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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时间电压转换技术在超声流速计中的应用 被引量：5

2

作者 雷亚辉 王之海 王向红 《应用科技》 CAS 2010年第8期23-25,30,共4页

时间到电压转换(TVC)技术已经广泛应用于雷达、通信、信号测量等领域.在此设计一套实用的电路系统应用于超声海流计系统,该电路系统主要由1个时序产生电路,1个时间电压转换电路以及1个模拟到数字电路组成.理论分析表明,通过此方法测量... 时间到电压转换(TVC)技术已经广泛应用于雷达、通信、信号测量等领域.在此设计一套实用的电路系统应用于超声海流计系统,该电路系统主要由1个时序产生电路,1个时间电压转换电路以及1个模拟到数字电路组成.理论分析表明,通过此方法测量脉冲到达时间间隔可以获得亚纳秒级时间分辨力.文中通过计算机辅助设计软件ORCAD仿真分析验证,该电路具有结构简单,精度高的特点. 展开更多

关键词 超声流速计 时间间隔测量 时间电压转换

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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

3

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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1-3型压电复合材料宽带水声换能器研究 被引量：24

4

作者 张凯 蓝宇 李琪 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期631-637,共7页

1-3型压电复合材料换能器具有重量轻、声阻抗率低等优点,复合材料换能器带宽的拓展一般采用匹配层的方法。采用厚度振动模态理论、横向模态理论和有限元方法对1-3型压电复合材料换能器进行研究,应用ANSYS软件建立换能器的有限元模型,然... 1-3型压电复合材料换能器具有重量轻、声阻抗率低等优点,复合材料换能器带宽的拓展一般采用匹配层的方法。采用厚度振动模态理论、横向模态理论和有限元方法对1-3型压电复合材料换能器进行研究,应用ANSYS软件建立换能器的有限元模型,然后进行结构优化,最终制作了一个利用厚度振动模态和一阶横向模态的13型压电复合材料宽带换能器,其工作带宽为190～390 kHz,发送电压响应起伏不超过±2dB。研究结果表明:利用厚度振动模态和一阶横向模态可以拓展1-3型压电复合材料换能器的带宽,同时也给出了一种高频换能器实现宽带发射的方法。 展开更多

关键词 1-3型压电复合材料 水声换能器 宽带换能器 ANSYS软件 模态理论 厚度振动 振动模态 有限元方法

原文传递

改进的多输人多输出正交频分复用水声通信判决反馈信道估计算法 被引量：23

5

作者 乔钢 王巍 +2 位作者 刘凇佐 Rehan Khan 王玥 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期94-104,共11页

针对最小均方误差准则下(Minimum Mean Square Error,MMSE)判决反馈信道估计算法在多输入多输出正交频分复用(Multiple-input Multiple-output Orthogonal Frequency Division Multiplexing,MIMO-OFDM)低信噪比水声通信环境下存在误码... 针对最小均方误差准则下(Minimum Mean Square Error,MMSE)判决反馈信道估计算法在多输入多输出正交频分复用(Multiple-input Multiple-output Orthogonal Frequency Division Multiplexing,MIMO-OFDM)低信噪比水声通信环境下存在误码遗传缺陷,提出了一种基于压缩感知理论的改进的MMSE判决反馈信道估计算法。通过结合浅海水声信道的稀疏性特点,利用编码校验后的信息与原始信息实现了对信道估计的判决反馈更新,采用匹配追踪算法改进MMSE判决反馈追踪信道估计技术,实现了抑制传统判决反馈信道估计算法在迭代更新及传递过程中存在的误码遗传的目的。仿真和水池实验结果证实:改进的MMSE判决反馈追踪信道估计算法不仅可以有效的抑制误码遗传,对抗突发噪声,跟踪信道的缓慢时变,同时大幅降低了导频占用率,提高了通信质量。 展开更多

关键词 多输入多输出正交频分复用 信道估计算法 判决反馈 水声通信 多输入多输出 最小均方误差准则 DIVISION 遗传缺陷

原文传递

蛙人呼吸特征实验研究 被引量：6

6

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

7

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

8

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

9

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

10

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

11

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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运动声源的边界元声全息识别方法研究 被引量：7

12

作者 陈梦英 商德江 +1 位作者 李琪 刘永伟 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期489-495,共7页

提出了一种可实现任意形状的运动结构噪声源识别的声全息方法。通过结合移动框架技术与边界元声全息技术两种算法的特点,提出利用移动框架技术将存在多普勒效应的时域数据转换成边界元声全息所需的双平面全息数据,然后由边界元法声全息... 提出了一种可实现任意形状的运动结构噪声源识别的声全息方法。通过结合移动框架技术与边界元声全息技术两种算法的特点,提出利用移动框架技术将存在多普勒效应的时域数据转换成边界元声全息所需的双平面全息数据,然后由边界元法声全息公式重构任意结构表面的声学信息,实现运动结构噪声源定位。该方法既具有移动框架技术处理运动问题的快速简便,又具有边界元方法可处理任意形状问题的特点。最后在半消声水池中,对运动速度为9.96 cm/s的带帽圆柱壳体进行了试验验证,结果表明:在低速条件下,该方法能够准确反演得到该结构的表面有功声强以及声压等声场信息,从而实现噪声源定位。由于条件有限,高速验证需进一步验证。 展开更多

