基于混沌和小波变换的信号检测方法

2012年03月26日15:02:36 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

关键字：应用

邓宏贵，曹文晖，高小龙，敖邦乾
中南大学物理科学与技术学院，湖南长沙

摘　　　要：针对微弱周期信号提出小波阈值去噪和混沌系统相结合的微弱周期信号检测新方法，该方法利用小波变换的平滑作用对包含噪声的信号进行有限离散处理，并根据小波自适应分解尺度确定阈值去噪深度，然后根据混沌系统对噪声的免疫性和对周期信号的敏感性，把重构的信号作为周期策动力的摄动并入混沌系统，由混沌系统完成微弱信号检测；并改进了Ｄｕｆｆｉｎｇ方程，可用于不同频率信号的检测，同时使混沌系统的相轨迹由临界状态变为大尺度周期运动更灵敏。测试结果表明，本方法克服了以往小波分解对尺度确定的盲目性和阈值选择的不合理性；同时通过调节混沌系统频率对周期信号的敏感性提高了信号的检测精确度，其检测的信噪比下限达到－６４７ｄＢ；完全适用于毫伏级下信号的检测应用，证明了提出的方法是合理和有效的。

关　键　词：混沌；小波阈值去噪；微弱信号；信噪比；信号检测

１　引　言
微弱信号不仅意味信号的幅度很小，而且主要是指被噪声淹没的信号。为了检测被噪声淹没的微弱信号，人们已进行了长期的研究工作，１９９２年Ｍａｌｌａｔ提出了奇异性检测理论，提出模极大值重构算法［１］；１９９５年有学者提出了平移不变量小波去噪法［２］；随后ＤＬＤｏｎｏｈｏ和ＩＭＪｏｈｏｎｓｔｏｎｅ［３４］提出在二进小波变换基础上的小波阈值去噪概念，此方法计算速度快，适应性广，在许多领域得到了广泛的应用。ＸｉａｎｇａｏＨｕａｎｇ［５］利用混沌的窄带特性，使用小波多分辨率分析实现混沌和掩藏在其中的目标信号的分离。此外李月、聂春燕等人［６９］采用混沌理论在微弱信号检测方面做了大量工作。但以上这些单用小波分解或混沌系统提取信号的方法都只能在特定条件下取得较好的效果，在强噪声干扰下，混沌相空间结构遭到破坏，这些方法就很难检测出存在的信号。本文结合小波阈值去噪和混沌系统特性，提出一种针对淹没在强噪声中的微弱周期信号检测方法，可提高信号的检测精确度，降低信号检测的门限和信噪比，适于一定环境下的工程应用。

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