基于隨機(jī)共振理論不同噪聲背景下2PSK信號相干接收誤碼率的研究
發(fā)布時間:2021-04-02 15:03
本文針對強(qiáng)噪聲背景下數(shù)字信號傳輸時接收端誤碼率較高的問題,分別在只存在加性噪聲、加性和乘性噪聲同時存在背景下提出了一種基于隨機(jī)共振理論降低二進(jìn)制相移鍵控(binary phase shift keying,簡記為2PSK)信號相干接收誤碼率的新方法。首先從理論上對上述兩種背景噪聲下2PSK信號通過非線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤碼率進(jìn)行了推導(dǎo),然后利用MATLAB中的Simulink模塊建立模型,將2PSK非線性隨機(jī)共振方法與常規(guī)2PSK信號相干解調(diào)方法對比仿真,大量的數(shù)值仿真發(fā)現(xiàn)加性高斯白噪聲背景下,基于隨機(jī)共振非線性雙穩(wěn)系統(tǒng)解調(diào)2PSK信號的誤碼率在低輸入信噪比下有明顯降低。特別是輸入信噪比在-14.4 dB到-5.2 dB范圍內(nèi)時,誤碼率曲線下降很快,在-7.4 dB時較傳統(tǒng)線性解調(diào)系統(tǒng)誤碼率可降低20.1%;加性噪聲與乘性噪聲同時存在且固定噪聲強(qiáng)度不變的情況下,通過改變系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)一步討論2PSK信號通過非線性系統(tǒng)的輸出誤碼率。結(jié)果表明,在加性和乘性噪聲共同激勵的2PSK隨機(jī)共振系統(tǒng)的輸出誤碼率較只有加性噪聲時2PSK隨機(jī)共振系統(tǒng)的輸出誤碼率降低了16.7%,并且乘性噪聲使系統(tǒng)具有一定的魯棒性...
【文章來源】:天津工業(yè)大學(xué)天津市
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 隨機(jī)共振研究背景和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 課題的仿真和開發(fā)工具
1.4 論文研究的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)
第二章 隨機(jī)共振的基本理論
2.1 隨機(jī)共振的經(jīng)典模型
2.1.1 非線性郎之萬方程
2.2 隨機(jī)共振理論
2.2.1 絕熱近似理論
2.2.2 線性響應(yīng)理論
2.2.3 非周期隨機(jī)共振理論
2.3 隨機(jī)共振的衡量指標(biāo)
2.3.1 信噪比及信噪比增益
2.3.2 互相關(guān)系數(shù)
2.3.3 誤碼率及信道容量
2.4 小結(jié)
第三章 加性噪聲背景下2PSK信號的隨機(jī)共振
3.1 二進(jìn)制相移鍵控信號簡介
3.1.1 2PSK信號的調(diào)制解調(diào)
3.1.2 2PSK信號的信道容量和誤碼率
3.2 2PSK隨機(jī)共振系統(tǒng)模型及輸出誤碼率
3.2.1 系統(tǒng)模型
3.2.2 穩(wěn)態(tài)輸出誤碼率
3.3 2PSK隨機(jī)共振系統(tǒng)的仿真模型
3.4 輸出信號時域及頻域分析
3.5 2PSK隨機(jī)共振系統(tǒng)輸出誤碼率
3.6 小結(jié)
第四章 乘性噪聲背景下2PSK信號的隨機(jī)共振
4.1 2PSK隨機(jī)共振系統(tǒng)模型及誤碼率
4.1.1 系統(tǒng)模型
4.1.2 穩(wěn)態(tài)輸出誤碼率
4.2 提高采樣頻率實現(xiàn)載波頻率的轉(zhuǎn)換
4.3 2PSK信號的共振特性分析
4.4 存在乘性噪聲背景下2PSK信號系統(tǒng)仿真模型
4.5 存在乘性噪聲背景下2PSK信號系統(tǒng)輸出誤碼率
4.6 小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]濾波器與隨機(jī)共振結(jié)合檢測微弱信號[J]. 范衛(wèi)姣,王輔忠,張光璐. 應(yīng)用聲學(xué). 2015(02)
[2]乘性二次噪聲驅(qū)動的線性過阻尼振子的隨機(jī)共振[J]. 張路,鐘蘇川,彭皓,羅懋康. 物理學(xué)報. 2012(13)
[3]利用隨機(jī)共振解調(diào)微弱MFSK信號[J]. 魏世朋,張?zhí)祢U,余熙,高春霞. 電訊技術(shù). 2011(06)
[4]微弱信號檢測方法的現(xiàn)狀分析[J]. 夏均忠,劉遠(yuǎn)宏,冷永剛,葛紀(jì)桃. 噪聲與振動控制. 2011(03)
[5]Stochastic resonance in a stochastic bistable system with additive noises and square-wave signal[J]. 郭鋒,羅向東,李少甫,周玉榮. Chinese Physics B. 2010(08)
[6]提高采樣頻率實現(xiàn)隨機(jī)共振用于高頻信號檢測[J]. 張良斌. 襄樊學(xué)院學(xué)報. 2010(02)
