单矢量水听器OFDM水声通信技术实验 被引量：9

1

作者 刘凇佐 周锋 +2 位作者 孙宗鑫 李慧 乔钢 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期941-947,共7页

针对水声通信中信道特性复杂、低信噪比的情况,为提高水声通信质量,在理论研究OFDM与矢量信号处理技术基础上,提出并设计了一套基于DSP平台和三维同振型矢量水听器的矢量OFDM实时水声通信调制解调器.在哈尔滨市松花江水域中进行了水平... 针对水声通信中信道特性复杂、低信噪比的情况,为提高水声通信质量,在理论研究OFDM与矢量信号处理技术基础上,提出并设计了一套基于DSP平台和三维同振型矢量水听器的矢量OFDM实时水声通信调制解调器.在哈尔滨市松花江水域中进行了水平方向上矢量水声通信实验.实验结果表明,系统达到实时通信的要求,在4.3 km的水平通信距离上、QPSK调制、1/2卷积码编码、通信频带4～8 kHz的条件下,通信速率达到1 873 bit/s,最终误码率低于10-4,矢量OFDM比标量OFDM水声通信误码率有明显改善. 展开更多

关键词 水声通信 正交频分复用 矢量水听器 矢量信号处理 水声调制解调器

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近场波束零陷权声图测量干扰抑制技术 被引量：2

2

作者 梅继丹 生雪莉 +2 位作者 张颖 郭龙祥 姜美任 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期653-659,共7页

聚焦波束形成声图测量技术是一种近场高精度声被动定位技术.为了抑制近场声图测量过程中干扰声源对待检测声源定位的影响,给出了一种基于近场聚焦波束零陷权的声源干扰抑制方法.经过理论推导分别给出了权在窄带信号情况下和宽带信号情... 聚焦波束形成声图测量技术是一种近场高精度声被动定位技术.为了抑制近场声图测量过程中干扰声源对待检测声源定位的影响,给出了一种基于近场聚焦波束零陷权的声源干扰抑制方法.经过理论推导分别给出了权在窄带信号情况下和宽带信号情况下的解析形式,该权具有形式简单,计算量小等优点,适合实际工程应用.对权的性能进行了仿真及实验验证,结果表明,该权可以有效地在近场干扰声源位置上形成指向性零点,从而抑制掉干扰声源对声图测量的影响,改善对待探测声源的声图测量效果. 展开更多

关键词 声图测量 聚焦波束零陷 聚焦波束形成 干扰抑制

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蛙人呼吸特征实验研究 被引量：6

3

作者 章佳荣 乔钢 邢天安 《声学技术》 CSCD 2014年第1期6-9,共4页

为研究蛙人的声辐射特性,对蛙人的被动探测及其警戒系统的建立提供数据与实验支撑,进行了以携带开放式呼吸器的蛙人为对象的实验研究。通过湖上实验,采集了蛙人的呼吸声信号,利用功率谱、时域波形包络、包络谱对信号的时频特征进行了分... 为研究蛙人的声辐射特性,对蛙人的被动探测及其警戒系统的建立提供数据与实验支撑,进行了以携带开放式呼吸器的蛙人为对象的实验研究。通过湖上实验,采集了蛙人的呼吸声信号,利用功率谱、时域波形包络、包络谱对信号的时频特征进行了分析。结果认为蛙人的功率谱在低频段起伏比较明显,高频段比较平稳;高频段时域波形包络比低频段时域波形包络呈现更加明显的周期性,周期约为3s;时域波形的包络谱在0.3~0.4Hz之间有一个明显的峰值,此特征可作为识别蛙人的重要依据之一。采用包络谱法提取信号特征时,信号的高频段是理想选择,并且信号周期在10个以上时效果较好。 展开更多

