基于非线性系统的小信号检测算法研究

2021-05-20牛晓雷

现代导航 2021年2期

牛晓雷

（中国电子科技集团公司第二十研究所，西安 710068）

0 引言

通信数据链系统传输距离远，信号在自由空间的传播损耗大，往往到达接收端的信号淹没在噪声中。为了提升通信数据链的传输距离，在发射功率一定的条件下，提高接收灵敏度是唯一的解决途径。接收灵敏度的提升就是小信号检测能力的提升，针对较低信噪比条件下的通信数据链消息的接收与处理，传统的线性信号处理方法通常采用滤波或相关检测技术，主要利用信号和噪声之间的差异性来抑制噪声[1]。但是传统的算法在极低信噪比的条件下对微弱小信号的检测已经不能满足工程的需求。近几十年来，非线性科学得到了快速发展。在非线性系统中，往往会出现一些颠覆人们常规认识的现象。例如在噪声和微弱小信号共同存在的双稳态系统中，在一定范围内增加噪声强度非但不会降低输出信号的幅度，反而还会增强信号幅度，提高系统的输出信噪比。这一现象就是随机共振现象。随机共振现象的发现，不仅颠覆了人们对噪声的认识，而且为微弱小信号的检测提供了新的研究方向。本文以通信数据链系统中小信号的增强与检测作为研究对象，对小信号在非线性双稳态系统中的增强性能展开了研究[2-6]。研究分析了在高斯白噪声背景环境下的双稳态系统随机共振特性以及基于双稳态随机共振系统的MSK 信号波形检测算法。