利用随机共振解调微弱MFSK信号

采用随机共振解调微弱MFSK信号解决了传统解调方法误码率高的问题.根据大噪声环境下信号能借助噪声能量发生随机共振这一理论,先将微弱MFSK信号通过双稳态随机共振系统以提高其信噪比,对随机共振系统的输出信号用FFT来区分每段信号的载波频率,最后依据判决准则解调MFSK信号.当信噪比较高时,可向信号中人为添加白噪声来使之适...     

周期脉冲序列在阈值系统中随机共振的研究

将混有加性高斯白噪声的周期脉冲序列通过阈值系统,对其传输性质进行理论研究.以输入-输出的信号幅度和信噪比增益来分析随机共振现象,通过调节各相关参数使系统、信号和噪声因协同作用而产生随机共振现象:在某一最优噪声强度下获得最大的信号幅度及信噪比的增益.     

基于级联随机共振的窄带信号宽带化接收

为提高传统窄带接收机的解调增益,提出了基于级联随机共振的窄带信号宽带化接收方法。该方法一方面对接收信号进行随机共振运算,将信号中的噪声转化为信号能量;另一方面通过级联方式将接收信号转化为方波信号,并利用其先验信息构造本地序列进行宽带化相关运算,最终提高了信号处理增益。理论分析与仿真结果表明,该方法相比于传统的处理方式,其信噪比增益提高大于3 dB,并且对于接收信噪比为?7~1 dB的QPSK信号,其增益提高约为20 dB。     

乘性色噪声和加性双值噪声作用下延迟双稳系统中的随机共振

研究了在乘性和加性色噪声以及加性非对称双值噪声作用下方波信号驱动的延迟双稳系统中的随机共振现象。基于小延迟近似,在绝热近似条件下推导出了系统输出信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)的解析形式。分析结果表明,随着双值噪声强度与非对称性参数、方波信号幅度以及乘性和加性色噪声强度的变化,SNR表现出了随机共振行为。随着延迟时间、色噪声相关时间和系统参数的增大,SNR作非单调变化。     

阈值阵列模型与超阈值随机共振

研究了随机共振的一个特殊形式——超阈值随机共振。超阈值随机共振是基于阈值阵列模型的随机共振现象。分析了阈值阵列模型输出随机过程的统计特性,固定输入信噪比,可观察输出信噪比增益随阈值噪声方差的改变产生非单调变化的规律。实验验证了含噪周期输入信号经阈值阵列系统,在统计独立、服从高斯分布的阈值噪声作用下,输出信号信噪比增益大于1。且对于非高斯噪声,会获得更高的输出信噪比。     

调幅信号激励的线性振荡器的随机共振

该文研究了调幅信号激励下受随机电报噪声扰动的过阻尼线性振荡器的随机共振现象。基于线性系统理论,得到了上、下边频分量输出幅度增益的精确表达式。研究表明,上(或下)边频分量输出幅度增益是噪声的强度和相关时间以及上(或下)边频分量频率的非单调函数。而且,适当的噪声参数和振荡器参数可以使噪声情况下的上、下边频分量的输出幅度增益大于无噪声时的输出幅度增益。讨论了噪声的强度、边频分量的频率及振荡器的参数对输出幅度增益的影响。     

基于随机共振的微弱信号检测

介绍随机共振(SR)方法的基本思想,并建立数学模型。随机共振系统是非线性双稳态系统,存在某一最佳输入噪声强度,使系统产生最高信噪比输出,达到抑制噪声,放大微弱信号的目的。针对传统系统随机共振只适用于极低频信号的局限,本文引入尺度变换,消除了对待检信号频率的限制,通过Matlab仿真,验证了其对微弱信号检测的有效性。     