关键词 蛙人 声辐射特性 被动探测 包络谱

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基于频分多址的双信道水声通信网介质访问控制协议

4

作者 章佳荣 乔钢 +1 位作者 张禹 孙微 《应用声学》 CSCD 北大核心 2013年第5期395-400,共6页

在水下传感器网络中,有效解决隐藏终端与暴露终端问题,可以提高网络吞吐量和延长网络生存周期。文章提出了一种基于频分多址(Frequency Division MultipleAccess,FDMA)方式的双信道载波侦听多路访问(Carrier Sense Multiple Access,CSMA... 在水下传感器网络中,有效解决隐藏终端与暴露终端问题,可以提高网络吞吐量和延长网络生存周期。文章提出了一种基于频分多址(Frequency Division MultipleAccess,FDMA)方式的双信道载波侦听多路访问(Carrier Sense Multiple Access,CSMA)协议,将水声信道分成控制信道与数据信道,分别进行控制报文与数据报文的传递。仿真结果表明,此协议可以有效地解决由于隐藏终端与暴露终端引起的控制报文与数据报文的冲突,比单信道的CSMA协议性能有较大提升。实验结果表明,在双信道条件下,通信节点可以成功解码在时域上重叠的控制报文与数据报文,具有工程可实现性。 展开更多

关键词 双信道CSMA协议 频分多址 隐藏终端与暴露终端

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子载波间隔对广义多载波水声扩频性能的影响 被引量：2

5

作者 周锋 尹艳玲 乔钢 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期567-573,共7页

针对广义多载波扩频(MC-DS)系统的子载波间隔变化对系统性能的影响,通过将多载波技术和扩频技术相结合的方法,来提高扩频的通信速率和多载波通信的稳健性.广义MC-DS系统可以通过调整子载波间隔,改变扩频增益和频谱交叠程度来应对复杂的... 针对广义多载波扩频(MC-DS)系统的子载波间隔变化对系统性能的影响,通过将多载波技术和扩频技术相结合的方法,来提高扩频的通信速率和多载波通信的稳健性.广义MC-DS系统可以通过调整子载波间隔,改变扩频增益和频谱交叠程度来应对复杂的水声信道.讨论了在水声多途信道和高斯白噪声信道下该系统随子载波间隔变化的误码性能,根据误码率曲线可以选出使误码率达到最小的最优子载波间隔,从而为系统的最优设计提供了依据. 展开更多

关键词 广义多载波扩频 水声多途信道 最优子载波间隔 多载波技术 扩频技术

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时间数字转换技术在三维海流计中的应用 被引量：2

6

作者 雷亚辉 王向红 刘杰 《电子技术应用》 北大核心 2010年第4期61-64,共4页

随着电子技术的进步,通过数字电路实现微小时差的测量成为现实,时间到数字转换(TDC)技术已经广泛应用于测量等领域。本文介绍ACMA公司生产的TDC-GP2时间数字转换芯片,通过设计一套实用的电路系统应用于超声三维海流计系统。实验分析表明... 随着电子技术的进步,通过数字电路实现微小时差的测量成为现实,时间到数字转换(TDC)技术已经广泛应用于测量等领域。本文介绍ACMA公司生产的TDC-GP2时间数字转换芯片,通过设计一套实用的电路系统应用于超声三维海流计系统。实验分析表明,通过此方法测量脉冲到达时间间隔可以获得亚纳秒的时间分辨力,并可实现精确的三维流速测量,测量精度达到±3mm/s。 展开更多

关键词 超声流速计 流速测量 时间间隔测量 时间数字转换 TDC—GP2

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悬浮式矢量边发、边收声诱饵关键技术 被引量：2

7

作者 王自娟 惠俊英 +1 位作者 余赟 何文翔 《声学技术》 CSCD 2010年第3期318-322,共5页

现代"智能"鱼雷的一种对抗手段是发射诱骗编码寻的信号,因此需要相应发展"智能"的对抗器材。边发、边收声诱饵在发射应答信号时,不关闭接收机,从而可以不受诱骗编码的欺骗,在发射强干扰的同时测量鱼雷寻的信号的频... 现代"智能"鱼雷的一种对抗手段是发射诱骗编码寻的信号,因此需要相应发展"智能"的对抗器材。边发、边收声诱饵在发射应答信号时,不关闭接收机,从而可以不受诱骗编码的欺骗,在发射强干扰的同时测量鱼雷寻的信号的频率,来控制发射频率自动跟踪鱼雷寻的频率的变化,增强声诱饵的对抗能力。对于悬浮式声诱饵,边发、边收的关键技术是抗发射声串漏、界面反射声及混响的干扰。讨论了悬浮式矢量边发、边收声诱饵的组成和信号处理方法,利用矢量传感器的零点指向性抑制强干扰,可以使诱饵发射时也能探测微弱的寻的信号,并能测量鱼雷寻的信号的频率。 展开更多

