信号分析论文发表

生物医学信号处理方法论文

生物医学信号处理是指据生物医学信号特点，应用信息科学的基本理论和方法，研究如何从扰和噪声淹没的观察记录中提取各种生物医学信号中所携带的信息，并对它们进步分析、解释和分类。以下是我精心准备的生物医学信号处理方法论文，大家可以参考以下内容哦！

摘 要： 生物医学信号是人体生命信息的集中体现，深入进行生物医学信号检测与处理的理论与方法的研究对于认识生命运动的规律、探索疾病预防与治疗的新方法都具有重要的意义。

关键词： 生物医学信号 信号检测 信号处理

1 概述

1。1 生物医学信号及其特点

生物医学信号是一种由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号，属于强噪声背景下的低频微弱信号，信号本身特征、检测方式和处理技术，都不同于一般的信号。生物医学信号可以为源于一个生物系统的一类信号，这些信号通常含有与生物系统生理和结构状态相关的信息。生物医学信号种类繁多，其主要特点是：信号弱、随机性大、噪声背景比较强、频率范围一般较低，还有信号的统计特性随时间而变，而且还是非先验性的。

1。2 生物医学信号分类

按性质生物信号可分为生物电信号（Bioelectric Signals），如脑电、心电、肌电、胃电、视网膜电等;生物磁信号（Biomagnetic Signals），如心磁场、脑磁场、神经磁场;生物化学信号（Biochemical Signals），如血液的pH值、血气、呼吸气体等;生物力学信号（Biomechanical Signals），如血压、气血和消化道内压和心肌张力等;生物声学信号（Bioacoustic Signal），如心音、脉搏、心冲击等。

按来源生物医学信号可大致分为两类：（1）由生理过程自发产生的主动信号，例如心电（ECG）、脑电（EEG）、肌电（EMG）、眼电（EOG）、胃电（EGG）等电生理信号和体温、血压、脉博、呼吸等非电生信号;（2）外界施加于人体、把人体作为通道、用以进行探查的被动信号，如超声波、同位素、X射线等。

2 生物医学信号的检测及方法

生物医学信号检测是对生物体中包含的生命现象、状态、性质和成分等信息进行检测和量化的技术，涉及到人机接口技术、低噪声和抗干扰技术、信号拾取、分析与处理技术等工程领域，也依赖于生命科学研究的进展。信号检测一般需要通过以下步骤（见图1）。

①生物医学信号通过电极拾取或通过传感器转换成电信号;②放大器及预处理器进行信号放大和预处理;③经A/D转换器进行采样，将模拟信号转变为数字信号;④输入计算机;⑤通过各种数字信号处理算法进行信号分析处理，得到有意义的结果。

生物医学信号检测技术包括：（1）无创检测、微创检测、有创检测;（2）在体检测、离体检测;（3）直接检测、间接检测;（4）非接触检测、体表检测、体内检测;（5）生物电检测、生物非电量检测;（6）形态检测、功能检测;（7）处于拘束状态下的生物体检测、处于自然状态下的生物体检测;（8）透射法检测、反射法检测;（9）一维信号检测、多维信号检测;（10）遥感法检测、多维信号检测;（11）一次量检测、二次量分析检测;（12）分子级检测、细胞级检测、系统级检测。

3 生物医学信号的处理方法

生物医学信号处理是研究从扰和噪声淹没的信号中提取有用的生物医学信息的特征并作模式分类的方法。生物医学信号处理的目的是要区分正常信号与异常信号，在此基础上诊断疾病的存在。近年来随着计算机信息技术的飞速发展，对生物医学信号的处理广泛地采用了数字信号分析处理方法：如对信号时域分析的相干平均算法;对信号频域分析的快速傅立叶变换算法和各种数字滤波算法;对平稳随机信号分析的功率谱估计算法和参数模型方法;对非平稳随机信号分析的短时傅立叶变换、时频分布（维格纳分布）、小波变换、时变参数模型和自适应处理等算法;对信号的非线性处理方法如混沌与分形、人工神经网络算法等。下面介绍几种主要的处理方法。

3。1 频域分析法

信号的频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x（t）变换为频域信号X（f），从而将时间变量转变成频率变量，帮助人们了解信号随频率的变化所表现出的特性。信号频谱X（f）描述了信号的频率结构以及在不同频率处分量成分的大小，直观地提供了从时域信号波形不易观察得到频率域信息。频域分析的'一个典型应用即是对信号进行傅立叶变换，研究信号所包含的各种频率成分，从而揭示信号的频谱、带宽，并用以指导最优滤波器的设计。

3。2 相干平均分析法

生物医学信号常被淹没在较强的噪声中，且具有很大的随机性，因此对这类信号的高效稳健提取比较困难。最常用的常规提取方法是相干平均法。相干平均（Coherent Average）主要应用于能多次重复出现的信号的提取。如果待检测的医学信号与噪声重叠在一起，信号如果可以重复出现，而噪声是随机信号，可用叠加法提高信噪比，从而提取有用的信号。这种方法不但用在诱发脑电的提取，也用在近年来发展的心电微电势（希氏束电、心室晚电位等）的提取中。

3。3 小波变换分析法

小波分析是传统傅里叶变换的继承和发展，是20世纪80年代末发展起来的一种新型的信号分析工具。目前，小波的研究受到广泛的关注，特别是在信号处理、图像处理、语音分析、模式识别、量子物理及众多非线性科学等应用领域，被认为是近年来在工具及方法上的重大突破。小波分析有许多特性：多分辨率特性，保证非常好的刻画信号的非平稳特征，如间断、尖峰、阶跃等;消失矩特性，保证了小波系数的稀疏性;紧支撑特性，保证了其良好的时频局部定位特性;对称性，保证了其相位的无损;去相关特性，保证了小波系数的弱相关性和噪声小波系数的白化性;正交性，保证了变换域的能量守恒性;所有上述特性使小波分析成为解决实际问题的一个有效的工具。小波变换在心电、脑电、脉搏波等信号的噪声去除、特征提取和自动分析识别中也已经取得了许多重要的研究成果。

