王海梁，熊华钢，吴庆，刘成

（北京航空航天大学电子信息工程学院，北京100191）

一种改进的基于EMD分解的超宽带信号消噪算法✴

王海梁，熊华钢，吴庆，刘成

（北京航空航天大学电子信息工程学院，北京100191）

针对低信噪比超宽带信号的消噪问题，提出一种改进的基于经验模式分解（EMD）的消噪算法。该算法首先对含噪信号进行EMD分解，得到多个固有模态函数（IMF）分量，然后选取高阶IMF重构原信号，达到消噪的目的。针对对UWB信号的IMF重构过程中阶数阈值难以确定的问题，通过数值仿真的方法，得到信号分量和噪声分量在不同阶IMF上的能量分布特性；在对所得特性进行分析的基础上，设计了一种数据自适应的阶数阈值选取算法，解决了EMD消噪中的阶数阈值选取问题。仿真结果表明，EMD消噪算法能够在较低信噪比下提供平均10 dB的信噪比增益，可以有效地对超宽带信号进行消噪。

超宽带；信号消噪；经验模式分解

1 引言

脉冲超宽带（Ultra-wideband，UWB）无线电技术具有高隐蔽性、抗多径效应、较高的距离分辨力等优良特性，在通信、定位和雷达等领域都有应用，是当前无线电技术的一个研究热点［1-2］。受发射功率的限制，脉冲UWB信号通常信噪比较低，因此，对UWB信号的消噪是UWB信号处理中的一个重要课题。

处理信号消噪问题的传统方法是利用Fourier变换或者小波变换消噪。由于UWB信号具有高带宽、低功率谱的特性，利用Fourier变换进行消噪的方法对UWB信号难以取得较好的消噪效果；而小波消噪需要预先选择好基函数，对于不同种类的UWB脉冲波形，很难找到一种通用的基函数选择方法，目前，尚未有针对UWB信号的有效消噪方法的相关文献见诸报道。……