有色噪声中的随机共振现象与信噪比研究

发布时间：2017-04-13 05:02

  本文关键词：有色噪声中的随机共振现象与信噪比研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随机共振研究中经常假设噪声为白噪声,这种假设非常理想化,因为实际问题中噪声都是有色噪声,研究也表明有色噪声比白噪声更能增强非线性系统对弱信号的响应。基于以上观点,本文分析了微弱信号条件下非线性滤波器输出信噪比,给出了最优滤波器性能与Fisher信息量的关系,还推导了给定系统传递函数时最大信噪比公式,此公式不仅适用于白噪声假设,还适合有色噪声。我们利用一阶滑动平均模型产生的有色高斯混合噪声模型,依据其弱相关特性,给出静态系统中最大输出信噪比理论表达式。通过理论推导和数值分析,给出对于尺度噪声或非尺度噪声环境下,系统能够出现随机共振现象的判定条件。此结论在阈值系统中得以证实。并在此基础上,我们进一步研究了阵列阈值系统,无论是尺度类色噪声还是非尺度类色噪声,都能够产生随机共振现象,且随着噪声强度的增加,系统输出信噪比也在增加,证实了超阈值随机共振在提高阵列阈值系统信噪比的潜力。上述非线性滤波器中最大信噪比是由匹配有色噪声的特征信号产生的,那么我们研究了双稳态系统中能否实现这种匹配特性。分别考虑了两种不同模型产生的有色噪声,随着噪声强度的增加,系统均会产生随机共振现象。但由于Fokker-Planck方程的求解非常困难,色噪声在双稳态系统归一化最大输出信噪比,以及双稳态系统中波形优化问题值得进一步深入研究。
【关键词】：色噪声 非线性滤波器 信噪比 阈值系统 双稳态系统
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB53
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-5
• 第一章 绪论5-9
• 1.1 随机共振的研究背景5-7
• 1.1.1 随机共振现象的发现及研究现状5-6
• 1.1.2 随机共振模型研究6-7
• 1.2 本文的主要内容和组织结构7-9
• 第二章 随机共振信噪比研究9-17
• 2.1 随机共振的衡量指标9-10
• 2.1.1 信噪比与信噪比增益9
• 2.1.2 互相关系数9-10
• 2.2 动态与静态系统中的噪声增强理论与应用10-14
• 2.2.1 双稳态系统中噪声增强理论与应用10-12
• 2.2.2 局部性信噪比12-13
• 2.2.3 静态系统中的噪声增强理论13-14
• 2.3 本章小结14-17
• 第三章 有色噪声中任意非线性滤波器的信噪比研究17-27
• 3.1 有色噪声中非线性滤波器的信噪比研究17-21
• 3.1.1 非线性滤波器17-18
• 3.1.2 有色噪声滑动平均模型18-21
• 3.2 单阈值系统数值结果21-23
• 3.3 有色噪声中非线性滤波阵列的信噪比研究23-24
• 3.4 阵列阈值系统数值结果24-25
• 3.5 本章小结25-27
• 第四章 有色噪声中双稳态系统信噪比的研究27-31
• 4.1 添加滑动平均模型有色噪声，系统输出信噪比研究27-28
• 4.2 添加OU模型有色噪声，系统输出信噪比研究28-29
• 4.3 有色噪声中双稳态系统的信噪比研究展望29-30
• 4.4 本章小结30-31
• 第五章 总结与展望31-33
• 参考文献33-37
• 攻读学位期间的研究成果37-39
• 致谢39-41

  本文关键词：有色噪声中的随机共振现象与信噪比研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：302835