广义指数分布及其在地球物理信号时频分析中的应用

广义指数分布是Cohen类二次时频表示的一种,同传统的短时傅立叶变换和wigner-Ville分布相比,它具有更加优良的时频分析特性.本文利用广义指数分布GED分析了地磁脉动信号的时频分布特征,高分辨率地再现了地磁信号的频谱随时间的演变过程,同时本文还探讨了GED分布中参数选取的方法.本文结果表明,在参数M,N,ξ1,τ1选取适当的情况下,GED可以达到既压缩多分量信号中的交叉干扰而同时又不损失自项时频分辨率的良好效果,是分析地球物理信号的有力工具.     

多维非平稳信号的时频分析方法研究

时频分析方法能够同时描述信号在时间和频率域的能量密度与分布情况,为非平稳信号处理提供了有力的工具。文中对非平稳信号的双线性时频分析方法进行了讨论,分析了几种固定核函数的Cohen类分布在典型非平稳信号时频分析中的优缺点;详细讨论并实现了多维信号的Cohen类分布,比较了几种固定核函数的Cohen类分布分析多维信号时在抑制交叉项、自项分辨率保持方面的优缺点与核函数参数选择问题。     

信号的广义时频表示

研究出一种真正的非平稳信号分析方法，用时频图表示非平稳信号的的动态频谱，经历了四十多年丰富多彩的发展，终于在最近几年中取得了重要进展，并与小波理论相结合，形成了能概括大部分重要分布的统一理论框架，称为广义时频表示，本文概述和评论广义时频表示的最新研究成果，并以语音信号的时频表示为例，论述了它的广阔应用前景。     

基于线性正则变换与短时傅里叶变换联合的时频分析方法

线性正则变换作为傅里叶变换、分数阶傅里叶变换更为广义的形式,已经在光学和信号处理等领域得到了应用.短时傅里叶变换是一种线性时频分布,避免了其他双线性时频分布中出现的交叉项干扰,是分析时频信号的有力工具.本文从线性正则变换的定义和性质出发,研究了线性正则变换与短时傅里叶变换的时频关系,提出了基于线性正则变换与短时傅里叶变换联合的时频分析方法,避免了交叉项问题能够实现chirp信号干扰抑制和多分量时频信号分离.最后用仿真实例表明,该方法是分析时频信号的有效手段.     

基于广义矩形时频分布的跳频信号参数估计

能够有效地对接收到的跳频信号进行参数估计是干扰跳频通信的重要前提。由于广义矩形时频分布能够在有效抑制交叉干扰项的同时具有好的时频聚集性,提出了一种基于广义矩形时频分布的跳频信号参数盲估计算法。该算法能够在低信噪比条件下估计出跳频信号的跳频周期、跳变时刻和跳频频率。仿真结果表明,与基于平滑伪Wigner-Ville时频分布（SPWVD）估计跳频信号参数的算法进行比较,该算法提高了跳频信号参数估计的准确度和可靠性。     

非线性调频信号的自适应时频滤波算法

针对传统的时域或频域滤波算法对非线性调频信号滤波去噪效果不好的问题,本文提出了一种时频域内非线性调频信号的自适应滤波去噪算法。首先对原信号进行广义S变换获得其时频分布,接下来利用有效信号时频分布特性选取时频通域,构造区域滤波算子并去除掉时频通域外的噪声分量的时频分布;然后利用有效信号分量的时频聚集性构造自适应时频滤波算子,对含有随机噪声的有效信号分量进行滤波处理,得到滤波去噪后的信号的时频分布;最后利用广义S逆变换将处理后的时频分布变换到时间域,得到滤波去噪后的信号。通过仿真实验的结果可知,本文提出的算法在非线性调频信号的滤波去噪和有效特性保持方面取得了较好的效果。      

SPWD在脉内混合信号时频分析中的应用

雷达脉内混合信号的特征提取和分析是电子对抗领域的重要研究课题之一。维格纳-威利（Wigner-Ville）分布法是分析雷达脉内信号的有效途经,但由于Wigner-Ville分布是双线性变换,用它来分析脉内混合信号时,交叉项将会严重影响信号特征分析。采用平滑伪Wigner-Ville（SPWD）对交叉项进行抑制,计算机仿真表明取得了满意的时-频分布。     

时频子空间拟合波达方向估计

本文提出了一种基于信号空时特征结构的时频子空间拟合方法,利用双线性时频分布构造时频相关矩阵 C _x代替传统的阵列相关矩阵 R _x,通过 C _x的特征分解实现了信号子空间与噪声子空间的分离.该方法在空域和二维时频域同时进行处理,能够区分具有不同时频特征的信号,既适用于平稳信号的场合又适用于时变、非平稳信号的情形,属于空时多维处理的范畴.可以证明,基于平稳信号假设的经典子空间方法是该方法的低维特例.由于包含了时变滤波的过程,因此该方法具有信号选择性以及抗干扰和抗噪声的能力.仿真结果证实了该方法的有效性.     

