多节点监测系统微弱信号检测算法研究

发布时间：2017-10-25 00:22

  本文关键词：多节点监测系统微弱信号检测算法研究

  更多相关文章： 微弱信号 混沌 Duffing振子 多节点 可信度

【摘要】：无线通信领域中,理论的提出,技术的实施,都需要频谱资源作为依托。然而,频谱资源是有限的,为了能够对频谱资源进行合理的规划和高效的利用,需要监测系统能够有效地检测外界环境中的信号。本文主要研究多节点频谱监测系统中如何有效的对微弱信号进行检测。文章主要基于两方面展开,即单节点微弱信号的检测方案研究和多节点联合检测算法设计与改进。对于单节点的检测方案,主要利用混沌理论检测同频的外加信号。混沌系统是一种非线性系统,能够在未削弱信号的基础上,对噪声的干扰进行有效的抑制。本文将混沌理论应用于通信信号的检测中,利用混沌系统的特点检测相位调制信号。对QPSK信号的检测解调进行了理论分析并提出了双Duffing振子的解调方案,通过仿真验证,在信噪比为-7dB的条件下检测误码率为1%。最后提出了利用Duffing振子列对一般MPSK信号进行检测解调的方案,并对振子数量选择、振子相位设计和检测判决准则进行了规律性的总结与分析。在极低信噪比或信号遇到大尺度衰落时,单节点检测微弱信号的可靠性下降。根据监测系统多节点多传感器的特点,可以借鉴认知无线电理论中的协作感知研究思路,运用多节点联合检测,检测微弱信号,从而改善检测的有效性和可靠性。本文针对监测系统对联合判决的要求,提出了基于二维信息的可信度加权序贯式差分检测算法,通过Duffing振子列状态集和历史状态集的二维信息评价节点的可信度,并对加权系数的选取进行了优化,而节点的选择和判决方式则采取序贯式差分检测算法,从而达到系统可靠性和有效性的均衡。利用此算法,本文研究了利用基于混沌理论的多节点检测方案,实现了对MPSK信号的检测和解调。
【关键词】：微弱信号 混沌 Duffing振子 多节点 可信度
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM935.21
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景9-11
• 1.1.1 频谱管理与无线电监测9-10
• 1.1.2 监测系统中微弱信号检测10-11
• 1.2 微弱信号检测方法现状11-14
• 1.2.1 相关检测11-12
• 1.2.2 取样积分法12-13
• 1.2.3 基于小波变换13-14
• 1.3 混沌理论检测微弱信号的研究现状14-15
• 1.4 论文主要研究内容及研究意义15-16
• 1.4.1 论文主要研究内容15
• 1.4.2 论文相关研究意义15-16
• 1.5 论文组织结构安排16-17
• 第二章 混沌学基础理论17-23
• 2.1 混沌的定义17
• 2.2 混沌的特征17-18
• 2.3 混沌系统的判定18-23
• 2.3.1 相平面法18-19
• 2.3.2 时序图法19-20
• 2.3.3 Lyapunov指数法20-23
• 第三章 基于混沌理论的微弱信号检测方案23-59
• 3.1 Duffing振子系统23-28
• 3.1.1 Duffing振子的数学模型23
• 3.1.2 Duffing振子的特性23-26
• 3.1.3 噪声对Duffing混沌系统的影响26-28
• 3.2 利用Duffing振子检测微弱正弦信号28-33
• 3.2.1 检测原理28-29
• 3.2.2 检测方案设计29-30
• 3.2.3 仿真实验分析30-33
• 3.3 利用双Duffing振子检测微弱QPSK信号33-48
• 3.3.1 2PSK信号对Duffing系统的影响33-35
• 3.3.2 2PSK信号检测方案研究35-38
• 3.3.3 基于双振子的QPSK信号检测方案设计38-44
• 3.3.4 双振子QPSK信号检测性能研究44-48
• 3.4 基于Duffing振子列的MPSK信号检测方案研究48-57
• 3.4.1 MPSK信号调制理论48-50
• 3.4.2 基于振子列的MPSK信号检测方案研究50-57
• 3.5 小结57-59
• 第四章 多节点联合检测算法研究59-75
• 4.1 认知无线电中协作检测理论59-60
• 4.2 传统的多节点融合判决方案60-63
• 4.2.1 单节点检测模型60-61
• 4.2.2 多节点联合检测系统结构61
• 4.2.3 传统的多节点融合判决算法61-63
• 4.3 基于二维信息的可信度加权序贯式差分检测算法63-71
• 4.3.1 序贯式差分检测算法63-64
• 4.3.2 基于节点二维信息的可信度评价64-66
• 4.3.3 基于二维信息的可信度加权序贯式差分检测算法66-69
• 4.3.4 可信度加权序贯式差分检测算法性能仿真69-71
• 4.4 基于混沌理论的多节点联合检测方案71-74
• 4.4.1 改进的多节点联合检测系统结构71-72
• 4.4.2 利用多节点系统检测已知频率的MPSK信号是否存在72-73
• 4.4.3 利用多节点系统实现对MPSK信号的解调73-74
• 4.5 小结74-75
• 第五章 总结与展望75-76
• 参考文献76-78
• 致谢78-80
• 硕士期间发表论文情况80

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本文编号：1091236