幅度和频率调制中的阵列随机共振

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1、维普资讯http://www.cqvip.com广西民族大学学报(自然科学版)JOURNALOFGUANGXIUNIVERSITYFORNATIONALITIESVo1．14No．2第14卷第2期2008年5月(NaturalScienceEdition)May2008幅度和频率调制中的阵列随机共振吴礼燕(广西民族大学数学与计算机科学学院，广西南宁530006)摘要：研究调幅和调频过程中的随机共振．信号被强干扰源扰动，有可能淹没在强背景噪声中．这时一般的随机共振方法失效，这里提出阵列方法来增强信号的检测，给出的系统由包含非线性元

2、素的阵列构成．通过给阵列中每个元素增加独立的外噪声，这一阵列可提高信噪比．关键词：随机共振；调制；信噪比；阵列中图分类号：0422．6文献标识码：A文章编号：1673-8462(2008)02-0072-04O引言程，阵列随机共振可增强弱信号的检测并可用信噪比从广义来说，随机共振表征着系统的特性，例如进行衡量．对周期信号的响应，可以由噪声进行提高并使它在某一非零噪声级上成为最优，即利用噪声可以增加周期1振幅和频率调制信号的信噪比(SNR)．它的主要原则是：噪声太大在通信理论中，信息很少会产生在适合于即时或太小时信噪比都小，只有某

3、些中等大小或具最优强通信的形式中，因此必须在传输之前进行调制．信息度的噪声，信噪比才达到最大值，因此信噪比一噪声被传送到某些具有调制波形的“载体”上。有调幅和曲线是钟形的．这意味着在信号和噪声强度的有限范调频这两种典型的调制．一个正弦载波信号可以写成内，增加输入噪声级可以提高输出的信噪比．利用这口。sin(2。+)，其中口。是振幅，为频率，为相种现象可以检测强背景噪声中的小振幅信号．对于一位。为方便起见，以下研究中我们不考虑载波信号的个非周期信号，随机共振不能通过傅立叶谱由信噪相位．通常不用纯的正弦波信号携带信息，因为它是比描述

4、，但是可以由互相关函数描述引。然而当信完全可预测的．但可以把信息加到。。或，0中进行振号太弱或被淹没在强背景噪声中时，随机共振方法失幅和频率调制．对于振幅调制，已调信号可以写成：效．最近研究发现，无论是周期性或非周期性信号，阵S一口0E1+ecos(271)~sin(270)(1)列可以提高信噪比或互相关函数]．研究还表明，其中，ecos(2)是调制信号，ff<1．改写等式阵列可以提高调幅和调频过程中的信息传输能力]．(1)为：我们将显示阵列同样可以提高由调幅和调频过程引S一in(2~f+sinE27r(fo+f1)]+起的随机

5、共振，并给出以下主要结果：(1)构造了一个阵列系统，并考虑了信息传输过程中的脉冲干扰，甚sinE2丌(fo—f1)](2)至连续干扰的情形．(2)对于周期性的调幅和调频过*收稿日期：2008—03—20．作者简介：吴礼燕(1968一)，女，广西贵港人，广西民族大学数学与计算机科学学院讲师．72维普资讯http://www.cqvip.com2008年第2期●吴礼燕／幅度和频率调制中的阵列随机共振它有个三项，一项来自载体，两个边带项来自调制信号．我们可以在功率谱中观察到分别对应于这三个频率的锐峰．时，这时干扰是连续的，意味着干扰存

6、在于每一个积对于频率调制，已调信号可以写成：分步长中；另一个极端的情形是An一。。时，这时系S—aosin[-2ot+ecos(2l￡)](3)统中没有干扰．通常的情形为An>1．系统中输入信式中ecos(2￡)是调制信号，当<<1时，S可以号z(￡)一S(￡)+D，叩(￡)(￡一△)，输出信号z表示成：一X(￡)，它等于各个振荡器输出的系统平均值．典型的输出信号由两部分构成，一个是与原始输入信号S一sin(2。￡)+寺。{cos[2~(fo+f1)￡]+厶S(￡)有关的信号S(￡)，另一个是噪声背景信号cos[2rr(fo—f

7、1)￡]}(4)N(￡)．根据(7)式，通过对系统进行合理的安排，可这种情况下，同样可以在功率谱中观察到位于频率期望在调制噪声等于某些最优幅度值时，相对于与其，o、厂o+厂和，0一厂处的三个主峰．相关的输入信号，信噪比可以得到显著提高．通常，周期性的调幅和调频信号都可以展开成系列正弦波的和：S一ansin(2t)(5)在功率谱中，可以预计有n个分别对应于频率的锐峰出现在噪声背景中．如果这个信号通过一个可激发的振动器，有可能会出现随机共振现象．因此在有噪声的背景中，已调信号S可以通过外加的噪声提高，其效果可由信噪比来衡量．令B()

8、、H()分别表示频率处的背景能量、峰值高度，则信噪比可以简单地写为：一(6)图1一个使用非线性振荡器的阵列模型简图特别地，在周期性的调幅和调频中，我们可以用，0一厂处的测量值一、或，0+厂处的来说明调2数字模拟制信号增强的效果．我们用以下的FitzHugh—Na