基于混沌振子與小波的低信噪比信號(hào)檢測(cè)研究與應(yīng)用.pdf

1、低信噪比信號(hào)廣泛存在于保密通信，信號(hào)偵察，探地信號(hào)處理，深海聲納探測(cè)，機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)，醫(yī)學(xué)信號(hào)處理等領(lǐng)域中，低信噪比信號(hào)檢測(cè)成為這些信號(hào)處理中首先需要解決的問(wèn)題。 利用Duffing振子系統(tǒng)從混沌進(jìn)入外周期軌道運(yùn)動(dòng)的非平衡相變條件具有對(duì)小信號(hào)的敏感性以及對(duì)噪聲的免疫性，可從強(qiáng)噪聲背景中檢測(cè)低信噪比周期信號(hào)，并輸出提高信噪比后的信號(hào)。本文重點(diǎn)研究了低信噪比條件下，Duffing振子系統(tǒng)對(duì)周期信號(hào)、線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)的檢測(cè)。 含

2、噪信號(hào)的小波變換系數(shù)中，信號(hào)和噪聲產(chǎn)生的系數(shù)具有不同性態(tài)。通過(guò)采用線(xiàn)性或非線(xiàn)性處理方法，可以減去噪聲小波系數(shù)，最大限度地保留信號(hào)小波系數(shù)，從而得到提高了信噪比的輸出信號(hào)。本文針對(duì)低信噪比信號(hào)檢測(cè)，提出了對(duì)小波去噪算法的改進(jìn)。 本文的主要成果和創(chuàng)新之處體現(xiàn)在： 1．研究了高斯白噪聲條件下Duffing振子系統(tǒng)用于周期信號(hào)檢測(cè)時(shí)輸出統(tǒng)計(jì)特性，提出了利用周期平均輸出信噪比改善率衡量混沌振子系統(tǒng)的檢測(cè)能力。通過(guò)理論論證和仿真實(shí)驗(yàn)

3、，驗(yàn)證了該比率的準(zhǔn)確性和有效性，并得到不同輸入信噪比條件下的周期平均改善率。 2．研究了Duffing振子系統(tǒng)對(duì)低信噪比線(xiàn)性調(diào)頻(LFM)信號(hào)的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)了系統(tǒng)具有在一定條件下對(duì)LFM信號(hào)的直接檢測(cè)能力，及線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)的調(diào)制參數(shù)對(duì)系統(tǒng)可檢測(cè)最低信噪比的影響。 3．研究了基于最小均方誤差條件的軟閾值去噪，獲得了針對(duì)不同統(tǒng)計(jì)特性噪聲的最佳軟閾值去噪修正值，推導(dǎo)并驗(yàn)證了高斯白噪聲條件下的小波系數(shù)最佳收縮量。 4．研究了

4、基于SURE無(wú)偏估計(jì)的自適應(yīng)小波軟閾值去噪算法，提出一種新的閾值函數(shù)族，是一種可微閾值函數(shù)的統(tǒng)一表達(dá)式。該函數(shù)族具有可調(diào)參數(shù)，可更接近于Donoho提出的最優(yōu)軟閾值函數(shù)，連續(xù)并具有無(wú)窮階導(dǎo)數(shù)，便于自適應(yīng)尋求最優(yōu)閾值。 5．研究了最優(yōu)小波基的選取，通過(guò)計(jì)算周期信號(hào)與db小波基的相關(guān)系數(shù)，發(fā)現(xiàn)了小波基緊支區(qū)間內(nèi)信號(hào)周期數(shù)與小波基函數(shù)的波動(dòng)性的關(guān)系，得到了針對(duì)LFM信號(hào)和正弦信號(hào)進(jìn)行分析的最優(yōu)小波基。 6．研究綜合利用混沌振子