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改进型正交多用户降噪差分混沌键控通信系统

系统工程与电子技术 2022年第4期44卷 1372-1381页

作者：张刚许可蓉张天骐重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

针对差分混沌移位键控(differential chaos shift keying,DCSK)系统传输速率低和误码率(bit error rate,BER)性能差的缺点,提出一种改进型正交多用户降噪DCSK(improved orthogonal multiuser noise reduction DCSK,IOMU-NR-DCSK)通信系统。发送端将长为R的混沌序列复制P次作为参考信号,然后再扩展两路,通过希尔伯特变换使每路多传输N bit用户信息,并结合正交调制传输经Walsh码调制后的信息信号。接收端利用滑动平均滤波器对信号进行平均操作来降低噪声方差。在加性高斯白噪声(additive white Gaussian noise,AWGN)信道和多径Rayleigh衰落信道下推导了IOMU-NR-DCSK系统的BER公式并进行仿真分析。结果表明,在相同条件下该系统的数据传输速率比多用户DCSK(multiuser DCSK based on Hilbert transform,HMU-DCSK)系统提升了约50%,BER性能提高了近2 dB。

关键词：混沌通信多用户希尔伯特变换传输速率误码率

同/异步短码DS-CDMA信号伪码序列及信息序列盲估计

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电子与信息学报 2019年第7期41卷 1540-1547页

作者：周杨张天骐重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室

针对传统单通道异步直接序列码分多址(DS-CDMA)信号信息序列及伪码序列(PN)难以估计的问题,该文提出一种基于平行因子(PARAFAC)的多通道盲估计方法。该方法首先将信号建模为多通道接收模型,然后将观测数据矩阵等效为平行因子模型,最后... 详细信息

针对传统单通道异步直接序列码分多址(DS-CDMA)信号信息序列及伪码序列(PN)难以估计的问题,该文提出一种基于平行因子(PARAFAC)的多通道盲估计方法。该方法首先将信号建模为多通道接收模型,然后将观测数据矩阵等效为平行因子模型,最后使用迭代最小二乘算法对平行因子进行低秩分解,进一步完成对DS-CDMA信号各用户的信息序列及伪码序列进行估计。仿真实验表明,该方法不仅能有效地对同步、异步短码DS-CDMA信号的伪码序列及信息序列进行估计,而且能在通道数为6、信噪比(SNR)为-10dB的条件下,实现10个用户伪码序列的有效估计。

关键词：直接序列码分多址信号平行因子信息序列伪码序列

一种压缩感知下的NSCT-Zernike的鲁棒数字水印方案

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北京理工大学学报 2022年第2期42卷 208-214页

作者：张天骐叶绍鹏周琳重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室重庆400065

为了达到水印抗几何攻击鲁棒性高的要求,提出一种在压缩感知下的非下采样轮廓波变换结合伪Zernike矩的鲁棒数字水印方案.利用非下采样轮廓波变换对载体图像进行三层分解提取其低频分量,通过一维离散小波变换对低频分量进行稀疏化以获取... 详细信息

为了达到水印抗几何攻击鲁棒性高的要求,提出一种在压缩感知下的非下采样轮廓波变换结合伪Zernike矩的鲁棒数字水印方案.利用非下采样轮廓波变换对载体图像进行三层分解提取其低频分量,通过一维离散小波变换对低频分量进行稀疏化以获取稀疏基,构造稀疏基的测量矩阵,并对其进行压缩感知处理得到新的低频分量,计算其Zernike矩,通过量化调制正则化伪Zernike矩幅值的方式将水印信息嵌入.利用正则化正交匹配追踪算法进行图像压缩感知的重构.仿真与实验分析表明,当峰值信噪比达到40 dB以上时,本文算法提取水印的NC值和误码率较为理想.