关键词 悬浮式声诱饵 边发、边收 矢量传感器

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基于FPGA的短基线水声定位接收机设计 被引量：2

8

作者 王楠 韩荣荣 雷亚辉 《电子技术应用》 北大核心 2012年第9期54-57,共4页

设计了基于FPGA器件的数字声纳接收机,实现水声短基线定位系统的多通道数字正交接收,有效地降低了系统设计的复杂度和成本。该系统可应用于水下航器的定位和轨迹测量等领域。实验分析表明,通过此系统可实现精确的水下目标定位和轨迹测量... 设计了基于FPGA器件的数字声纳接收机,实现水声短基线定位系统的多通道数字正交接收,有效地降低了系统设计的复杂度和成本。该系统可应用于水下航器的定位和轨迹测量等领域。实验分析表明,通过此系统可实现精确的水下目标定位和轨迹测量,定位精度达到5‰±10cm。 展开更多

关键词 FGPA 短基线 数字声纳接收机 正交接收机

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匹配场目标定位的并行遗传算法实现

9

作者 赵博 董姝敏 +1 位作者 李运赫 朴胜春 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期823-827,共5页

针对匹配场声源定位算法中存在的固有并行性,构建了匹配场声源定位的并行计算算法框架,并引入并行遗传算法作为匹配场处理的寻优工具.根据匹配场处理的实际特性,对并行遗传算法的操作算子及评估标准进行了合理设计,使其快速收敛.以网络... 针对匹配场声源定位算法中存在的固有并行性,构建了匹配场声源定位的并行计算算法框架,并引入并行遗传算法作为匹配场处理的寻优工具.根据匹配场处理的实际特性,对并行遗传算法的操作算子及评估标准进行了合理设计,使其快速收敛.以网络互联的双核PC机作为并行计算硬件平台,在Windows XP操作系统和MPI并行环境中对匹配场定位的并行算法进行了测试和分析.研究表明:采用并行遗传算法实现匹配场声源定位方法优于传统网格法,可有效节省算法运行时间,快速实现声源定位. 展开更多

关键词 匹配场处理 声源定位 并行处理 遗传算法 MPI并行环境

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声屏蔽水下多址接入研究 被引量：3

10

作者 惠俊英 王大宇 +2 位作者 张光普 殷敬伟 王晓琳 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期703-709,共7页

针对水下多用户通信中存在的多址干扰问题,提出一种基于声屏蔽的多址接入方法。声屏蔽是利用不同信源与接收阵之间的多途信道差异实现多址接入的。通过对接收信号的屏蔽聚焦处理,使得多址干扰被有效抑制,信源信号被时反聚焦后得到增强,... 针对水下多用户通信中存在的多址干扰问题,提出一种基于声屏蔽的多址接入方法。声屏蔽是利用不同信源与接收阵之间的多途信道差异实现多址接入的。通过对接收信号的屏蔽聚焦处理,使得多址干扰被有效抑制,信源信号被时反聚焦后得到增强,多途影响将明显减弱。将声屏蔽与正交频分复用(OFDM)结合,设计出了基于声屏蔽的OFDM多用户通信系统,该系统可以在不占用额外带宽的条件下实现多用户通信。通过理论分析和仿真研究表明:声屏蔽不仅能够抑制多址干扰,同时也对期望信号进行聚焦,可以有效提高通信系统的数据吞吐量,降低误码率。此外,声屏蔽允许在同一方向上对不同用户同时通信。 展开更多

