噪声背景下的周期信号检测.docx

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1、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯噪声背景下的周期信号检测1⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯摘要：本文主要针对在噪声背景下周期信号的检测问题，先进行了理论分析，采用自相关法进行周期信号检测，并进行了MATLAB仿真，观察自相关函数的图形。此外，针对低信噪比下自相关结果不理想的情况，提出了多重自相关等解决办法。仿真结果显示自相关法能实现一定信噪比下的周期信号检测，在强噪声下需采用多重自相关等办法。关键词：周期信号检测；噪声；自相关Abstract：Thisarticl

2、eisaboutthedetectionofperiodicsignalswithnoise.First,thereistheoreticalanalysisaboutthisproblem,andthemethodofautocorrelationisadoptedtosolvethisquestion.Tosupport,simulationonMATLABisdonetoobservethediagramoftheautocorrelationfunctionofsignals.Moreover,accordingtothefactwhichsimulationresultsar

3、en’tperfectunderlargenoise,-layermultiautocorrelationisproposed.Hence,periodicsignalscanbedetectedbythewayofautocorrelationunderhighsignal-to-noiseratio,whileinlowratio,multi-layerautocorrelationshouldbeadoptedKeywords:periodicsignaldetection,noise,autocorrelation1引言在噪声背景下检测信号，是通信工程的一个重要课题，也是雷达信

4、号检测的一项重要任务。例如，雷达接收机接收到的回波信号总是伴随着噪声与干扰，噪声与干扰的存在影响了雷达对是否检测到目标的判断。当雷达发射周期信号时，遇到目标后雷达将接收到反射回来的周期信号并伴随着噪声与干扰；当无目标信号检测时，雷达将接收到噪声与干扰。雷达根据是否接收到周期信号来判断是否检测到目标。本文就针对该问题进行理论分析和实际仿真，给出信号检测的方法。2研究问题设y(t)为雷达接收机接收到的信号，无目标信号反射时，雷达将接收到噪声与干扰，此时，y1(t)n(t)1当雷达发射周期信号时，遇到目标后雷达将接收到反射回来的周期信号s(t)并伴随着噪声和干扰，此时2⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

5、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯y2(t)s(t)n(t2假设s(t)为周期性的随机信号，n(t)为非周期噪声，记代表s(t)的随机过程为S(t)、代表n(t)的随机过程为N(t)，并假设S(t)与N(t)为相互独立的遍历性随机过程。3理论分析由S(t)和N(t)的遍历性可知，mSE(s(t))s(t)3mNE(n(t))n(t)4RS()E[s(t)s(t)]s(t)s(t)5RN()E[n(t)n(t)]n(t)n(t)6则在无目标信号反射时，RY1()RN(t)7在有目标信号反射时，RY2()E[y(t)y(t)]E[(s(t)n(t))(

6、s(t)n(t))]=E[s(t)s(t)n(t)s(t)s(t)n(t)n(t)n(t)]8又随机过程S(t)与N(t)相互独立，根据以上各式，得到：RY2()RS()2mSmNRN()9式子中，只有R()具有周期性，2mm是直流分量，R()只在0时有明显SSNN冲激，其他时刻幅值很小。例如，假设s(t)asin(t)，其中为随机变量，n(t)为高斯白噪声，设功率为P，此时ms010Rs()0.5a2cos()113⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯RY2()0.5a2cos()RN()12因此，在信噪比S/N较大的情况下，

7、RN()相对较小，根据接收信号的自相关函数是否具有明显的周期分量就可以判断是否检测到目标；而在信噪比S/N较低的情况下，RN()不可忽略，自相关函数将不能体现其周期分量，后面会针对该问题进行详细分析和解决。4系统框图及仿真仿真结果：S/N=10dB信号波形信号频谱2060001040000-102000-205100510004自相关函数7信号功率谱x10x101035201-5500100015002000050010001500200000