基于互信息的多阈值系统中随机谐振现象研究

基于互信息讨论了四种典型噪声下多阈值系统中的随机谐振现象。当输入信号在阈上时,互信息随着噪声的增强而单调递减,噪声总是恶化系统的性能;而当输入信号在阈下时,互信息随着噪声的增强先递增然后再递减,适量噪声能改善多阈值系统的性能,随机谐振现象存在。随着阈值系统阈值的增大,随机谐振功效降低,最佳噪声强度逐渐增大。文中结果说明了多阈值系统中基于互信息的随机谐振现象存在,且随机谐振对噪声具有一定的鲁棒性,拓广了随机谐振在多元信号与信息处理中的应用。

多阈值系统中的阈上随机共振研究

以互信息为测度,通过模型建立与数值计算,发现在一定强度的加性噪声和乘性噪声共同作用下,多阈值系统中出现了阈上随机共振现象。提高阈值与增加阈值单元数都可以让系统更易于出现该现象,然而阈值的提高会减弱系统中信息传输的效果。在噪声强度较弱时,提高阈值单元输出元数可以增强系统中信息传输的效果,但过高的输出元数会使系统中的阈上随机共振现象消失,并且使互信息的值趋于饱和。

阈值阵列系统中TCM编译码的随机共振现象

为了进一步降低网格编码调制(TCM)信号在接收端的误码率(BER),提高TCM码的译码性能。采用了一种离散的多阈值阵列系统与维特比译码器相结合的系统。并经过理论推导出阈值阵列系统输出端信号和TCM编码信号之间的互信息;同时通过仿真实验,分析了误码率的变化情况;并对两种不同测度下的变化情况进行了对比。理论分析表明,在适当噪声条件下,使信号无损传输到译码端;仿真实验也表明,在适当的噪声强度阈值阵列单元数量和噪声强度条件下,误码率会得到大幅度的降低。对比两种测度下的随机共振现象(SR),发现随机共振的存在性与测度有关。理论分析和仿真实验都表明,在该系统中适当的噪声能够显著提高互信息,降低误码率;随着阈值单元数的增加,这种效果也越发明显。

一类非线性神经网络系统的超阈值随机共振现象

超阈值随机共振可用来解释一些生物现象.本文对一类非线性多阈值神经网络模型的超阈值随机共振现象进行了探讨.首先推导出了系统输出互信息的表达式,然后分析了系统参数及噪声对互信息量的影响.通过数值计算发现,在阈值系统的信息传递过程中,根据乘性噪声和加性噪声对系统信息传递影响的不同,对系统的阈值进行恰当选取是至关重要的.此外,还发现系统的阈值单元数目越多,超阈值随机共振现象就越容易出现.

语音信号传输过程中的阈上随机共振现象

对利用阈上随机共振现象来改善语音信号的传输进行了研究。在理论上,选取输入输出互相关系数作为测度,用拉普拉斯信号模拟语音信号,研究了拉普拉斯信号在多阈值系统中受到加性高斯噪声和乘性高斯噪声作用下的阈上随机共振现象。在实际应用中,同样选取输入输出互相关系数作为测度,用真实的语音信号作为输入信号,在受到加性高斯噪声和乘性高斯噪声共同作用下的多阈值系统中进行仿真。理论研究结果表明,在受加性噪声和乘性噪声共同作用情况下的多阈值系统中,当噪声强度在一定范围内变化时,该系统中出现了阈上随机共振现象。仿真结果表明,语音信号在上述系统中传输时,也发生了阈上随机共振现象,即验证了利用阈上随机共振可以改善语音信号的传输。