关键词 通信技术 声屏蔽 OFDM 多址接入

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基于正交频分复用的水下转发器的设计 被引量：2

11

作者 周锋 高金辉 孙宗鑫 《声学技术》 CSCD 2010年第3期264-267,共4页

为解决长距离高速水声数据传输问题,采用接力式水声数据转发传输是一个很好的解决方案。结合正交频分复用技术的特点设计实现了一个数字式的水下转发器系统。系统功耗低、结构简单,可以很好地解决水声通信中存在的多途干扰和窄带宽问题... 为解决长距离高速水声数据传输问题,采用接力式水声数据转发传输是一个很好的解决方案。结合正交频分复用技术的特点设计实现了一个数字式的水下转发器系统。系统功耗低、结构简单,可以很好地解决水声通信中存在的多途干扰和窄带宽问题,实现高速、可靠的水下数据转发的目的。湖试中,在6000m的距离内,3kHz带宽下,转发速率为4.32kb/s,误码率低于10-3。湖试结果表明,基于正交频分复用的水下转发器可以达到较高的转发速率和较低的误码率。 展开更多

关键词 正交频分复用 水下转发器 水声通信

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基于幅度补偿的MVDR水下噪声源近场定位识别方法研究 被引量：20

12

作者 陈欢 何良 +1 位作者 杨德森 时胜国 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期51-54,165,共5页

降低舰船噪声,首先要找到其主要噪声源,然后采取有针对性的减振降噪措施。针对现有基于近场聚焦波束形成等噪声源近场定位方法的不足,介绍了基于幅度补偿的MVDR(minimum variance distortionless response)近场聚焦波束形成噪声源近场... 降低舰船噪声,首先要找到其主要噪声源,然后采取有针对性的减振降噪措施。针对现有基于近场聚焦波束形成等噪声源近场定位方法的不足,介绍了基于幅度补偿的MVDR(minimum variance distortionless response)近场聚焦波束形成噪声源近场定位识别方法。该方法在MVDR算法的基础上引入幅度补偿,可以有效估计噪声源的相对强度;可以提高基阵在低频段的空间分辨率,在高频段能进一步抑制空间混叠;同时还可以进一步抑制背景噪声,因此该方法能够给出系统噪声源的空间位置分布及能量分布,从而准确找到系统中主要噪声源,采取有针对性的减振降噪措施。计算机仿真及湖试实验数据处理结果验证了该方法的有效性,具有一定的工程应用价值。 展开更多

关键词 水下噪声源 近场 MVDR 幅度补偿 高分辨 定位与识别

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基于EEMD的地声信号单通道盲源分离算法 被引量：23

13

作者 刘佳 杨士莪 朴胜春 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期194-199,共6页

针对只有一个观测通道时,基于矩阵运算的盲源分离算法将会失效的问题,提出一种适用于单观测通道的地声信号盲源分离方法.首先采用总体经验模态分解方法将观测信号分解为固有模态矩阵,使单通道的欠定问题转化为多通道的正定问题,再利用... 针对只有一个观测通道时,基于矩阵运算的盲源分离算法将会失效的问题,提出一种适用于单观测通道的地声信号盲源分离方法.首先采用总体经验模态分解方法将观测信号分解为固有模态矩阵,使单通道的欠定问题转化为多通道的正定问题,再利用已有的盲源分离算法进行分离.仿真实验说明该方法可以抑制宽频及瞬态干扰,有效地提取源信号,而且对频带有交叠的信号也有一定的分离效果.实验数据处理显示该方法可以在地声环境噪声干扰下,有效地提高目标信号的信噪比,增加检测性能,证明了该方法在地声信号处理中的有效性. 展开更多

关键词 盲源分离 单通道 总体经验模态分解 地声信号处理

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基于高阶累积量矩阵组正交联合对角化的高分辨方位估计方法 被引量：10

