單穩(wěn)態(tài)隨機(jī)共振系統(tǒng)在數(shù)字信號(hào)檢測中的應(yīng)用.pdf

1、本文根據(jù)阱內(nèi)隨機(jī)共振理論研究二進(jìn)制碼元信號(hào)的接收檢測，由于把經(jīng)典的雙穩(wěn)態(tài)隨機(jī)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(hào)處理。在基帶數(shù)字信號(hào)通信中，如利用中繼方式在長距離上直接傳輸PCM信號(hào)，若信道噪聲是高斯白噪聲，則連有匹配濾波器的接收機(jī)是最佳的．對于二進(jìn)制碼元信號(hào)，在接收檢測時(shí)匹配濾波器就相當(dāng)于積分器，也可以用采樣求和替代，當(dāng)然采樣數(shù)越多檢測性能兢越好．在它之前連一個(gè)單穩(wěn)態(tài)非線性動(dòng)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(shí)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(gè)碼元周期內(nèi)抽取部分樣本求和判決)可以進(jìn)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(hào)，如何調(diào)節(jié)系統(tǒng)響應(yīng)速度是問題的關(guān)鍵．通過解單穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的FPK方程，然后進(jìn)行樣本間的相關(guān)分析，得到檢測性能的理論公式。在已知發(fā)送端二進(jìn)制碼元的情況下，假設(shè)信道沒有衰減，此理論公式就包含了兩個(gè)未知量--高斯白噪聲的強(qiáng)度和待調(diào)節(jié)

3、的單穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)速度，因此一旦知道接收端噪聲的強(qiáng)度就能求得單穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的最佳響應(yīng)速度，從而實(shí)現(xiàn)最佳接收．通過頻譜分析可以獲得噪聲強(qiáng)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(qiáng)度所對應(yīng)的最佳系統(tǒng)響應(yīng)速度，借助于頻譜分析儀以及查詢噪聲強(qiáng)度對應(yīng)的最佳系統(tǒng)響應(yīng)速度表，我們就可以實(shí)時(shí)地接收信號(hào)，這比自適應(yīng)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(dá)到理想狀態(tài)，但是當(dāng)接收多進(jìn)制碼元或者多路信號(hào)時(shí)，隨著采樣數(shù)的大

4、量增加，接收的效率會(huì)顯著下降．這時(shí)，如果在匹配濾波器之前接一個(gè)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(chǔ)上，通過降低采樣頻率提高接收效率。 現(xiàn)實(shí)中的信道不一定是高斯信道，對于這樣的信道最佳接收機(jī)是局部最佳檢測器(LOD)，但它只適用于弱信號(hào)．如果接收到的信號(hào)先通過單穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)，則強(qiáng)信號(hào)可以變?yōu)槿跣盘?hào)。因此，今后我們可以嘗試在強(qiáng)信號(hào)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(jī)的性能。在色噪聲信道中的接收檢測也是一個(gè)值得