基于隨機共振理論的非周期信號提取方法研究.pdf

1、隨機共振是近年來提出的一種新的非線性弱信號檢測方法，它可利用噪聲來增強有用信號，達到檢測弱信號的目的。本文重點研究基于隨機共振理論的強噪聲背景下非周期信號檢測方法。研究的內(nèi)容，得到了國家自然科學基金 “基于隨機共振理論的非線性濾波原理與技術(shù)研究”的資助。
　　 論文首先對經(jīng)典雙穩(wěn)態(tài)Langevin模型進行了簡要介紹，然后研究了雙穩(wěn)態(tài)Langevin模型的勢函數(shù)，解釋了隨機共振產(chǎn)生的原因，介紹了經(jīng)典隨機共振理論：絕熱近似理論，并給

2、出雙穩(wěn)態(tài)Langevin模型信號輸出信噪比隨噪聲強度與系統(tǒng)參數(shù)變化的關(guān)系，及采用二進制脈沖幅值調(diào)制(PAM)信號這一非周期輸入信號后非線性系統(tǒng)的輸出錯碼率(BER)，為后續(xù)的研究提供了理論基礎(chǔ)。
　　 接著，針對雙穩(wěn)態(tài)Langevin模型，詳細研究了系統(tǒng)輸出概率密度漸進穩(wěn)態(tài)解及系統(tǒng)響應(yīng)速度，研究了通過噪聲調(diào)節(jié)對單頻余弦周期信號和二進制脈沖幅值調(diào)制(PAM)信號的檢測，以及通過系統(tǒng)參數(shù)調(diào)節(jié)對二進制非周期信號的檢測。發(fā)現(xiàn)改變噪聲強度

3、和改變系統(tǒng)參數(shù)有相同的效果，都存在一個最佳值使隨機共振的效果最佳，對于淹沒在不同噪聲強度中的非周期輸入信號，可通過連續(xù)改變系統(tǒng)參數(shù)的方法獲得合適的系統(tǒng)輸出信號，但當噪聲調(diào)節(jié)隨機共振不可行時，可以通過參數(shù)調(diào)節(jié)實現(xiàn)隨機共振。
　　 然后，基于我們提出的分段線性模型，進行了非周期信號的提取研究。以二進制非周期信號為輸入，對分段線性模型的輸出信號概率特性輸出信噪比進行了分析計算。對含噪聲二進制非周期信號進行檢測，發(fā)現(xiàn)適當調(diào)節(jié)噪聲強度和系

4、統(tǒng)參數(shù)，同樣存在一個最佳值可以實現(xiàn)對非周期信號的檢測。分析了分段線性模型系統(tǒng)勢阱位置和其他系統(tǒng)參數(shù)對隨機共振的影響，得出了勢阱位置與輸出信號幅值有關(guān)，系統(tǒng)參數(shù)影響信號在勢阱間躍遷等結(jié)論。
　　 其次，針對一個二維多穩(wěn)態(tài)非線性模型進行非周期信號檢測研究。討論其與一維Langevin方程的關(guān)系。通過調(diào)節(jié)輸入噪聲強度和系統(tǒng)參數(shù)，探討噪聲強度和系統(tǒng)參數(shù)對二維多穩(wěn)態(tài)非線性系統(tǒng)非周期信號檢測的影響。
　　 最后，對全文進行了總結(jié)，討