[发明专利]基于概率的噪声估计与门限判决方法

说明书

本发明提供一种基于概率的噪声估计与门限判决方法，其包括以下步骤：获取预定时间段内的通信信号的最大概率幅度值μ和对应的概率f(μ)；噪声幅度方差δ的计算公式为：超出门限的噪声概率P的计算公式为：P＝F(μ‑m)+(1‑F(μ+m))；其中，m为门限值，而F(μ‑m)为幅度值为μ‑m时的正态分布概率值，F(μ+m)为幅度值为μ+m时的正态分布概率值。本发明提供的基于概率的噪声估计与门限判决方法，作为针对任意服从正态分布变量的门限判决依据，在设计判决门限的过程中根据需要的概率，计算出对应的门限。

技术领域

本发明属于信号检测领域，尤其涉及到一种基于概率的噪声估计与门限判决方法。

背景技术

在现代通信技术中，噪声估计是信号检测的一个重要工作。在通信过程中。高斯白噪声在所有频率点上都有相同的强度，高斯白噪声的幅度概率密度服从正态分布。中心极限定理证明了如果数量足够多的随机事件同时发生，不管单个随机事件服从何种分布，其总和服从正态分布。因此，在通信过程中噪声种类有很多，但是其中高斯白噪声最为广泛。对于服从正态分布的高斯噪声的估计与信号门限判决成为通信接收端不可避免的课题。

现在通信系统采用的噪声检测会携带信号能量，简单的噪声估算方会将部分有用信号作为噪声进行估计，导致噪声估计不准确、实时性差。

以往使用的对数据求平均值的方法计算噪声均值，实际上是将数据全部当作噪声数据来计算，这种方法统计的噪声并不准确。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于概率的噪声估计与门限判决方法，并提供后面将说明的这些目的和其它优点。

本发明的另一个目的是提供一种基于概率的噪声估计与门限判决方法，作为针对任意服从正态分布变量的门限判决依据，在设计判决门限的过程中根据需要的概率，计算出对应的门限。

本发明的技术方案：

基于概率的噪声估计与门限判决方法，其包括以下步骤：

获取预定时间段内的通信信号的最大概率幅度值μ和对应的概率f(μ)；

噪声幅度方差δ的计算公式为：

超出门限的噪声概率P的计算公式为：P＝F(μ-m)+(1-F(μ+m))；

其中，m为门限值，而F(μ-m)为幅度值为μ-m时的正态分布概率值，F(μ+m)为幅度值为μ+m时的正态分布概率值。

优选的是，所述的基于概率的噪声估计与门限判决方法中，获取预定时间段内的通信信号的最大概率幅度值μ和对应的概率f(μ)，包括：

预先设定所述通信信号的载频值、振幅、信号类型和码元速率，并确定采样的频率和信噪比；

对预定时间段T内的通信信号进行采样，并统计所述通信信号的幅度值和概率值，并选取最大概率幅度值μ和对应的概率f(μ)。

优选的是，所述的基于概率的噪声估计与门限判决方法中，

如预先设定门限m＝nδ，所述n为所述信噪比的值，即可计算得出超出门限的噪声概率P；

或者预先设定P，则根据正态分布的概率分布函数即可计算出门限m。

优选的是，所述的基于概率的噪声估计与门限判决方法中，还包括对最大概率幅度值μ和对应的概率f(μ)进行修正，步骤为：

令正态分布概率函数式中x＝μ，

还包括：a信号尝试不同的泰勒展开式系数构造平滑曲线；

b展开后的函数与原函数求方差，得到最优泰勒展开式系数；

c泰勒展开后函数微分，求得概率密度函数的波谷值，并以此波谷值为界限分成不同的信号段；