李耀敏 张杨勇 赵军芬

(中国船舶重工集团公司第七二二研究所 武汉 430079)

几种大气噪声非线性处理的应用分析*

李耀敏 张杨勇 赵军芬

(中国船舶重工集团公司第七二二研究所 武汉 430079)

文章对比分析了几种应用于低频通信的非线性大气噪声处理方法的性能及优缺点,结合大气噪声特点与几种非线性处理的优点,提出一种基于削波概率的自适应混合削波方法,通过实采噪声数据仿真表明该方法效果良好。

低频通信; 大气噪声; 非线性处理

Class Number TN911.4

1 引言

低频段大气噪声为典型的非高斯随机信号,时域特征表现为高斯背景下的脉冲尖峰[1～3]。作者对实采的大气噪声数据进行基于Lilliefors、Jarque-Bera等方法[4]的高斯检验表明,由于大气噪声脉冲分量的影响,所采数据不符合高斯检验。为直观反映噪声数据的幅度统计特性,以分位比较图(Q-Q图Quantile-Quantile plot)对比大气噪声与高斯噪声的区别[4～5],如图1、图2所示,统计分析表明大气噪声数据中至少约有20%的采样点是非高斯的。大气噪声导致低频段通信系统信噪比偏低,若能根据噪声特征有效地进行噪声处理并提高信噪比则可以大幅度提高接收性能。

2 非线性处理原理及适用性分析

非线性处理利用大气噪声中存在脉冲分量这一特征对噪声进行时域处理,其原理类似于OFDM系统中为降低峰平比而采用的限幅方法[6],工程实现简单、有效。文献[7]中Raymond分析了一种基于Middleton B类噪声模型[8～9]的LO门限接收机(Locally Optimum Threshold Receiver),最后得出结论,与线性接收机相比,LO非线性处理降低噪声影响10dB～20dB,但同时也指出,参数设置较好的某些次佳非线性处理与LO检测的性能相当。……