基于主成分分析的经验模态分解消噪方法

 针对非线性非平稳信号的去噪问题,提出一种基于主成分分析(PCA)的经验模态分解(EMD)消噪方法.该方法根据EMD的分解特性,利用PCA对噪声信号经EMD分解后的内蕴模态函数(IMF)进行去噪处理:首先利用"3σ法则"对第一层IMF进行细节信息提取,并估计每层IMF中所含噪声的能量;然后对IMF进行PCA变换,根据IMF中所含噪声的能量选择合适数目的主成分分量进行重构,以去除IMF中的噪声.为验证本文方法的有效性,进行了数字仿真与实例应用实验.实验结果均表明,所提方法的消噪效果整体上优于Bayesian小波阈值消噪方法和基于模态单元的EMD阈值消噪方法,是一种有效的信号消噪新方法.     

EMD相关度去噪及其在轧机信号处理中的应用

基于EMD时间尺度滤波特性,在引入相关度分析的基础上提出了EMD相关度去噪方法.对含噪信号进行EMD分解得到各IMF分量,并结合相关度阈值函数计算各分量的相关度值,再与预定阈值比较获取满足阈值要求的IMF并对其进行信号重构最终得到去噪信号.该方法消除了EMD时间尺度滤波不适用于噪声和信号在IMF成分混叠情祝下的限制.通过平稳和非平稳含噪信号去噪仿真实验表明了该方法的有效性;通过轧机在轧钢时实测信号分析验证了该方法的可靠性.     

一种局部放电信号去噪的新方法

小波变换是在局部放电信号去噪过程中常用的方法,由于实际信号中噪声频带较宽,仅用小波变换去噪有可能带来波形畸变。文中将经验模态分解（Empircial Mode Decomposition,EMD）引入小波阈值去噪算法中,提出了一种基于EMD的小波阈值去噪算法,信号经EMD变换后被分解成若干个频率的本征模态函数（Intrinsic Mode Function,IMF）,再对各个频率的IMF分量进行小波阈值去噪。相比于普通的小波阈值去噪算法,该方法能取得更好的去噪效果。对仿真信号和实测信号的处理结果验证了该方法的有效性。     

一种改进的基于EMD分解的超宽带信号消噪算法

针对低信噪比超宽带信号的消噪问题,提出一种改进的基于经验模式分解(EMD)的消噪算法.该算法首先对含噪信号进行EMD分解,得到多个固有模态函数(IMF)分量,然后选取高阶IMF重构原信号,达到消噪的目的.针对对UWB信号的IMF重构过程中阶数阈值难以确定的问题,通过数值仿真的方法,得到信号分量和噪声分量在不同阶IMF上的能量分布特性;在对所得特性进行分析的基础上,设计了一种数据自适应的阶数阈值选取算法,解决了EMD消噪中的阶数阈值选取问题.仿真结果表明,EMD消噪算法能够在较低信噪比下提供平均10 dB的信噪比增益,可以有效地对超宽带信号进行消噪.     

一种基于Hilbert-Huang变换的语音去噪方法

在介绍Hilbert Huang变换理论的基础上,提出了一种基于HHT变换的语音去噪算法。首先对带噪语音信号做EMD分解,得到各阶IMF分量,然后对高频的IMF分量用小波域去噪中的阈值方法进行处理,然后把经过阈值处理的高频IMF分量和低频的IMF进行叠加,得到重构后的信号,即去噪信号。仿真实验表明基于Hilbert Huang变换的去噪结果优于小波软、硬阈值法的去噪结果,显示了Hilbert Huang变换在处理非平稳信号中的优越性。     

极点均值型经验模式分解及其去噪应用

使用经验模式分解（EMD）对信号进行去噪时,由于EMD 本身会产生模态混叠,往往很难将噪声完全分离。针对这一问题,提出了一种新型的极点均值型EMD 方法,并且给予固有模态函数（IMF）一个新的定义。首先,将相邻极点平均以求得均值包络,然后迭代相减进而获得IMF。最后用原始信号减去分离出的高频IMF 实现去噪。随机信号仿真以及激光雷达回波信号去噪实验表明,该方法与EMD 分解相比,可以更好地将噪声分离,有效地抑制模态混叠,更可以极大地减小均方误差。因此,极点均值型EMD 拥有很好前景。     

基于经验模态分解的自适应滤波算法及其应用

在对炮膛进行检测时,由于温度、光照强度等影响,使得测得的信号带有很大的噪声,当噪声频带很宽时,自适应滤波器的参数设置比较困难,致使去噪效果不明显.为此,提出了一种基于经验模态分解的自适应滤波算法,该算法基于信号和噪声经过经验模态分解后在不同的IMF上有不同的特征,即先对信号进行经验模态分解,然后对各个高频IMF信号分别选用不同的滤波参数,进行自适应滤波处理.通过实验对比研究了该算法与普通自适应去噪、多尺度EMD滤波的降噪效果,实验表明,该算法具有很好的去噪效果.将该算法应用于炮膛检测系统中身管内径测量信号的降噪处理,取得了满意的效果.     