关键词：非下采样轮廓波变换伪Zernike矩压缩感知正则化正交匹配追踪

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阵列式监测传感器研究及算法实现

铁道工程学报 2024年第4期41卷 84-89页

作者：薛骐中国铁路设计集团有限公司天津300308

研究目的:目前基坑深层水平位移自动化监测和路基隧道等构筑物内部形变自动化监测领域中所用测量传感器普遍使用测斜等轮轴测量设备,存在抗压性较差、监测密度不够详细等问题。本文通过研发具有高强度、高稳定性的阵列式传感器,并针对... 详细信息

研究目的:目前基坑深层水平位移自动化监测和路基隧道等构筑物内部形变自动化监测领域中所用测量传感器普遍使用测斜等轮轴测量设备,存在抗压性较差、监测密度不够详细等问题。本文通过研发具有高强度、高稳定性的阵列式传感器,并针对设备监测过程中发生的旋转误差问题研究多轴实时矫正算法,以实现实时、自动化、高精度监测。研究结论:(1)本文通过软硬件结构设计,将加速度传感芯片、磁力传感芯片和温度传感芯片等高度集成,研发了MEMS三维形变监测仪;(2)本文针对各芯片的输出数据进行解算,开发了各节段位移计算方法;(3)本文利用三轴加速度计和三轴磁力计研发了组合旋转角度计算方法,测试证明了在单节段0.5 m条件下,单节绝对精度优于0.1 mm,系统稳定性优于0.2 mm,航向角绝对精度优于0.5°,航向角稳定性优于0.1°;(4)本文研究可为自动化监测领域提供一种新型设备及自动化监测方法。

关键词：阵列式传感器自动化监测旋转角

降噪改进型多用户多进制CDSK混沌通信系统

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华南理工大学学报（自然科学版） 2022年第10期50卷 94-105页

作者：贺利芳王磊张天骐重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

针对相关延迟移位键控系统(CDSK)传输效率较差的缺点,设计出一种基于施密特正交降噪改进型多用户多进制相关延迟移位键控(NR-I-MUMA-CDSK)混沌通信系统。该系统在发送端利用施密特正交化产生N组不同的正交混沌序列,将产生的序列分别复制... 详细信息

针对相关延迟移位键控系统(CDSK)传输效率较差的缺点,设计出一种基于施密特正交降噪改进型多用户多进制相关延迟移位键控(NR-I-MUMA-CDSK)混沌通信系统。该系统在发送端利用施密特正交化产生N组不同的正交混沌序列,将产生的序列分别复制P次,结合多进制信息映射和多载波技术,使每个用户可以携带K个数据比特,并设计将N个用户信息通过N个不同正交混沌信号承载叠加后,在一条载波上进行传输,提升系统的传输速率和能量效率。接收端采用滑动平均滤波器处理信号,使噪声方差由N_(0)/2降低至N_(0)/2P,减小噪声干扰,进而减小系统误码率。对该系统在加性高斯白噪声(AWGN)信道和Rayleigh衰落信道下分别进行了理论公式推导和系统仿真分析。结果显示,相比CDSK文中系统提高了系统的信息传输速率和能量效率,且信息传输速率随N和K不断提升,同时随着K的增加,平均比特能量减少了接近100%。文中还对不同参数对系统误码率的影响进行仿真验证,结果表明系统误码率在两种信道下,均与P和进制数M成反比,与N和R成正比,与理论公式推导结果一致;同时在Ray-leigh衰落信道下对路径数L和不同路径增益下进行仿真,验证了路径数和路径增益对误码率的影响。相较于多种混沌通信系统,文中系统误码率大大降低,且系统误码率随着M的增大而减小,证明了该系统具有很好的理论价值及实际工程意义。

关键词：混沌通信相关延迟移位键控系统多用户多进制施密特正交化多载波

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采用多级渐进式门控卷积网络的歌声分离方法

北京航空航天大学学报 2023年

作者：罗庆予张天骐熊天重庆邮电大学通信与信息工程学院

针对目前基于卷积神经网络(CNN)的歌声分离算法对高低层特征融合时存在语义差异，以及忽视语音特征在通道维度上潜在价值的问题，提出了一种采用堆叠式的多级渐进式门控卷积网络来实现歌声分离。通过在每一级子网络中设计一种门控自适... 详细信息

针对目前基于卷积神经网络(CNN)的歌声分离算法对高低层特征融合时存在语义差异，以及忽视语音特征在通道维度上潜在价值的问题，提出了一种采用堆叠式的多级渐进式门控卷积网络来实现歌声分离。通过在每一级子网络中设计一种门控自适应卷积(GCA)单元来充分学习并提取歌曲的时频特征，并增强特征通道间的竞争合作关系；为减少浅层与深层网络信息融合时的语义误差，在子网络的编解码层间引入门控注意力机制；在各级子网络间提出一种监督注意力(SA)来选择性地传递有效信息流并实现多级网络的渐进式学习。在公开的大小2个数据集下进行综合对比实验，结果表明：所提方法相比于近年代表性模型，在分离歌声与背景伴奏时均具有一定的优越性。

