色噪聲中基于IIR陷波器的信號檢測方法研究.pdf

1、噪聲背景中的信號檢測和估計是信號處理領域里的核心問題之一，它在雷達、聲納、振動測量、生物醫(yī)學、地震信號處理等方面有著極其廣泛的應用。傳統(tǒng)的信號檢測和估計方法一般是建立在背景噪聲是白噪聲這一假設基礎之上。然而在實際環(huán)境中，白噪聲的假設并不總是成立，當實際噪聲不滿足白噪聲模型時，傳統(tǒng)信號檢測方法的性能將會嚴重的惡化甚至失效。這也就促成了色噪聲背景中信號檢測和估計技術的發(fā)展。本研究課題正是在這一需求背景下選定并進行研究的。 本文主要利

2、用高階累積量這一現(xiàn)代信號處理的理論和方法，結合自適應技術，對單頻信號及包含線譜成分的信號進行檢測、估計和線譜增強。本文的主要研究工作如下： 介紹了基于觀測信號四階混合累積量切片的直接型IIR陷波器，并與傳統(tǒng)的基于觀測信號自相關函數(shù)的IIR陷波器進行了比較，得出結論：基于四階混合累積量切片的陷波器不僅可以抑制高斯色噪聲的影響，同時可以抑制其它多種色噪聲，如瑞利分布，均勻分布等色噪聲的影響。仿真結果證明了該理論的正確性。 提

3、出了一種可以實時檢測和估計信號的方法，該方法在計算量方面具有優(yōu)勢，并可以根據(jù)觀測到的信號實時改變?yōu)V波器的參數(shù)，對變頻信號也有很好的跟蹤能力。 針對二階自適應格型IIR陷波器的復數(shù)算法，分析了梯度算法和簡化的梯度算法的收斂性能，證明了輸入白噪聲方差的大小不影響收斂速度。分析了由一階自回歸模型產(chǎn)生的色噪聲對算法的收斂性能的影響，得出色噪聲中算法收斂速度與陷波器初始值的選擇有關的結論。 針對一種簡單的陷波器級聯(lián)結構的不足，給出

4、了一種穩(wěn)定的陷波器級聯(lián)方式，仿真表明，該級聯(lián)方式在白或色的噪聲環(huán)境中均可以提取單頻信號，并穩(wěn)定地收斂到信號的真實頻率附近。 提出了一種基于輸出信號四階累積量峰度的自適應濾波器算法，該算法以輸出信號的四階累積量峰度的平方值為代價函數(shù)。仿真表明，與原簡化梯度算法相比，在低信噪比時，該算法有著更好的抑制色噪聲的能力。同時，該算法也能夠很好地跟蹤并估計觀測信號的頻率變化。 最后，用外場實測數(shù)據(jù)驗證了所提算法的性能，并給出了實驗處