3。4 人工神经网络

人工神经网络是一种模仿生物神经元结构和神经信息传递机理的信号处理方法。目前学者们提出的神经网络模型种类繁多。概括起来，其共性是由大量的简单基本单元（神经元）相互广泛联接构成的自适应非线性动态系统。其特点是：（1）并行计算，因此处理速度快;（2）分布式存贮，因此容错能力较好;（3）自适应学习（有监督的或无监督的自组织学习）。

参考文献

[1] 邢国泉，徐洪波。生物医学信号研究概况。咸宁学院学报（医学版），2006，20：459～460。

[2] 杨福生。论生物医学信号处理研究的学科发展战略。国外医学生物医学工程分册，1992，4（15）：203～212。

民用航空导航信号的干扰浅析

【摘要】现代的民用机场有着飞行流量大以及航班密度高的特征,机场、无线电设备、导航台站、非无线电设备之间都会产生干扰,外来电磁信号对于民用航空系统的影响是极大的,为此,需要做好台站以及内部导航频率的检查工作,在电子设备的发展之下,这些干扰也越来越大,本文主要分析民用航空导航信号的干扰因素以及抗干扰措施。

【关键词】通信工程论文发表,民用航空导航信号,干扰因素,对策

在我国通信事业以及无线电技术的发展下,电磁环境变得越来越复杂,无线电干扰情况也越来越严重,这不仅对于无线电通信产生一定的影响,也严重影响了民航通信导航频率,做好民用航空导航信号的干扰工作十分的重要。

一、民航系统导航系统干扰分析

现代的民用机场有着飞行流量大以及航班密度高的特征,机场、无线电设备、导航台站、非无线电设备之间都会产生干扰,这也会在一定程度上影响导航台站的工作,严重的影响到飞行安全。

在电子设备的发展之下,这些干扰也越来越大,数据统计显示,对于民航系统干扰最大的为非航空干扰源,这主要包括以下几种类型:

第一,无线电通信设备,包括微波通信设备、短波电台、VHF超短波电台;

第二,用于监视飞机飞行状态的雷达;

第三,引导飞机降落和起飞的导航设备;

第三,用于记录雷达数据与数字记录的计算机管理系统;

第四,用于播放电视节目和航班信息的闭路电视系统;

以上设备多放置在一个机房之中,这就导致机房变成一个电磁辐射系统,若没有处理好其中的电磁兼容问题,就会影响系统的运行,情况严重时,甚至会威胁到飞机的飞行安全。

此外,通信导航站台与机场在运行过程中都有电磁辐射,这种电磁辐射是无法完全消除的,如果没有处理好设备兼容问题,都会在一定程度上影响导航系统的正常运行,为了消除这种干扰问题,需要从台站管理、设备布局、机房建设等角度进行分析,采取科学的应对措施,消除各种干扰,保障飞机的飞行安全。

二、减少民用航空导航信号的干扰措施

2.1 做好电磁环境的测试以及设备检测工作

一些没有经过相关部门审批的广播电台,其设备指标一般与国家标准不符合,而这些广播电台需要在大功率发射状态下进行工作,如果不开展设备检测工作就很容易出现干扰,为了避免该种问题的产生,需要做好电磁环境的测试以及设备检测工作。

在未来阶段下,无电线管理机构需要定期对广播电台进行检查,如果存在安全隐患要早发现、早处理,为了保障这项工作的顺利进行,需要制定出相应的设备年检制度,对广播发射机的天馈系统、频率、杂散、功率等指标进行分析,保障设备能够按照相关的参数进行工作。

2.2 治理内部环境

民航系统中内部干扰问题严重,管理部门必须要意识到这一问题的严重性,采取科学的`措施减少系统内部干扰,这不仅需要加强外部电磁环境的治理工作,还要对内部进行整顿。这可以采用如下的措施:

第一,合理使用通信导航站与机场设备

为了最大限度的消除干扰,需要对通信导航站以及机场的相关设备进行科学合理的布局,对于同一工作频率的天线和设备需要拉开距离,保障天线的隔离度。对于大功率的接收设备以及发射设备需要分开进行放置,避免将通信设备设置在有电磁辐射的房间中,在对机房进行布局时,需要深刻的分析电磁辐射情况,在必要的情况下,可以由上级部门开展检测工作,对于部分杂散设备,需要采取科学的屏蔽措施。

第二,做好台站、机房内部电磁环境的控制

一般情况下,台站、机房内部设备主要采用分批配置的方式,在这些设备安全与使用时,常常存在着一定的影响,一般情况下,如果不是出现特别严重的干扰,是不会对机房进行电磁检测的。此外,设备中的电磁干扰有着偶然性与随机性的特征,发生机理复杂,为了避免电磁环境影响飞机的正常飞行,需要做好台站、机房内部电磁环境的控制工作,及时消除其中的安全隐患。在新增台站时,也需要加强测试,避免新增设备影响飞机的正常飞行。

三、结束语

总而言之,外来电磁信号对于民用航空系统的影响是极大的,为此,需要做好台站以及内部导航频率的检查工作,这不仅是保障民航安全的重要措施,对于保障人民生命财产的安全也大有裨益。为此,需要注意净化各个频段的电磁环境,处理好电磁兼容问题,制定出完善的管理制度,加强对相关人员的培训与教育,将安全隐患扼杀在摇篮中,保障飞行安全。