抑制脉冲型噪声的限幅器自适应设计

发布时间：2021-03-30 21:07

　　针对脉冲型噪声的抑制问题,该文提出一种自适应的限幅器设计方法。该方法以效能函数为指标,采用自适应搜索算法,自动寻找削波器和置零器的最佳门限,且能适用于未知噪声分布的情形。首先分析了效能与非线性函数的关系,给出关键的优化问题。然后考虑到效能函数计算复杂,提出基于线搜索的自适应设计算法。其次针对未知分布情况,考虑非参数化的概率密度估计,该算法能够稳健运行且基本取得最优设计效果。最后,结合两种非高斯噪声和实测大气噪声数据仿真,结果表明:该文方法可自适应寻找最佳门限,使削波器和置零器效能达到最佳;当噪声分布未知时,该文方法无需假设噪声模型,可与非参数化概率密度估计方法结合,取得最优检测效果。 

【文章来源】：电子与信息学报. 2019,41(05)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

SS分布下的门限-效能变化，=1.5，°=1

到的PDF及其导数的估计值。注意本文KDE方法基于的样本点均为104个。由于PDF导数一般为奇函数，图2(a)中只给出正半轴部分的曲线以方便对比图线。SS观察图2(a)可知，c=1.0时导数曲线抖动剧烈，明显不稳健；c=10.0时曲线光滑，但是与理论值差距较大；c=4.7时曲线有微弱抖动现象，曲线与理论接近。可见倍数c不宜过大或过校针对不同噪声分布的数值分析表明，c取值范围与噪声分布相关。分布下c取3～6时估计结果的均方误差较小，在c=4.7处达到最小；ClassA分布下c的取值范围为2～5，在c=2.2处均方误差最校进一步分析效能曲线。PDF导数数值曲线的抖动，尽管会影响效能函数的计算精度，但效能函数基本能够保持平滑。原因在于，效能函数所含的积分运算具有平滑运算的功能。图2(b)给出了由理论值与不同估计值计算得到的门限-效能曲线。可以看到，尽管c值不同导致估算的效能略有不同，但效能曲线能够保持单峰特性。c=1.0效能曲线存在微弱抖动，c=10.0最佳门限位置与理论门限位置仅略有偏差。基于典型脉冲型噪声分布(SS分布、ClassA分布)数值仿真和实测大气噪声处理的经验，本文推荐c取值在(3～5)范围内。该范围能够取得光滑的效能曲线，用于表1算法自适应设计门限位置，基本能够取得理论上最大效能。5优化设计方法的性能验证SS为考察优化设计限幅器的性能，本节分析典型脉冲型噪声分布(分布、ClassA分布)中限幅器设计的非线性函数，仿真其效能函数并与局部最优检测方法对比。5.1分布SS非线性变换的作用在于衰减脉冲型噪声的拖尾，以减少噪声中脉冲分量的占比。其中，

胁煌??唤霰硐衷谕衔驳拇?砩希?脖硐衷谙?性区域或近似线性区域的门限上。例如，ASL和设计削波器的本质均是削波器，门限一致，而设计置零器的门限则较大，局部最优检测在二者中间。注意，ASL方法与最优削波器基本相同，证明本文与文献[11]的研究吻合。下面分析限幅器设计的性能。图4中分别画出了设计限幅器最佳门限随参数变化曲线以及对应非线性处理方法的效能。其中，削波器-PDF、置零器-PDF均为基于分布的PDF计算的结果，即理论图2SS分布下PDF的导数及效能函数图，=1.5,°=1图3SS噪声下的ZMNL函数，°=1第5期罗忠涛等：抑制脉冲型噪声的限幅器自适应设计1163


本文编号：3110155