基于混沌振子与小波的低信噪比信号检测研究与应用
低信噪比信号广泛存在于保密通信，信号侦察，探地信号处理，深海声纳探测，机电系统状态监测，医学信号处理等领域中，低信噪比信号检测成为这些信号处理中首先需要解决的问题。
利用Duffing振子系统从混沌进入外周期轨道运动的非平衡相变条件具有对小信号的敏感性以及对噪声的免疫性，可从强噪声背景中检测低信噪比周期信号，并输出提高信噪比后的信号。本文重点研究了低信噪比条件下，Duffing振子系统对周期信号、线性调频信号的检测。
含噪信号的小波变换系数中，信号和噪声产生的系数具有不同性态。通过采用线性或非线性处理方法，可以减去噪声小波系数，最大限度地保留信号小波系数，从而得到提高了信噪比的输出信号。本文针对低信噪比信号检测，提出了对小波去噪算法的改进。
本文的主要成果和创新之处体现在：
1．研究了高斯白噪声条件下Duffing振子系统用于周期信号检测时输出统计特性，提出了利用周期平均输出信噪比改善率衡量混沌振子系统的检测能力。通过理论论证和仿真实验，验证了该比率的准确性和有效性，并得到不同输入信噪比条件下的周期平均改善率。
2．研究了Duffing振子系统对低信噪比线性调频(LFM)信号的检测，发现了系统具有在一定条件下对LFM信号的直接检测能力，及线性调频信号的调制参数对系统可检测最低信噪比的影响。
3．研究了基于最小均方误差条件的软阈值去噪，获得了针对不同统计特性噪声的最佳软阈值去噪修正值，推导并验证了高斯白噪声条件下的小波系数最佳收缩量。
4．研究了基于SURE无偏估计的自适应小波软阈值去噪算法，提出一种新的阈值函数族，是一种可微阈值函数的统一表达式。该函数族具有可调参数，可更接近于Donoho提出的最优软阈值函数，连续并具有无穷阶导数，便于自适应寻求最优阈值。
5．研究了最优小波基的选取，通过计算周期信号与db小波基的相关系数，发现了小波基紧支区间内信号周期数与小波基函数的波动性的关系，得到了针对LFM信号和正弦信号进行分析的最优小波基。
6．研究综合利用混沌振子、小波去噪和相关分析等技术进行低信噪比信号的检测，并应用于雷达信号的双(多)基地接收和处理中，增强了系统的低信噪比信号检测能力。
混沌振子;低信噪比;信号检测;小波去噪
电子科技大学
博士
测试计量技术及仪器
古天祥
2009
中文
TN912.3
111
2009-10-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）