色噪聲中基于IIR陷波器的信號(hào)檢測(cè)方法研究.pdf

1、噪聲背景中的信號(hào)檢測(cè)和估計(jì)是信號(hào)處理領(lǐng)域里的核心問題之一，它在雷達(dá)、聲納、振動(dòng)測(cè)量、生物醫(yī)學(xué)、地震信號(hào)處理等方面有著極其廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的信號(hào)檢測(cè)和估計(jì)方法一般是建立在背景噪聲是白噪聲這一假設(shè)基礎(chǔ)之上。然而在實(shí)際環(huán)境中，白噪聲的假設(shè)并不總是成立，當(dāng)實(shí)際噪聲不滿足白噪聲模型時(shí)，傳統(tǒng)信號(hào)檢測(cè)方法的性能將會(huì)嚴(yán)重的惡化甚至失效。這也就促成了色噪聲背景中信號(hào)檢測(cè)和估計(jì)技術(shù)的發(fā)展。本研究課題正是在這一需求背景下選定并進(jìn)行研究的。 本文主要利

2、用高階累積量這一現(xiàn)代信號(hào)處理的理論和方法，結(jié)合自適應(yīng)技術(shù)，對(duì)單頻信號(hào)及包含線譜成分的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)、估計(jì)和線譜增強(qiáng)。本文的主要研究工作如下： 介紹了基于觀測(cè)信號(hào)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(cè)信號(hào)自相關(guān)函數(shù)的IIR陷波器進(jìn)行了比較，得出結(jié)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(shí)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(jié)果證明了該理論的正確性。 提

3、出了一種可以實(shí)時(shí)檢測(cè)和估計(jì)信號(hào)的方法，該方法在計(jì)算量方面具有優(yōu)勢(shì)，并可以根據(jù)觀測(cè)到的信號(hào)實(shí)時(shí)改變?yōu)V波器的參數(shù)，對(duì)變頻信號(hào)也有很好的跟蹤能力。 針對(duì)二階自適應(yīng)格型IIR陷波器的復(fù)數(shù)算法，分析了梯度算法和簡(jiǎn)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(duì)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(guān)的結(jié)論。 針對(duì)一種簡(jiǎn)單的陷波器級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的不足，給出

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