脉冲噪声下跳频信号时频图修正

为了在α稳定分布噪声的环境下获得清晰的跳频信号时频图,提出一种基于分数低阶SPWVD(Smoothed Pseudo Wigner-Vile Distribution)与形态学滤波相结合的跳频信号时频图修正算法。首先,根据接收到的多跳频信号建立跳频信号的模型和α稳定分布噪声模型;然后,采用低阶SPWVD变换抑制时频图中脉冲噪声;最后,根据形态学滤波处理方法对残留噪声进一步抑制进而得到清晰时频图。理论分析和仿真结果表明,所提算法在广义信噪比为-5 dB时仍可以得到清晰可靠的跳频信号时频图,并且基于时频图的参数估计性能优良。     

基于重排方法的跳频信号分析研究

跳频信号是一种非平稳信号,用时频分布来分析跳频信号是一种很有效的方法。然而,线性时频分析方法的时频分辨率受到测不准原理的限制很难同时得到兼顾,不利于跳频信号的分选和参数的估计。文章利用重排方法对时频变换后的时频谱图进行处理,通过仿真可以看出,重排后时频谱图具有良好的时频聚集性,频率分辨率损失(RL)最大可以改善6dB左右,提高了时频谱图的可读性。     

基于乘积性模糊函数的多线性调频信号时频分布

本文提出一种新的多分量线性调频信号的双线性时频分布.在核函数设计中,提出了两种基于乘积性模糊函数的方法.两种方法在信号的模糊域能够有效地滤出噪声和交叉项,并保留绝大部分的自项能量,得到准确的核函数.仿真结果证实了该方法能够有效地抑制噪声和交叉项,提高时频分辨率,同时可以适应低信噪比环境.     

时频分析:回溯与前瞻

时频分析旨在构造一种时间和频率的密度函数,以揭示信号中所包含的频率分量及其演化特性。本文以抑制Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌｅ分布中的交叉项干扰为主线,综述了时频分析的历史沿革、面临的挑战,及在一些领域中的应用。     

On the equivalence of the operator and kernel methods for jointdistributions of arbitrary variables

Generalizing the concept of time-frequency representations, Cohen (see Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1995) has proposed a method, based on operator correspondence rules, for generating joint distributions of arbitrary variables. As an alternative to considering all such rules, which is a practical impossibility in general, Cohen has proposed the kernel method in which different distributions are generated from a fixed rule via an arbitrary kernel. We derive a simple but rather stringent necessary condition, on the underlying operators, for the kernel method (with the kernel functionally independent of the variables) to generate all bilinear distributions. Of the specific pairs of variables that have been studied, essentially only time and frequency satisfy the condition; in particular, the important variables of time and scale do not. The results warrant further study for a systematic characterization of bilinear distributions in Cohen's method     

基于改进Choi-Williams分布的多分量信号频率识别方法

通过相关域内对短时信号模糊函数的分析,针对短时信号对Choi-Williams分布(CWD)的核函数进行了改进,提出对加窗信号运用改进后的CWD提取信号时频信息的方法。仿真实验表明陔方法对多分量信号具有较强的交叉项抑制能力,在提高了信噪比特性的同时,也减少了计算量。     

一种新的抑制交叉项的时-频分布的分析

最近提出了一种新的时频分布，在保持高时频分辨率的同时可抑制交叉项，本文从信号模糊域滤波的角度分析了该分布中核函数的设计方法与思路，并针对多分量线性调频信号用该分布进行了计算机仿真。仿真结果证明了该分布在抑制交叉项并保持较高时频分辨率方面的有效性。     

基于距离-多普勒补偿的多基雷达协同抗主瓣压制干扰

针对多基地雷达系统中多普勒频差导致干扰信号的去相关的问题,该文提出一种基于距离-多普勒补偿的多基雷达协同抗主瓣压制干扰方法。首先,通过不同雷达平台接收到的干扰信号的互相关函数,分析了多普勒频差对多平台干扰信号的相关性影响。其次,通过最大化时间-多普勒2维相关函数对传播延时差与多普勒频差进行估计和补偿,实现主瓣干扰抑制。然后,为了降低运算量,先利用幅度相关估计出传播延时差,再估计出多普勒频差。仿真结果表明,通过多普勒频率补偿后进行干扰信号级相消处理,可有效抑制主瓣压制干扰。     

基于模糊平面的信号识别方法

将一维信号变换到二维坐标平面往往更有利于描述信号的时变特征,从而实现信号的分类识别。基于离散时频分布的信号识别方法,将时频核设计问题转化为以信号自模糊函数为原始特征的特征选择问题,以实现特征降维和信号识别。时频核设计孤立考察模糊平面上各个特征点,且降维空间中存在着识别信息冗余。将核设计的原理推广,直接基于模糊平面进行信号识别,利用K—L展开和线性变换对自模糊函数进行特征提取,在降维空间内综合了各原始特征共有的分类信息,并去除特征之间的相关性,从而比时频核设计方法具有更优的信号识别性能。     

Volterra series representation of time-frequency distributions

This paper addresses a Volterra series representation of bilinear (or quadratic) time-frequency distributions that belong to Cohen's class, whereby the analogy of the bilinear class with a second-order double Volterra series is utilized. In addition, a different viewpoint for the bilinear kernel and a complementary interpretation concerning the quadratic time-frequency distributions are provided.     

Fast calculation of the Choi-Williams time-frequency distribution

The method presented allows faster calculation of any time-frequency distribution with a kernel that can be formulated in the time-lag plane. Specific examples are the Wigner and Choi-Williams distributions. The Choi-Williams distribution (CWD) uses an exponential kernel in the generalized class of bilinear time-frequency distributions to achieve a reduction in the cross-term components of the distribution. Matrix manipulations provide an intuitive approach and, when combined with parallel processing, improve the processing speed to allow real-time calculations of the CWD. The use of an outer product matrix with a weighting matrix is particularly useful when evaluating different weighting parameters. For any given signal, the outer product matrix needs to be calculated just once. The various weighting matrices can be stored and used with any signal when needed. Parallel processing architectures allow implementation of the algorithm with speeds that are appropriate for real-time, running window calculations