海豚启发的非线性处理增强时延-多普勒分辨率技术

1 下载量 83 浏览量 更新于2024-08-27 收藏 1.19MB PDF 举报
"这篇研究论文探讨了基于海豚启发的实线性调频脉冲信号非线性处理方法,以增强时延-多普勒分辨率。通过应用海豚回声定位系统的抽象和修改,该研究提出了两个非线性处理策略,并使用单个实线性调频(LFM)信号生成延迟-多普勒图像。接着,通过非线性算法对这些图像进行结合,以实现超高的延迟-多普勒分辨率。同时,论文还评估了这些算法的检测性能,结果显示,提出的非线性处理在保持接近常规匹配滤波接收机的检测性能的同时,显著提高了延迟-多普勒分辨率,且系统和计算复杂度增加不明显。" 本文的核心内容集中在利用生物声纳系统,尤其是海豚的回声定位机制,来改进无线通信中的信号处理技术。海豚的声纳系统以其出色的时延和多普勒分辨能力而著称,研究者从中获得灵感,设计了两个非线性处理方法。实线性调频脉冲(LFM)信号是通信和雷达系统中常用的一种信号类型,因其在频域和时域上的优良特性而受到青睐。在这项研究中,LFM信号被用来构建模型,并经过修改以更接近海豚的生物声纳信号。 使用海豚启发的模型,研究人员通过单个LFM信号应用希尔伯特变换,生成了两个延迟-多普勒图像。这一步骤揭示了信号的时延和多普勒变化,是提高分辨率的关键。接下来,引入非线性算法对这些图像进行处理和分析,旨在在组合图像时进一步提升延迟-多普勒分辨率。非线性算法的选择和优化对于整体性能至关重要,因为它们可以挖掘出LFM信号的更多潜在信息,同时不会过度增加系统的复杂性。 论文还进行了检测性能的比较,以验证这些非线性处理方法的有效性。通过与传统的匹配滤波接收机的检测性能相比较,发现所提出的非线性处理方案在保持相似的检测性能的同时,显著提升了延迟-多普勒分辨率。这意味着在不牺牲系统效率的情况下,可以实现更精确的目标定位和跟踪。 这项研究为无线通信领域的信号处理提供了一种创新的方法,它借鉴了自然界中的生物智能,为提高无线通信系统的性能开辟了新的途径。未来的研究可能包括对更多生物声纳系统的深入研究,以及对不同环境和干扰条件下的适应性优化。