基于级联随机共振与APSO算法相结合的信号检测方法

针对随机共振方法以系统的参数和噪声强度的匹配为研究背景的局限性,为解决级联双稳系统参数的合理选取的问题及克服自适应随机共振单参数优化的不足之处,提出了一种基于级联随机共振与自适应粒子群(APSO)算法相结合的方法。该方法以系统的输出信噪比为优化目标函数,采用自适应粒子群算法较强的全局搜索能力和粒子(待优化参数)的多样性,对级联双稳态随机共振的级联系统参数进行同步优化,使系统处于最佳随机共振工作状态。仿真结果表明,该方法可以提高输出信噪比及算法的收敛速度,实现良好的检测效果。     

电报噪声作用下线性系统的随机共振

研究了当系统的阻尼率、固有频率和激励信号受色电报作用时,二阶过阻尼线性系统中的随机共振现象。通过线性系统理论和相关删去法,得到了系统平均输出幅度增益的精确表达式。系统平均输出幅度增益是电报噪声的强度、相关率、系统的阻尼率、固有频率以及激励信号的频率的非单调函数;适当的噪声参数和系统参数可以使有噪声情况下的输出幅度增益大于无噪声时的输出幅度增益;通过改变噪声参数和系统参数可以提高系统的输出幅值增益。此方法适用于电报噪声环境中线性系统的微弱信号检测。     

周期脉冲信号在阈值系统中随机共振特性研究

研究含有高斯白噪声的周期脉冲信号,通过阈值系统后的随机共振特性。在一定条件下因系统、信号、噪声的协同作用而产生随机共振现象,在某一最优噪声强度下获得最大的信号幅度放大及信噪比增益。讨论了仿真实验中一些有益的发现和可能的应用。     

基于双稳类随机共振的信息检测

研究了小参数随机共振(SR)的响应幅值与信号频率和噪声强度的关系,并从噪声频谱的罗伦兹(Lorentz) 分布特性推出,只有在噪声能量集中的低频区域才能产生随机共振的论点。得出了二次采样大参数类随机共振的实现条件,即采样频率至少是信号频率的50倍并根据噪声强度选择二次采样频率。在大参数情况下,由双稳系统输入输出信噪比的分析,阐明了大参数类随机共振方法从强噪声中检测出弱信号的可行性。运用周期和非周期弱信号的检测实例,进一步证明了该方法的有效性和实用性。     

基于差分进化的随机共振混沌小信号检测

针对传统随机共振小信号检测无法对多参数进行同步调优的缺陷，本文提出了一种基于变种差分进化算法的随机共振混沌小信号检测方法。利用变种差分进化算法对Duffing振子的随机共振系统参数进行寻优，以系统输出信噪比为寻优问题的目标函数。为了验证算法的可行性，分别进行低频和高频小信号输入的仿真实验，在低频小信号检测实验中，输出信噪比较混沌变步长萤火虫优化算法平均提升1.98dB；高频小信号检测实验中，结合外差式随机共振理论，能够准确恢复出高频小信号对应低频段处的小信号，进一步推导出高频小信号的存在；对实测海杂波数据进行仿真实验，实验结果表明该方法能够有效地检测出淹没在海杂波背景下的混沌小信号。     

双模非高斯噪声背景下级联双稳态随机共振信号检测

针对随机共振(SR)以高斯噪声为研究背景的局限性,为了分析非高斯噪声对级联随机共振的影响且验证在双模非高斯噪声中级联随机共振的降噪及波形整形特性的可靠性,提出了级联双稳随机共振系统在双模非高斯情况下的微弱信号检测方法。输入信号在进行信号检测过程中,首先把概率密度函数作为随机共振现象的衡量指标,然后当系统处于最佳随机共振状态时,分析了非高斯参数、相关时间及噪声强度之间的关系。最后通过仿真证实,与一级SR相比,二级SR的噪声强度和相关时间的可用范围随着非高斯参数的减少不仅会得到增大,而且滤波特性、信号检测效果得到明显提高。     