关键词 声全息技术 边界元法 识别方法 运动声源 运动结构 框架技术 试验验证 任意形状

原文传递

基于DWT和2DLDA的人耳识别研究 被引量：1

13

作者 吕秀丽 刘占伟 +2 位作者 牟海维 全星慧 周围 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第20期5974-5977,共4页

根据离散小波变换(DWT)和二维线性鉴别分析(2DLDA)的特点,结合人耳图像特征,提出一种将DWT与2DLDA相结合的人耳图像识别方法。该方法对人耳图像进行DWT,选择其中的低频子带,在低频子带中利用2DLDA提取人耳图像特征,最后使用最近邻法则... 根据离散小波变换(DWT)和二维线性鉴别分析(2DLDA)的特点,结合人耳图像特征,提出一种将DWT与2DLDA相结合的人耳图像识别方法。该方法对人耳图像进行DWT,选择其中的低频子带,在低频子带中利用2DLDA提取人耳图像特征,最后使用最近邻法则进行分类。实验结果表明,该方法识别效果优于2DLDA方法。 展开更多

关键词 离散+波变换 二维线性鉴别分析 人耳识别 低频子带

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匹配场目标定位的并行遗传算法实现

14

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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初探阵列误差对矢量阵波束形成系统的影响 被引量：8

15

作者 刘凯 梁国龙 +1 位作者 张光普 林旺生 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期848-853,共6页

针对阵列误差是制约矢量传感器阵列波束形成系统性能的重要因素,在提出用运动学中的"广义欧拉角"来描述阵元姿态误差的基础上,建立了阵列误差的高斯扰动模型,进而推导了基于矢量传感器阵列的实际波束响应的理论表达式,并深入... 针对阵列误差是制约矢量传感器阵列波束形成系统性能的重要因素,在提出用运动学中的"广义欧拉角"来描述阵元姿态误差的基础上,建立了阵列误差的高斯扰动模型,进而推导了基于矢量传感器阵列的实际波束响应的理论表达式,并深入分析了各类随机阵列误差对系统性能的影响,得出若干条颇有意义的结论,最后给出了仿真实验验证结果。 展开更多

关键词 矢量传感器阵列 随机阵列误差 广义欧拉角 波束响应

原文传递

声屏蔽水下多址接入研究 被引量：3

16

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

17

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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基于波导不变量的目标运动参数估计及被动测距 被引量：46

18

作者 余赟 惠俊英 +2 位作者 殷敬伟 惠娟 王自娟 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期258-264,共7页

结合波导不变量的概念推导了中近程目标的干涉条纹方程,它表明在浅海声场中此干涉条纹为一族类双曲线。采用Hough变换对LOFAR图和方位-时间历程进行处理,可以估计反映环境信息的波导不变量β、航向角(?)以及最近通过距离和航速比r_0/v... 结合波导不变量的概念推导了中近程目标的干涉条纹方程,它表明在浅海声场中此干涉条纹为一族类双曲线。采用Hough变换对LOFAR图和方位-时间历程进行处理,可以估计反映环境信息的波导不变量β、航向角(?)以及最近通过距离和航速比r_0/v。仿真研究和海试数据分析均表明,低频声场确实存在稳定的干涉结构,结合图像处理手段进行参数估计有较高的估计精度。基于双阵元模型可以进行被动测距,仿真研究表明该算法有较高的定位精度和较好的稳健性。 展开更多

关键词 目标运动参数估计 被动测距 不变量 波导 HOUGH变换 干涉条纹 近程目标 浅海声场

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声场匹配波叠加法的水下结构声辐射预报 被引量：15

19

作者 陈鸿洋 商德江 +1 位作者 李琪 刘永伟 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期137-146,共10页

提出了一种适用于典型结构声辐射预报的声场匹配波叠加方法。该方法利用少量的参考点声压,通过声场匹配搜索等效源分布,得到最小二乘意义下的最优等效源位置。并研究了表面振动测点位置、数目及振动分布的离散性对声场预报精度的影响。... 提出了一种适用于典型结构声辐射预报的声场匹配波叠加方法。该方法利用少量的参考点声压,通过声场匹配搜索等效源分布,得到最小二乘意义下的最优等效源位置。并研究了表面振动测点位置、数目及振动分布的离散性对声场预报精度的影响。最后在半空间消声水池中,对两端带帽圆柱壳的声辐射预报进行了试验验证。结果表明:等效源最佳位置一经确定,即可利用结构的表面振速,对不同激励下的该结构进行声辐射预报。该方法在较宽频段内对不同的振动分布有较好的适应性。 展开更多

关键词 结构声辐射 预报精度 场匹配 波叠加法 表面振动 水下 最佳位置 等效源

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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

20

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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