單穩(wěn)態(tài)隨機共振系統(tǒng)在數(shù)字信號檢測中的應用.pdf

1、本文根據(jù)阱內(nèi)隨機共振理論研究二進制碼元信號的接收檢測，由于把經(jīng)典的雙穩(wěn)態(tài)隨機共振系統(tǒng)近似為單穩(wěn)態(tài)，極大地簡化了分析過程，更適合數(shù)字信號處理。在基帶數(shù)字信號通信中，如利用中繼方式在長距離上直接傳輸PCM信號，若信道噪聲是高斯白噪聲，則連有匹配濾波器的接收機是最佳的．對于二進制碼元信號，在接收檢測時匹配濾波器就相當于積分器，也可以用采樣求和替代，當然采樣數(shù)越多檢測性能兢越好．在它之前連一個單穩(wěn)態(tài)非線性動力系統(tǒng)，我們發(fā)現(xiàn)此新系統(tǒng)降低了檢測性能

2、對采樣數(shù)的敏感性，使較少采樣數(shù)的匹配濾波器就能逼近理想匹配濾波器(仿真模擬時最大采樣數(shù))的性能，并且我們還發(fā)現(xiàn)部分采樣方式(在一個碼元周期內(nèi)抽取部分樣本求和判決)可以進一步提高系統(tǒng)性能。為了使單穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)能最優(yōu)地接收信號，如何調(diào)節(jié)系統(tǒng)響應速度是問題的關鍵．通過解單穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的FPK方程，然后進行樣本間的相關分析，得到檢測性能的理論公式。在已知發(fā)送端二進制碼元的情況下，假設信道沒有衰減，此理論公式就包含了兩個未知量--高斯白噪聲的強度和待調(diào)節(jié)

3、的單穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的響應速度，因此一旦知道接收端噪聲的強度就能求得單穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的最佳響應速度，從而實現(xiàn)最佳接收．通過頻譜分析可以獲得噪聲強度，因此如果通過仿真模擬或者根據(jù)性能的理論公式得到一系列噪聲強度所對應的最佳系統(tǒng)響應速度，借助于頻譜分析儀以及查詢噪聲強度對應的最佳系統(tǒng)響應速度表，我們就可以實時地接收信號，這比自適應接收要簡單有效． 雖然現(xiàn)在采樣器的頻率足以使匹配濾波器達到理想狀態(tài)，但是當接收多進制碼元或者多路信號時，隨著采樣數(shù)的大

4、量增加，接收的效率會顯著下降．這時，如果在匹配濾波器之前接一個單穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)，則可以在保持檢測性能基本不變的基礎上，通過降低采樣頻率提高接收效率。 現(xiàn)實中的信道不一定是高斯信道，對于這樣的信道最佳接收機是局部最佳檢測器(LOD)，但它只適用于弱信號．如果接收到的信號先通過單穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)，則強信號可以變?yōu)槿跣盘?。因此，今后我們可以嘗試在強信號的接收檢測中比較單穩(wěn)態(tài)連LOD系統(tǒng)與傳統(tǒng)的非高斯接收機的性能。在色噪聲信道中的接收檢測也是一個值得