14

作者 宋海岩 朴胜春 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期967-972,共6页

该文提出了一种基于高阶累积量矩阵组正交联合对角化的高分辨方位估计方法。该方法构造了一组高阶累积量矩阵共同来辨识阵列流型矩阵的列空间,进而进行DOA估计。并通过对高阶累积量矩阵组进行联合对角化,得到联合对角化矩阵和对角化后... 该文提出了一种基于高阶累积量矩阵组正交联合对角化的高分辨方位估计方法。该方法构造了一组高阶累积量矩阵共同来辨识阵列流型矩阵的列空间,进而进行DOA估计。并通过对高阶累积量矩阵组进行联合对角化,得到联合对角化矩阵和对角化后的矩阵组,并重新定义了空间谱。新方法可以处理相干声源,适用于有色噪声环境,且较仅使用单个高阶累积量矩阵的算法具有更高的分辨力,更低的均方根误差和更高的鲁棒性。 展开更多

关键词 信号处理 水声信号 高阶累积量矩阵 正交联合对角化 Jacobi旋转 方位估计

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单矢量传感器MUSIC算法的DOA估计及性能评价 被引量：12

15

作者 梁国龙 张锴 +2 位作者 范展 张光普 刘凯 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期30-36,共7页

针对单矢量传感器MUSIC算法在实际工程应用中存在性能恶化的问题,通过理论分析和数值仿真研究了幅相特性因素对其方位估计性能产生的影响,推导了幅相特性不一致条件下算法的空间谱估计表达式,同时给出了一种基于单矢量传感器通道功率盲... 针对单矢量传感器MUSIC算法在实际工程应用中存在性能恶化的问题,通过理论分析和数值仿真研究了幅相特性因素对其方位估计性能产生的影响,推导了幅相特性不一致条件下算法的空间谱估计表达式,同时给出了一种基于单矢量传感器通道功率盲归一化思想的改进算法.研究的结果表明:通道的幅相特性不一致将导致空间谱的谱峰变宽,并使空间谱估计的结果产生偏差甚至"伪峰";而改进的算法在保证方位估计精度的同时改善了目标的方位分辨能力,消除了传统算法空间谱中可能存在的"伪峰".湖试数据的处理结果进一步验证了改进算法的有效性. 展开更多

关键词 MUSIC 矢量传感器 方位估计 误差分析

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瞬时频率方差加权导向最小方差波束形成检测器 被引量：17

16

作者 陈阳 赵安邦 +1 位作者 王自娟 惠俊英 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期730-735,共6页

为了克服传统线谱检测四维显示的难点,根据被动目标辐射噪声中含有高强度的稳定线谱这一特征,提出了一种针对线谱目标检测的阵列信号处理方法.从理论上分析了利用短时傅里叶变换估计含有线谱的辐射噪声的瞬时频率方差特性,将其与导向最... 为了克服传统线谱检测四维显示的难点,根据被动目标辐射噪声中含有高强度的稳定线谱这一特征,提出了一种针对线谱目标检测的阵列信号处理方法.从理论上分析了利用短时傅里叶变换估计含有线谱的辐射噪声的瞬时频率方差特性,将其与导向最小方差波束形成相结合,通过各方位的频率方差对波束输出进行加权,有效地提高导向最小方差波束形成对于线谱目标的检测能力.海试结果验证该方法的可行性与有效性,在多目标、强干扰的环境下,可以探测到弱线谱目标. 展开更多

关键词 短时傅里叶变换 瞬时频率方差 导向最小方差波束形成

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声学多普勒速度仪安装误差校准方法 被引量：8

17

作者 曹忠义 郑翠娥 张殿伦 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期434-439,共6页

在安装使用声学多普勒速度仪前,准确估计声学基阵与载体间的安装偏角是影响速度仪输出精度的关键问题,针对该问题,提出了一种任意航迹下的航迹校准法.该方法基于最小二乘算法,通过姿态补偿建立GPS轨迹与速度仪航迹间的观测方程,实现安... 在安装使用声学多普勒速度仪前,准确估计声学基阵与载体间的安装偏角是影响速度仪输出精度的关键问题,针对该问题,提出了一种任意航迹下的航迹校准法.该方法基于最小二乘算法,通过姿态补偿建立GPS轨迹与速度仪航迹间的观测方程,实现安装误差的精确校准.通过仿真实验分析了航迹偏差、测量设备精度以及横纵摇安装偏角对安装误差校准性能的影响.最后进行了海试试验,并将航迹校准法与平均速度法进行了比较.试验结果表明:在任意航迹下,航迹校准法的校准精度能够达到0.05°,降低了校准试验条件要求;实现单航次校准成功,提高了校准效率. 展开更多

