仪器仪表学报

作者：罗忠涛，刘宇桐

单位：罗忠涛,重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065,luozt@cqupt.edu.cn,刘宇桐,重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065,

关键词：色噪声;白化处理;FIR滤波器设计;线性相位;目标检测

基金：重庆市自然科学基金面上项目（CSTB2024NSCQ-MSX0396）、重庆市教委科学技术研究项目（KJQN202300633）资助

电子电气等领域数据普遍考虑高斯白噪声，此假设下设计的最佳系统在色噪声环境中性能下降严重，故需采用适当的噪声白化处理方法。基于随机信号白化滤波理论，提出了一种线性相位有限脉冲响应（FIR）滤波器自适应设计方法，以实现稳定便捷的色噪声白化处理。首先，简要总结了现有主流的白化滤波方法，将其分为基于正交基或变换域两类。然后考虑基于正交基的协方差矩阵白化原理，分析其关键白化矩阵具有Toeplitz结构和Hermitian性质。因为该矩阵元素具有收敛性，推导表明其行或列向量均具有近似白化功能。进一步地，利用近似白化向量的收敛性，设置合适阈值对其截短，从而自动确定滤波器长度。所设计滤波器被称为近似白化横向滤波器（AWTF），是一类线性相位FIR滤波器，可直接基于噪声样本进行自适应设计，具有绝对稳定、结构简单、无相位失真和运算量较低等优点。此外，讨论白化滤波后的信号检测问题，给出基于广义匹配滤波的信号检测方案。实验仿真基于自回归模型的色噪声，验证了近似白化向量的收敛性，表明AWTF能有效噪声白化，结合广义匹配滤波所得误码率与传统最优方法基本相同。最后，分析了AWTF应用于天波雷达系统，实测数据处理实验表明射频干扰符合噪声假设，且AWTF能够有效抑制射频干扰。

来源：2025年第11期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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