基于核主成分分析的EMD去噪算法

本文以超声回波信号去噪为目的,研究了基于经验模态分解（EMD）分解的去噪方法。分解过程中固有模态函数（IMF）信号与噪声混叠,还会产生虚假分量,提出了基于核主成分分析（KPCA）的经验模态分解算法。首先对原信号进行经验模态分解得IMF分量;然后对信号进行KPCA变换,将各分量获得的贡献率与阈值比较,最终以去除分量中夹杂的噪声。为证明本文方法的有效性,还给出了仿真实验的仿真结果。     

基于CEEMDAN和小波阈值的ECG去噪算法研究

提出一种基于自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)与小波阈值的ECG信号去噪新算法。首先对含噪ECG信号进行CEEMDAN分解,得到从高频到低频排序的各个IMF分量,利用自相关法对各IMF分量进行分析,找出以随机噪声为主的高频IMF分量并进行小波阈值去噪;然后统计包括余量在内所有IMF分量的过零率,过零率小于1.5的IMF分量即为基线漂移信号,直接剔除;最后将经过小波阈值去噪的IMF分量与剔除基线漂移之后的其他IMF分量一起进行合并重构,实现ECG信号的去噪和基线校正。用所提算法对MIT-BIH心电数据库中的ECG信号进行去噪处理,结果表明ECG信号中的随机噪声得到很好的抑制,同时获得了良好的基线漂移校正效果。     

一种基于CEEMDAN-改进小波阈值的OTDR信号去噪算法

为了解决光时域反射仪(optical time domain reflectometer,OTDR)中背向散射信号受 噪声干扰严重问题,本文提出了一种 基于自适应噪声完备集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN) 和改进小波阈值的OTDR信号去噪算法,利用CEEMDAN分解算法具有的抗模态 混叠现象和降低重构误差等优点,将信号分解为若干IMF分量,根据相关系数的分析方法, 找到噪声占主导的本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)分量和信号占主导的IMF 分量的临界点,去除噪声占主导的IMF分量, 并将改进的小波阈值去噪方法对信号占主导的IMF分量进行去噪,最后重构信号。结果表明 , 本文提出的方法与传统的硬阈值方法、CEEMDAN-硬阈值方法和改进的小波阈值方法相比, 能 更好地抑制噪声,并达到更好的去噪效果,突显OTDR事件特征,更易于事件的检测。     

基于偏振复用的单边带光生毫米波传输系统的研究北大核心CSCD

光子辅助的毫米波通信因其超带宽优势在下一代宽带无线接入网中有着广泛的应用前景,本文基于单个激光源和一个双极化马赫-曾德尔调制器(dual-polarization Mach-Zehnder modulator,DP-MZM)的光路结构产生了频率稳定的偏振复用毫米波信号,联合VPI与MATLAB仿真环境对单边带(single sideband,SSB)偏振复用四相相移键控(polarization-division-multiplexing,PDM)quadrature phase shift keying,QPSK、16阶正交幅度调制(16-ary quadrature amplitude modulation,16QAM)和32阶正交幅度调制(32-ary quadrature amplitude modulation,32QAM)信号分别实现了70 km、65 km与50 km的有效传输,并结合概率整形(probability shaping,PS)技术在28 GHz波段上,以相同净比特传输速率对比分析了均匀16QAM与PS-16QAM,均匀32QAM与PS-32QAM的SSB矢量毫米波(millimeter wave,MMW)信号在光纤传输条件下的误码率(bit error rate,BER)性能。仿真结果表明:在相同净比特速率,以硬判决阈值3.8×10^(-3)为判断条件,在普通单模光纤(single-mode fiber,SMF)传输系统中,PS-16QAM/32QAM信号光功率约有0.3 dBm的提升,非线性光纤(nonlinear fiber NLF)传输系统中,PS-16QAM信号光功率约有0.8 dBm的提升,PS-32QAM信号光功率约有0.5 dBm的提升,结果表明:经过PS后的MMW信号光纤传输性能有明显改善。     

基于Agent的智能决策支持系统

针对传统DSS的不足，把专家系统和范例推理技术以及数据仓库、数据挖掘技术运用于DSS中，把传统的DSS改进为IDSS，鉴于agent技术构件重用等特点，把agent技术运用到IDSS中，提出了一个实现基于agent技术的IDSS框架，最后探讨了系统实现的主要技术。     