关键词 声学多普勒速度仪 安装误差校准 安装偏角 航迹校准法 最小二乘算法

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多波束海底地形等深线快速生成算法 被引量：8

18

作者 李海森 陆丹 +1 位作者 魏玉阔 么彬 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期622-628,共7页

为解决大数据量海底地形等深线快速生成问题,提出一种基于等深值索引序列的等深线快速生成算法。该算法通过建立深度属性和等深值索引属性的映射关系,将浮点型深度属性三角网转化为整型索引属性三角网,并在此基础上提出一种基于0/1异或... 为解决大数据量海底地形等深线快速生成问题,提出一种基于等深值索引序列的等深线快速生成算法。该算法通过建立深度属性和等深值索引属性的映射关系,将浮点型深度属性三角网转化为整型索引属性三角网,并在此基础上提出一种基于0/1异或的等深线走向快速判断方法进行等深线跟踪,实现等深线的快速生成。实测海底地形数据的测试结果表明,与常规算法相比,该算法具有更快的生成速度并且十分适合计算机编程实现,能够快速、准确地从大数据量数字海底地形中生成等深线. 展开更多

关键词 等深线 多波束测深 海底数字地形建模 不规则三角网 快速生成

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声矢量阵DOA估计的稀疏分解理论研究 被引量：8

19

作者 付金山 李秀坤 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期280-286,共7页

针对低信噪比、小快拍数条件下的DOA估计问题,根据水下目标方位角在角度空间的稀疏性,将稀疏分解和压缩传感理论应用于声矢量阵的DOA估计中.建立了相应的DOA估计模型,构造出基于阵列流型形式的过完备原子库,然后采用正交匹配追踪算法实... 针对低信噪比、小快拍数条件下的DOA估计问题,根据水下目标方位角在角度空间的稀疏性,将稀疏分解和压缩传感理论应用于声矢量阵的DOA估计中.建立了相应的DOA估计模型,构造出基于阵列流型形式的过完备原子库,然后采用正交匹配追踪算法实现目标的DOA估计.数值仿真表明,基于稀疏分解的声矢量阵DOA估计算法稳定性好,估计结果精确,信噪比小于10 dB时优于MVDR、MUSIC等算法,并且可以直接用于相干信号的处理.对于单快拍数据的估计性能良好,适用于运动目标的DOA估计.基于压缩传感理论,通过对阵列接收数据和过完备原子库的维数压缩,可有效降低稀疏分解算法的计算成本. 展开更多

关键词 矢量水听器 稀疏分解 过完备原子库 压缩传感 正交匹配追踪

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改进的盖尔圆源数目估计方法 被引量：9

20

作者 董姝敏 梁国龙 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期440-444,共5页

为提高盖尔圆(Gerschgorin disks estimation)法实现源数目估计的算法性能,提出一种改进的盖尔圆方法(modi-fied Gerschgorin disks estimation,MGDE).MGDE算法主要是利用盖尔圆圆心信息对盖尔圆半径进行独立压缩,使噪声盖尔圆半径压缩... 为提高盖尔圆(Gerschgorin disks estimation)法实现源数目估计的算法性能,提出一种改进的盖尔圆方法(modi-fied Gerschgorin disks estimation,MGDE).MGDE算法主要是利用盖尔圆圆心信息对盖尔圆半径进行独立压缩,使噪声盖尔圆半径压缩速度快于信号盖尔圆半径,从而使噪声盖尔圆尽可能地远离信号盖尔圆,更有利于源数目的准确估计,而且不必人为选择调整因子.仿真验证了MGDE算法在白噪声和色噪声中的源数目估计性能,并与AIC(akaike informationceriterion)、MDL(minimum description length)、及GDE算法进行了对比分析.结果表明:在一定条件下,MGDE算法在白噪声和色噪声中的性能优于GDE算法,而且该算法的小样本源数目能力很好. 展开更多

关键词 源数目估计 盖尔圆 色噪声 白噪声

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