕量分别为0.477ns和0.051ns。所有节点均满足时序约束要求,同时满足项目的要求以及后续软件升级的需要。

关键词：侦察雷达脉冲多普勒 FPGA 信号处理算法

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一种新的基于GPS照射源的天基雷达信号处理算法

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电波科学学报 2004年第2期19卷 219-222页

作者：袁伟明刘立东吴顺君王超西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室陕西西安710071

天基雷达 (SpaceBasedRadar SBR)由于本身所具有的覆盖面积广、抗隐身和抗摧毁性等优点而得到越来越多的研究。通过分析基于GPS照射源的天基雷达 ,提出了一种基于对Gold码进行合理划分的对空中目标进行探测的信号处理算法 ,该算法具有... 详细信息

天基雷达 (SpaceBasedRadar SBR)由于本身所具有的覆盖面积广、抗隐身和抗摧毁性等优点而得到越来越多的研究。通过分析基于GPS照射源的天基雷达 ,提出了一种基于对Gold码进行合理划分的对空中目标进行探测的信号处理算法 ,该算法具有实时处理的优点。

关键词：天基雷达信号处理算法 GPS 照射源实时处理星载雷达 Gold码

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LFMCW雷达信号处理算法研究及实现

LFMCW雷达信号处理算法研究及实现

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作者：梁熠西安电子科技大学

学位级别：硕士

LFMCW雷达具有体积小、无测距盲区、成本低等优势,在许多领域得到了广泛的应用。本文对LFMCW雷达的信号处理算法进行仿真分析,设计信号处理模块电路和仿真测试软件。本文首先简要介绍了 LFMCW雷达的工作原理,对MTI、MTD、CFAR等信号处... 详细信息

LFMCW雷达具有体积小、无测距盲区、成本低等优势,在许多领域得到了广泛的应用。本文对LFMCW雷达的信号处理算法进行仿真分析,设计信号处理模块电路和仿真测试软件。本文首先简要介绍了 LFMCW雷达的工作原理,对MTI、MTD、CFAR等信号处理算法的性能进行了仿真分析,其中MTI部分简要分析了一次对消与二次对消方案的优势与不足,根据需求选用一次对消进行信号处理,本设计中MTD模块选用经典多周期积累的方式,解速度距离耦合,并提高信噪比,针对快速目标存在跨距离门的情况,重点分析了基于数字域相位补偿的MTD处理,包括速度已知相位补偿的MTD处理与速度未知的相位补偿MTD处理算法,CFAR部分简要分析了 CA-CFAR,GO-CFAR,SO-CFAR的性能;其次,硬件部分设计了 LFMCW雷达信号处理的电源、AD采集、时序控制等模块电路,以及MTI、MTD、CFAR等信号处理算法的FPGA模块电路;最后,基于Matlab的GUI界面,设计了 LFMCW雷达信号处理仿真测试软件,该软件具有雷达回波产生、信号处理模块算法仿真分析、COE文件生成,并可与FPGA进行数据交互等功能。

关键词：线性调频连续波雷达信号处理算法硬件实现 FPGA

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探地雷达信号处理算法研究及处理机实现

探地雷达信号处理算法研究及处理机实现

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作者：魏巍西安电子科技大学

学位级别：硕士

探地雷达是一种新型有效的浅层地下目标探测设备，广泛应用于考古、矿产资源勘测、岩土勘测、地雷探测、无损探测及工程建筑物结构调查，正在发挥着越来越重要的作用。本文一方面介绍了探地雷达信号处理机的部分软、硬件实现，另一方面... 详细信息

