基于四阶累积量的空间信号2-D DOA分离估计

本文基于平行均匀线性阵列和四阶累积量提出了一种新的任意高斯噪声环境下的多个空间信号二维到达方向分离估计方法。通过巧妙定义阵列输出四阶累积量矩阵,该方法不需要谱峰搜索就可以估计信号二维到达方向。计算机模拟结果证实了方法的可行性。     

基于四阶累积量的空间信号2—DDOA分离估计

本文基于平行均匀线性阵列和四阶累积量提出了一种新的任意高斯噪声环境下的多个空间信号二维到达方向分离估计方法，通过巧妙定义阵列输出四阶累积量矩阵，该方法不需要谱峰搜索就可以估计信号二维到达方向，计算机模拟结果证实了方法的可行性。     

衰减指数模型参数估计的新方法

推导出衰减指数模型的混合四阶累积量,它包含了准确的衰减频率、衰减因子及其他信息。在四阶混合累积量的基础上,提出了一种基于状态空间模型的谐波参数估计方法。先采用四阶混合累积量对观测信号进行预处理,再利用SSM方法实现衰减谐波信号各个参数的联合估计,实现了在计算量较低的情况下的衰减频率和衰减因子的联合估计。仿真结果表明,该方法能有效地抑制高斯色噪声,避免了在频域上搜索以辨识谱峰,具有优越的参数估计性能。     

基于四阶累积量特征分解的空间谱估计测向方法

传统的空间谱估计测向方法大都是在二阶统计基础上提出的，而高阶累积量（ｃｕｍｕｌａｎｔ）及其对应的高阶谱具有更加丰富的信息，而且对任何谱特性的高斯噪声都有很好的抑制能力。本文研究了基于四阶累积量特征结构分析的谱估计测向方法，从累积量的基本定义和性质出发，导出了基于特征分解的测向算法，并给出了模拟实验和测向系统外场实验结果，实验结果显示，基于四阶累积量方法的性能优于传统谱估计测向方法，特别是对于未知谱     

基于四阶累积量特征分解的空间谱估计测向方法

传统的空间谱估计测向方法大都是在二阶统计基础上提出的。而高阶累积量(cumulant)及其对应的高阶谱具有更加丰富的信息,而且对任何谱特性的高斯噪声都有很好的抑制能力。本文研究了基于四阶累积量特征结构分析的谱估计测向方法。从累积量的基本定义和性质出发,导出了基于特征分解的测向算法,并给出了模拟实验和测向系统外场实验结果。实验结果显示,基于四阶累积量方法的性能优于传统谱估计测向方法,特别是对于未知谱特性的色高斯噪声的情况。     

一种基于四阶累积量的空间特征盲估计方法

该文以均匀直线阵为基础,提出了一种基于阵列输出四阶累积量的信号空间特征盲估计方法,并将其用于相干多径环境下的多用户信号空间特征的估计。作者利用四阶累积量构造了一个空间特征估计矩阵,并证明了对该矩阵作特征分解可以得到各用户的空间特征。该盲算法不依赖于信号具体特征,适用于任意加性高斯(白或有色)噪声。理论分析和仿真结果说明了算法的有效性和稳健性。     

基于四阶累积量扩展孔径的线阵设计

阵列孔径越大,空间谱分辨率越高.在借鉴传统的约束最小冗余线阵概念的基础上,从阵列输出的四阶累积量定义出发,利用四阶累积量扩展阵列孔径的功能,设计出基于四阶累积量的约束最小冗余线阵.与相同阵元数的传统约束最小冗余线阵相比,它具有大得多的有效孔径,从而在运用四阶累积量DOA估计方法时可大大增加可估计的信号数,极大地提高DOA估计分辨率.仿真结果证明了结论.     