关键词：歌声分离神经网络多级渐进式自适应监督注意力

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新型正交降噪CDSK通信系统

系统工程与电子技术 2022年第9期44卷 2963-2970页

作者：张刚雷家洪张天骐重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

针对置换相关键控(permutation correlated shift keying,PCSK)存在信号间干扰且误码率(bit error rate,BER)较高的问题,对其进行改进并提出了新型正交降噪相关延迟移位键控(quadrature noise reduction correlation delay shift keying,QNR-CDSK)通信系统。通过设计一种新的正交混沌信号发生器,产生两路严格正交的混沌信号,将这两路信号分别作为参考信号和信息承载信号并复制P次后叠加传输,从而消除信号间干扰。随后使用滑动平均滤波器对接收信号进行滤波处理,降低系统BER。最后在加性高斯白噪声信道和瑞利衰落信道下推导了系统的BER,并进行蒙特卡罗仿真验证其性能。结果表明,与PCSK系统相比,该系统具有更好的BER性能,为混沌通信的实际应用提供了参考价值。

关键词：置换相关键控正交信号滑动平均滤波瑞利信道误码率性能

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分段非对称随机共振系统微弱信号检测

振动与冲击 2022年第5期41卷 114-122页

作者：贺利芳朱伟张天骐重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

作为一种重要的信号处理方法,随机共振(SR)能够利用噪声能量增强微弱信号,有效降低噪声信号对特征提取的影响。针对分段对称系统模型随机共振幅值增益不够明显及噪声利用率较低等不足,提出一种分段非线性系统模型。该系统参数独立,易于... 详细信息

作为一种重要的信号处理方法,随机共振(SR)能够利用噪声能量增强微弱信号,有效降低噪声信号对特征提取的影响。针对分段对称系统模型随机共振幅值增益不够明显及噪声利用率较低等不足,提出一种分段非线性系统模型。该系统参数独立,易于调节,可通过调节参数诱导最佳随机共振。在双稳态模型下,推导了克莱默斯(Kramers)逃逸率和输出信噪比,同时在模型公式仿真和数值仿真两方面与分段对称系统进行对比分析,用于说明该方法的有效性。结果表明该方法能够有效地提取特征频率,具有良好的放大性能和抗噪声能力。最后将系统应用于不同型号的轴承故障检测,并用自适应智能算法最优化系统参数。结果显示,非对称系统的输出幅值分别为对称系统的8倍,3倍和6倍。数据表明,非对称系统能更有效地实现微弱特征检测与早期故障诊断。该研究进一步对系统在实际工程应用提供了理论指导与依据。

关键词：非对称系统随机共振(SR) 遗传算法(GA) 平均信噪比增益

基于相似度的NPLC-DSSS信号扩频码盲估计

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电子学报 2022年第8期50卷 2043-2048页

作者：强幸子金翔张天骐安徽大学互联网学院安徽合肥230031 重庆机场集团有限公司重庆机场扩建指挥部重庆401120 重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

针对非周期长码直接序列扩频(Non-Periodic Long Code Direct Sequence Spread Spectrum,NPLC-DSSS)信号扩频码盲估计的问题,在已知扩频周期,信息码码元宽度以及码速率的条件下,本文提出了一种基于相似度的伪码序列盲估计方法.该方法通... 详细信息

针对非周期长码直接序列扩频(Non-Periodic Long Code Direct Sequence Spread Spectrum,NPLC-DSSS)信号扩频码盲估计的问题,在已知扩频周期,信息码码元宽度以及码速率的条件下,本文提出了一种基于相似度的伪码序列盲估计方法.该方法通过构造信息码库,利用平均相似度对信息码进行同步,再利用特征值分解对扩频码序列进行估计.仿真实验表明,该算法较现有算法不仅抗噪声性能提高了1 dB,而且能够对信息码同步位置及伪码序列进行联合盲估计.

关键词：非周期长码直扩信号扩频码信息码盲同步平均相似度特征分解