探地雷达是一种新型有效的浅层地下目标探测设备，广泛应用于考古、矿产资源勘测、岩土勘测、地雷探测、无损探测及工程建筑物结构调查，正在发挥着越来越重要的作用。本文一方面介绍了探地雷达信号处理机的部分软、硬件实现，另一方面对探地雷达信号处理算法也进行了研究，并得出切实可行的信号处理方法。在探地雷达信号处理机的实现方面，以原有探地雷达样机为基础，通过采用DSP和FPGA作为硬件平台，对原样机进行改进，实现了新机型下的采集、彩色液晶显示、键盘及控制等电路，并完成了与此相关的软件程序。此外，液晶界面及部分算法的实现在DSP的开发环境下也已经完成。在研究探地雷达信号处理算法时，将探地雷达回波信号中引入的干扰信号分为噪声信号和杂波信号。本文对这两种干扰信号加以区分处理，利用小波去除回波信号中的噪声；鉴于现有的各种杂波抑制方法不具有通用性，本文对不同的杂波信号抑制方法进行了分类介绍。并提出一种后处理方案，通过引入基于相对模糊连通度的交互式图像分割算法来进行地下目标的识别。实验证明，小波去噪算法和基于相对模糊连通度的图像分割算法对探地雷达图像处理得到了令人满意的效果，具有较高的实用价值。

关键词：探地雷达信号处理算法小波变换模糊连通度

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基于SIMD架构的信号处理算法性能优化

基于SIMD架构的信号处理算法性能优化

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作者：樊明东南大学

学位级别：硕士

信号处理算法中存在很多数据相关度低且数据级并行度较大的核心算子，非常适合于通过单指令多数据(Single Instruction Multiple Data，SIMD)技术提升其计算效率。然而，当前向量化编译器无法针对SIMD微结构进行有效的指令调度和存储布... 详细信息

信号处理算法中存在很多数据相关度低且数据级并行度较大的核心算子，非常适合于通过单指令多数据(Single Instruction Multiple Data，SIMD)技术提升其计算效率。然而，当前向量化编译器无法针对SIMD微结构进行有效的指令调度和存储布局，难以充分发挥SIMD技术的优势。本文针对广泛应用于通信、图像及模式识别等领域的有限脉冲响应滤波器算法，通过SIMD向量化技术充分挖掘算法内部的并行度，提升算法性能，即减少算法的执行时间，同时为其它同类算法优化课题研究提供参考依据。\n 本文在详细分析SIMD协处理器架构的基础上，对算法进行SIMD映射和优化。首先，利用向量化编译器和编译器内置接口函数对算法进行SIMD映射，并通过分析SIMD微结构数据和二进制可执行文件的反汇编代码定位算法性能瓶颈;然后，通过循环展开和软件流水等方法提升SIMD计算流水线的指令级并行度，利用手工指令排布减少主处理器与SIMD协处理器之间的寄存器传输，并通过软件预取技术降低访存开销;最后，本文利用并行化编程模型完成算法的切割与映射，以有限的数据通信与同步开销换取算法线程级的性能提升。\n 基于时钟周期精确的仿真平台GEM5进行测试，结果表明:汇编优化后的算法相对于向量化编译和通用处理器算法代码分别提升性能约1.5倍和20倍;相对于单核优化，采用双核、四核线程级并行处理分别进一步提升了算法性能1.87倍和3.67倍;与Ne10库相比，汇编优化后的算法可以达到0.9～3.5倍的加速比;与通用处理器代码相比，本文汇编优化代码的加速比是流式SIMD扩展优化代码加速比的1.3～1.9倍。

关键词：信号处理算法 SIMD架构仿真平台编译器

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超声波测距信号处理算法研究

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福建电脑 2009年第3期25卷 73-73,75页

作者：吴赛燕杨辉太原工业学院山西太原030008

由于国内外绝大多数超声测距研究都使用脉冲回波法,因此,本文首先对基于此原理的多种超声信号处理算法的原理进行介绍,然后对LMS自适应时延估计法进行理论推导并仿真,最后对仿真结果进行分析、验证和比较,得出各种算法各自的优缺点,从... 详细信息

由于国内外绝大多数超声测距研究都使用脉冲回波法,因此,本文首先对基于此原理的多种超声信号处理算法的原理进行介绍,然后对LMS自适应时延估计法进行理论推导并仿真,最后对仿真结果进行分析、验证和比较,得出各种算法各自的优缺点,从而为研制大量程、高精确度的超声波测距系统提供技术支持。

关键词：超声波测距信号处理算法实验仿真反射特性

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