基于LGS的高温无线声表面波传感系统的研究

高温环境下供电和导线联接困难，一般电子元件难以正常工作，因此高温环境下温度、压力等物理量的监测一直是一项较难解决的技术难题。新兴的硅酸钾镧(LGS)压电晶体具有良好的压电和高温特性，为声表面波(SAW)传感器的高温应用提供了可能。该文分析了新兴LGS压电晶体的高温及SAW特性，讨论了它在高温无线无源传感方面的应用途径和关键问题。初步的实验证明了基于LGS的高温SAW无线无源传感系统的可行性。     

基于OTDR的准分布光纤温度报警系统

针对矿山、油田等易燃易爆地段温度报警的空间准确定位要求,研究了基于光时域反射计 (OTDR)原理的准分布光纤温度报警系统.依据系统的结构与原理分析,完成了半导体激光器(LD)的高速驱动电路和雪崩光电二极管(APD)增益的温漂补偿电路等硬件设计,优化了系统软件的编译.结合在线调试,设计了基于形状记忆效应的温度阈值执行器.试验结果表明系统能稳定运行,且具有1.5 m的空间分辨率和低于16 s的响应时间等优良的性能参数.     

The TR-UWB receiver based on spatial diversity

This paper presents a new Transmitted Reference (TR) Ultra-WideBand (UWB) receiver based on Spatial Diversity (SD), which employs Multi-Antenna Technology (MAT) to improve the performance of TR-UWB receiver. According to the amplitude of correlator output of every antenna branch, this paper analyzed the performances of the proposed TR-UWB receiver employing three different kinds of combina-tion strategies, i.e., Maximum Ratio Combination (MRC), Equal Gain Combination (EGC), and Selective Combination (SC), which are different from conventional ones, and theoretically proved that the performance of EGC is better than MRC. Simulation results verify that when EGC is adopted and BER=10–3, increasing three antennas provides Signal to Noise Ratio (SNR) gain of about 3 dB in CM4 channel and SNR gain of about 2 dB in CM2 channel.     

基于并联SOA的全光广播式超宽带脉冲形状调制技术

基于半导体光放大器(SOA)中交叉增益调制(XGM)效应,采用SOA的并联结构,提出了一种全光产生广播式超宽带(UWB)脉冲形状调制(PSM)信号的方案。该方案同时产生三路超宽带PSM信号,具有多用户传输数据的能力,可为多址通信作理论基础;采用相向的工作方式可以改善输出信号的消光比。利用OptiSystem7.0软件对方案进行仿真,分析了输入信号脉冲宽度、输入光功率和波长对产生的超宽带PSM信号的影响,对信号的传输特性进行了研究。结果表明,本文方案对输入信号脉冲宽度和输入光波长具有良好的容忍度,并且给出了输入光功率的优化范围。     

基于GMPLS的动态分布式WDM网状网路由选择算法研究

研究了在基于GMPLS的WDM网络中,当节点不具备波长变换能力并且配备有限个光收发器对时,如何为到达的业务请求建立标记交换路径(LSP)的问题。提出一种以跳数和带宽碎片要求为权重,合理分配带宽资源的新算法。仿真结果表明,该算法在保证用户业务可靠性要求的同时,能够更有效地提高全网资源的利用率,并大大降低网络阻塞的可能性。     

基于单边带调制的直接探测光OFDM-RoF系统研究

研究基于单边带调制(SSB)的直接探测光正交频分复用-光载射频(OFDM-RoF)系统的性能。10Gbit/s的二进制数据信号经过QAM符号映射和OFDM调制后,与10GHz射频信号混频并驱动双电极LiNbO3马赫-曾德尔调制器(LN-MZM)产生SSB-OFDM信号,调制信号通过光纤传输至基站,进行直接探测转换为毫米波电信号后再无线发送到用户端。仿真结果证实,OFDMRoF系统在4QAM和16QAM两种调制格式下的EVM都满足FEC的要求。同时,理论分析并仿真验证存在一个最佳调制指数可以使信号传输性能达到最佳,并且最佳调制指数与光纤长度无关。     

超高灵敏度电化学发光分析仪研究

根据电化学发光(ECL)检测微量物质方法的原理,研制了一种超高灵敏度ECL分析仪。该仪器采用多孔状的圆片Pt电极作为工作电极(WE),利用光纤收集传导光信号并采用单光子计数手段,能够灵敏检测微量物质的浓度。结果显示,该仪器检测六水合二氯三联吡啶钌[Ru(bpy)3Cl2·6H2O]的极限达到10-18mol/L,检测线性范围可达到5个数量级(10-13～10-8mol/L)。     

基于PPLN波导全光频率转换技术的研究

围绕全光频率转换技术,简要叙述了基于PPLN波导二阶非线性效应实现的全光频率转换技术的原理及其在全光网中的应用,最后对其发展前景做了展望。