具有乘性噪声的线性系统的随机共振

研究了具有高斯白噪声的过阻尼二阶线性系统的随机共振现象,基于线性系统理论,得到了系统输出幅度增益的精确表达式。研究发现,输出幅度的增益是激励信号频率的非单调函数,系统固有频率与噪声强度对输出幅度增益的幅度影响是相反的。     

基于PSD窄脉冲激光信号检测放大电路噪声分析及参数匹配研究

针对基于位置敏感探测器的窄脉冲激光信号检测放大电路,根据其电路组成建立相应等效噪声模型。通过分析信号增益、噪声增益与电路各元器件参数以及频率之间的关系,得到该检测放大电路输入窄脉冲信号与输入噪声的动态响应输出。在此基础上求得使系统不发生震荡的运算放大器单位增益带宽计算公式,并通过研究系统信噪比与频率的关系给出使电路信噪比最大时的最优带宽求解方法。最终,通过具体算例给出电路参数一般性设计方法,并通过仿真得到,小结电容PSD有助于提高电路信噪比。     

DS／BPSK信号载频估计的互相关积累法

针对强高斯白噪声背景下的DS/BPSK信号载频估计问题,在研究平方倍频法的基础上,借鉴相关积累思想,提出了一种互相关积累法。该方法利用余弦信号相关而噪声不相关的特性,在平方倍频处理后端加入了互相关积累手段与集平均技术,改善了处理的输出信噪比。计算机仿真表明,两次接收分段互相关积累法在成功地实现了比传统估计方法更低的信噪比容限的同时还有效地节省了系统设备量。     

多径衰落信道中扩频信号处理增益的上限

考虑充分散射多径衰落信道中的时频二维扩频BPSK调制信号,针对联合相干非相干检测算法,寻找扩频信号处理增益的上限。首先给出了扩频信号处理增益的闭合表达式;然后分析当信号带宽无限增大或符号长度无限增大时,扩频信号处理增益不会无限增大;最后得出处理增益的上限由信道参数和信噪比决定的结论。分析与仿真结果表明,BPSK调制、20dB信噪比、100Hz最大多普勒频移、5×10 6负指数衰落因子的充分散射多径信道,扩频信号的处理增益不超过30dB。     

随机共振现象与微弱信号接收

本文从随机共振(Stochast ic Resonance)可增强信号信噪比的现象出发,介绍了随机共振非线性双稳势阱模型和参数调节随机共振理论。在此基础上,分析了随机共振现象在微弱信号接收中两种可能的应用途径,通过仿真验证了应用的可行性。最后,分析提出了将随机共振理论应用于弱信号接收需要突破的三大关键技术,即:大参数信号变尺度与还原技术、参数自适应调节技术和调制信号随机共振技术,还提出了初步解决的思路。为拓宽随机共振现象的应用领域和探究解决低信噪比条件下的信号接收提供新的方法和途径。     

相位噪声对PSK系统性能的影响

在介绍相位噪声定义的基础上,分析了相移键控(PSK)接收系统的本振信号源相位噪声对误码率的影响.以QPSK调制方式为例,仿真了相位噪声对系统误码率影响,结果证明了接收系统中本振信号源相位噪声的重要性.以实际工程中使用的本振信号源为例,推导了相位噪声和信号抖动所导致的BPSK和QPSK接收系统信噪比的限制.理论分析与工程...     

随机共振应用于窄带PSK信号检测的研究

非线性随机共振系统能够有效利用噪声能量增强微弱周期信号,因此可用于强噪声背景下的微弱通信信号检测。本文提出基于人工鱼群算法的自适应随机共振方法处理相移键控(PSK)信号,分别从算法应用于参数估计、应用于提高带内信噪比、应用于降低检测信噪比门限三个角度分析本文算法对PSK信号检测带来性能上的提升,阐述了采样率在窄带PSK信号随机共振中的作用。对比谱线法,基于人工鱼群算法的自适应随机共振能够明显提升PSK信号参数估计性能,并且将参数估计信噪比门限降低3-6dB。此外,本文验证得到随机共振直接处理窄带周期信号没有实际提升效果。