基于最佳匹配阵列随机共振系统的研究及应用

摘要

现代通信系统及相关设备中，噪声使得接收端恢复出的信号与发送的信号存在着偏差。然而在某些非线性系统中，输入信号和噪声在输出中表现出协作效应，这种随机系统的协作现象即为“随机共振”。随机共振将妨碍信号传输的噪声变为信号的“催化剂”，充分利用无序的噪声能量向有序的信号能量转移的特性对改善现代通信系统的可靠性具有极大作用。
　　本文基于经典的双稳态随机共振系统，结合最佳匹配理论与阵列思维，分别研究了微弱周期信号和大参数非周期信号传输过程中的随机共振现象及性质，主要工作内容如下：
　　首先基于周期信号的单个双稳态系统，利用并行阵列的方法构建阵列双稳态系统，并通过引入最佳匹配理论，获得最佳匹配阵列双稳态系统。以最佳信噪比增益为测度，分析阵列数目、信号频率和噪声强度对随机共振效果的影响。发现了阵列系统的最佳信噪比增益存在数值上限。
　　其次将最佳匹配阵列双稳态系统引入到非周期数字信号中，结合双稳态归一化尺度变化方法实现对大参数非周期数字信号的增强检测。同时发现阵列双稳态系统可以有效降低系统的误码率，采用最佳匹配理论则可以获得最佳误码率，并分析阵列数目、码元速率及噪声强度对随机共振效果的影响。在不考虑码间串扰的情况下，发现了码元速率对最佳误码率没有影响；通过增加阵列数目则可以使得最佳误码率趋于零。
　　最后研究了最佳匹配阵列双稳态系统在ASCII码传输过程中的应用，通过构建英文文本的编码、传输、译码仿真实验，并分析阵列数目和噪声强度对ASCII码译码结果出现差错的影响。发现了通过增加阵列数目可以有效的降低系统的误比特率，改善文本的阅读质量。

目录

声明

专用术语注释表

第一章 绪论

1.1论文研究背景及意义

1.2随机共振的发展及研究现状

1.3随机共振系统模型

1.4本文的主要内容及章节安排

第二章 双稳态随机共振系统基本理论介绍

2.1双稳态随机共振系统模型

2.2度量随机共振效果的性能指标

2.3双稳态系统经典理论

2.4本章小结

第三章 周期信号的最佳匹配阵列随机共振系统研究

3.1周期信号的最佳匹配阵列双稳态系统理论

3.2周期信号的最佳匹配阵列系统仿真分析

3.3本章小结

第四章 非周期信号的最佳匹配阵列随机共振系统研究

4.1非周期信号的最佳匹配阵列双稳态系统理论

4.2非周期信号的最佳匹配阵列系统仿真分析

4.3本章小结

第五章 最佳匹配阵列系统在ASCII码传输中的应用

5.1 ASCII码传输系统中的最佳匹配阵列系统应用

5.2最佳匹配阵列系统应用实验仿真分析

5.3本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

附录1 程序清单

附录2 图表清单

附录3 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录4 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