一种多径环境下基于四阶累积量的阵列扩展测向方法

本文分析了基于四阶累积量的测向方法不能正确测量多径信号方向的原因，提出了一种多径环境下的基于四阶累积量的新型测向方法。该方法利用零点领处理方法抑制多径信号，然后采用四阶累积量进行阵列扩展测向。计算机模拟结果表明该方法在多径环境下具有良好的性能并且可能实现对足够多的信号进行测向。     

一种新的联合对角化盲源分离算法分析

盲源分离是一种多通道的信号处理方法。应用盲源分离理论,可以在不知道传输通道的情况下,仅依靠采集到的信号,提取出各种源信号。构建累积量联合矩阵,进行对角化处理,得到分离矩阵,是一种很常见的盲源分离方法。针对通常算法精度不高的问题,提出了一种将基于二阶累积量和基于四阶累积量综合在一起的盲源分离算法。该方法结合了两种方法的优点,既考虑了二阶时空间上的不相关,又考虑了四阶累积量度量的独立性。     

基于微小频偏的新的四阶累积量DOA子空间估计法

在采用基于四阶累积量的子空间法进行DOA估计时,一般要求基带信号独立,以保证信号四阶不相干, 否则估计性能将下降。该文提出一种新的四阶累积量DOA估计法,解除了对基带信号独立性的要求。该方法对每一个基带信号分配一个基带载波,基带载波相对射频载波是一个微小偏差。该文推导了在基带信号独立和相关两种情况下,信号四阶相干性与基带载波频率的关系:设计出了在基带信号相关情况下,保证信号四阶不相干的微小频偏集。仿真结果验证了设计的正确性和有效性。     

一种用于多径环境的超分辨率TOA定位算法

分析了基于来波到达时间(TOA)的定位技术中存在的问题,把时域超分辨率最小范数(Min-Norm)谱估计算法引入到频域TOA估计领域,提出了互相关Min-Norm超分辨率TOA算法,利用互相关技术理论上可消除非相关噪声对算法的影响.仿真结果表明,该算法具有超分辨率特性及强抗噪性,可在小带宽、强噪声背景下获得稳定、准确的时延估计结果,适于在多径效应严重的环境中应用.     

A higher order FDTD method in Integral formulation

We present a fourth-order (4, 4) finite-difference time-domain (FDTD)-like algorithm based on the integral form of Maxwell's equations. The algorithm, which is called the integro-difference time-domain (IDTD) method, achieves its fourth-order accuracy in space and time by taking into account the spatial and temporal variations of electromagnetic fields within each computational cell. In the algorithm, the electromagnetic fields within each cell are represented by space and time integrals (or integral averages) of the fields, i.e., the electric and magnetic fluxes (D,B) are represented by the surface-integral average, and the electric and magnetic fields (E,H) by the line and time integral average. In order to relate the integral average fields in the staggered update equations, we have obtained constitutive relations for these fields. It is shown that the IDTD update equations combined with the constitutive relations are fourth-order accurate both in space and time. The fourth-order correction terms are represented by the modified coefficients in the update equations; the numerical structure remains the same as the conventional second-order update equations and more importantly does not require the storage of field variables at the previous time steps to obtain the fourth-order accuracy in time. Furthermore, the Courant-Friedrichs-Lewy (CFL) stability criteria of this fourth-order algorithm turns out to be identical to the stability limits of conventional second-order FDTD scheme based on differential formulation.     

基于四阶累积量的二次谱法检测DS_SS伪码周期

在二次谱方法提取直扩信号扩频周期的基础上，提出了一种基于四阶累积量一维切片的直扩信号二次谱检测法。这种方法不要任何先验条件，利用接收信号的四阶累积量一维切片代替信号的相关函数做二次功率谱检测。克服了高斯白噪声对信号检测的影响，降低了直扩信号的伪码周期检测的信噪比的门限。理论推导和仿真结果表明，该方法能在极低信噪比的条件下检测直扩信号的扩频周期。     

基于四阶累积量的最大似然测向方法研究

论述了最大似然（ML）算法测向以及四阶累积量阵列扩展的基本原理，在此基础上给出了一种基于最大似然算法和四阶累积量的DOA估计新方法。与普通的基于二阶矩的最大似然算法相比，本方法具有对阵列进行四阶扩展的能力，可以解决信号源数大于阵元数时的测向问题，并且由于四阶累积量自身的盲高斯性，还可以有效抑制高斯色噪声。     

Efficient Detection of Chirp Signals Based on the Fourth-Order Origin Moment of Fractional Spectrum

A novel detection algorithm for chirp signals based on the fourth-order origin moment of fractional spectrum (OMFrS) is presented. The fourth-order OMFrS of a chirp signal in discrete form is first deduced. By using the rough search result and the symmetric property of the fourth-order OMFrS of the chirp signal, the difference between the theoretical optimal transform angle and the detected result is calculated, and a more accurate estimation is obtained. Compared to the existing one-step search and two-step search methods, the proposed algorithm achieves better accuracy with high detection speed. Simulation results were given to prove the advantages of this new approach.     

