Kalman濾波及其抑制超寬帶窄帶干擾的應(yīng)用研究.pdf

1、卡爾曼在1960年采用遞歸數(shù)學(xué)方程解決了離散線性濾波問(wèn)題,從此以后,隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的快速發(fā)展,卡爾曼濾波已經(jīng)被人們廣泛地研究和運(yùn)用?？柭鼮V波是一種時(shí)域狀態(tài)空間濾波方法,其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量較小,估計(jì)均方誤差最優(yōu),可以處理一維或多維的平穩(wěn)或非平穩(wěn)的隨機(jī)信號(hào)。由于其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易于計(jì)算機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn),其已被廣泛用于導(dǎo)航、通信、工業(yè)控制、地質(zhì)勘探、無(wú)線定位等多個(gè)領(lǐng)域,成為目前備受關(guān)注的課題。
　　基于卡爾曼濾波估計(jì)理論,結(jié)合超寬帶通信技術(shù)的

2、特點(diǎn),本文對(duì)卡爾曼濾波在超寬帶信號(hào)干擾抑制應(yīng)用方面進(jìn)行了深入細(xì)致地研究。本文內(nèi)容主要從兩大方面進(jìn)行闡述。一方面,對(duì)Kalman濾波在超寬帶窄帶平穩(wěn)信號(hào)干擾抑制的應(yīng)用進(jìn)行研究。根據(jù)線性時(shí)間序列的平穩(wěn)特性,將窄帶平穩(wěn)信號(hào)作為系統(tǒng)的狀態(tài)方程,而超寬帶系統(tǒng)接收信號(hào)作為觀測(cè)方程,建立一個(gè)時(shí)域的Kalman濾波基本方程,進(jìn)行模擬仿真。但模擬結(jié)果顯示:當(dāng)窄帶平穩(wěn)信號(hào)的AR(p)模型參數(shù)較少時(shí),該算法不能將模擬窄帶平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)。因此,對(duì)上述Kalman

3、濾波算法進(jìn)行了改進(jìn),并將改進(jìn)后的Kalman濾波算法與改進(jìn)前的算法進(jìn)行模擬仿真實(shí)驗(yàn)比較。另一方面,研究了多尺度Kalman濾波算法對(duì)超寬帶系統(tǒng)中分形噪聲信號(hào)的干擾抑制作用。先簡(jiǎn)單介紹了小波變換的基礎(chǔ)理論和分形噪聲信號(hào)的概念。然后對(duì)非平穩(wěn)的分形噪聲信號(hào)進(jìn)行多尺度小波分解,根據(jù)小波系數(shù)的平穩(wěn)性質(zhì),將每個(gè)尺度上的小波系數(shù)建模為對(duì)應(yīng)的平穩(wěn)時(shí)間序列模型。最后,結(jié)合離散UWB系統(tǒng)的觀測(cè)信號(hào)模型,推導(dǎo)出Kalman濾波的空間狀態(tài)模型,并采用計(jì)算機(jī)Ma