[7]指數(shù)可調(diào)雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的參數(shù)調(diào)節(jié)隨機(jī)共振[J]. 劉鋒力,鮑榮浩,李建龍. 浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2005(11)
[8]二次采樣用于隨機(jī)共振從強(qiáng)噪聲中提取弱信號的數(shù)值研究[J]. 冷永剛,王太勇. 物理學(xué)報. 2003(10)
[9]由隨機(jī)共振可獲得比最佳線性濾波器更高的信噪比[J]. 龔德純,秦光戎,胡崗,溫孝東. 中國科學(xué)(A輯 數(shù)學(xué) 物理學(xué) 天文學(xué) 技術(shù)科學(xué)). 1992(08)
本文編號:3115476
【文章來源】:天津工業(yè)大學(xué)天津市
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 隨機(jī)共振研究背景和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 課題的仿真和開發(fā)工具
1.4 論文研究的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)
第二章 隨機(jī)共振的基本理論
2.1 隨機(jī)共振的經(jīng)典模型
2.1.1 非線性郎之萬方程
2.2 隨機(jī)共振理論
2.2.1 絕熱近似理論
2.2.2 線性響應(yīng)理論
2.2.3 非周期隨機(jī)共振理論
2.3 隨機(jī)共振的衡量指標(biāo)
2.3.1 信噪比及信噪比增益
2.3.2 互相關(guān)系數(shù)
2.3.3 誤碼率及信道容量
2.4 小結(jié)
第三章 加性噪聲背景下2PSK信號的隨機(jī)共振
3.1 二進(jìn)制相移鍵控信號簡介
3.1.1 2PSK信號的調(diào)制解調(diào)
3.1.2 2PSK信號的信道容量和誤碼率
3.2 2PSK隨機(jī)共振系統(tǒng)模型及輸出誤碼率
3.2.1 系統(tǒng)模型
3.2.2 穩(wěn)態(tài)輸出誤碼率
3.3 2PSK隨機(jī)共振系統(tǒng)的仿真模型
3.4 輸出信號時域及頻域分析
3.5 2PSK隨機(jī)共振系統(tǒng)輸出誤碼率
3.6 小結(jié)
第四章 乘性噪聲背景下2PSK信號的隨機(jī)共振
4.1 2PSK隨機(jī)共振系統(tǒng)模型及誤碼率
4.1.1 系統(tǒng)模型
4.1.2 穩(wěn)態(tài)輸出誤碼率
4.2 提高采樣頻率實現(xiàn)載波頻率的轉(zhuǎn)換
4.3 2PSK信號的共振特性分析
4.4 存在乘性噪聲背景下2PSK信號系統(tǒng)仿真模型
4.5 存在乘性噪聲背景下2PSK信號系統(tǒng)輸出誤碼率
4.6 小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]濾波器與隨機(jī)共振結(jié)合檢測微弱信號[J]. 范衛(wèi)姣,王輔忠,張光璐. 應(yīng)用聲學(xué). 2015(02)
[2]乘性二次噪聲驅(qū)動的線性過阻尼振子的隨機(jī)共振[J]. 張路,鐘蘇川,彭皓,羅懋康. 物理學(xué)報. 2012(13)
[3]利用隨機(jī)共振解調(diào)微弱MFSK信號[J]. 魏世朋,張?zhí)祢U,余熙,高春霞. 電訊技術(shù). 2011(06)
[4]微弱信號檢測方法的現(xiàn)狀分析[J]. 夏均忠,劉遠(yuǎn)宏,冷永剛,葛紀(jì)桃. 噪聲與振動控制. 2011(03)
[5]Stochastic resonance in a stochastic bistable system with additive noises and square-wave signal[J]. 郭鋒,羅向東,李少甫,周玉榮. Chinese Physics B. 2010(08)
[6]提高采樣頻率實現(xiàn)隨機(jī)共振用于高頻信號檢測[J]. 張良斌. 襄樊學(xué)院學(xué)報. 2010(02)
[7]指數(shù)可調(diào)雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的參數(shù)調(diào)節(jié)隨機(jī)共振[J]. 劉鋒力,鮑榮浩,李建龍. 浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2005(11)
[8]二次采樣用于隨機(jī)共振從強(qiáng)噪聲中提取弱信號的數(shù)值研究[J]. 冷永剛,王太勇. 物理學(xué)報. 2003(10)
[9]由隨機(jī)共振可獲得比最佳線性濾波器更高的信噪比[J]. 龔德純,秦光戎,胡崗,溫孝東. 中國科學(xué)(A輯 數(shù)學(xué) 物理學(xué) 天文學(xué) 技術(shù)科學(xué)). 1992(08)
本文編號:3115476
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