Thin-Pavement Thickness Estimation Using GPR With High-Resolution and Superresolution Methods

In the field of civil engineering, sounding the top layer of carriageways, i.e., the pavement layer, is classically performed using standard ground-penetrating radar (GPR), whose resolution is bandwidth dependent. The layer thickness is deduced from both the time delays of backscattered echoes and the known dielectric constant of the medium. This paper focuses on superresolution and high-resolution techniques, which serve to improve the time resolution of GPR signals, and presents a parametric technique and five subspace methods, namely, estimation of signal parameters via rotational invariance techniques (ESPRIT), multiple-signal classification (MUSIC) algorithm, Min-Norm, and their polynomial versions root-MUSIC and root-Min-Norm. The performance of these algorithms will be compared in terms of resolution power as well as root-mean-square error on the estimated thickness. The paper also presents the results of computer tests and radar measurements in the far field.     

基于四阶累积量张量联合对角化的多数据集联合盲源分离

该文提出一种基于四阶累积量张量联合对角化的联合盲源分离(J-BSS)算法。首先通过计算4阶互累积量将多数据集信号的J-BSS问题转化为4阶张量联合对角化问题。接下来,基于雅可比连续旋转将张量联合对角化这类非线性优化问题,转化为一系列可获取闭式解的简单子优化问题,并通过交替迭代对多数据集混合矩阵进行更新,进而实现J-BSS。实验结果表明,所提算法具有良好的收敛性能,较之现有的同类型BSS及J-BSS算法具有更高的精度。此外,该算法在分离实际胎儿心电信号方面也表现出良好的性能。     

Independent component analysis and (simultaneous) third-ordertensor diagonalization

Comon's (1994) well-known scheme for independent component analysis (ICA) is based on the maximal diagonalization, in a least-squares sense, of a higher-order cumulant tensor. In a previous paper, we proved that for fourth-order cumulants, the computation of an elementary Jacobi rotation is equivalent to the computation of the best rank-1 approximation of a fourth-order tensor. In this paper, we show that for third-order tensors, the computation of an elementary Jacobi rotation is again equivalent to a best rank-1 approximation; however, here, it is a matrix that has to be approximated. This favorable computational load makes it attractive to do “something third-order-like” for fourth-order cumulant tensors as well. We show that simultaneous optimal diagonalization of “third-order tensor slices” of the fourth-order cumulant is a suitable strategy. This “simultaneous third-order tensor diagonalization” approach (STOTD) is similar in spirit to the efficient JADE-algorithm     

房间环境下基于四阶累积量的语音时延估计

主要研究了利用四阶累积量在房间环境下的语音信号时延估计。根据模拟实验环境和实际实验环境下的仿真结果,分别比较了在高斯白噪声情况下与有色高斯噪声情况下基于二阶统计量的广义互相关法和基于四阶累积量的时延估计法性能,验证了四阶累积量法的有效性。仿真结果表明四阶累积量法具有很好的鲁棒性。     

基于四阶累积量的DOA估计方法

从一个统一的角度来研究基于高阶累积量的高分辨阵列信号处理方法,用四阶累积量构造了一个较通用的累积量矩阵,该矩阵符合MUSIC算法的结构,从而可进行DOA(Direction ofArrival)估计。对于这种方法在阵列信号处理中的应用,通过计算机仿真与基于二阶矩的MU-SIC算法进行了较全面的比较。仿真结果表明,该方法在高斯噪声中具有良好的统计性能,是实现高分辨方位估计的有效方法。