MATLAB实现水声信道信号增强：随机共振与分数阶傅立叶变换系统

资 源 简 介

本项目采用MATLAB实现水声信道信号增强系统，利用遗传算法优化的随机共振技术和龙格库塔法进行信号处理。通过分数阶傅立叶变换分析信号质量变化，以功率谱图和分数阶域图谱直观展示信噪比提升效果。

详 情 说 明

水声信道信号增强系统

项目介绍

本项目实现了一种基于随机共振技术与分数阶傅立叶变换的水声信号增强系统。系统通过遗传算法优化随机共振参数，利用龙格库塔法求解随机共振过程，结合分数阶傅立叶变换分析信号时频特性。该系统专门针对水声信道的非线性特性设计，能够有效提升含噪微弱信号的信噪比，增强信号检测性能。

功能特性

• 自适应参数优化：采用遗传算法自动搜索最优共振参数（势阱参数、阻尼系数等）
• 多噪声类型支持：可处理高斯白噪声、色噪声等多种噪声类型
• 信号质量评估：通过功率谱密度图和分数阶傅立叶变换图直观展示增强效果
• 定量分析：提供随机共振前后信噪比对比数值
• 格式兼容：支持.mat和.wav格式的输入信号文件

使用方法

1. 准备输入数据：将水声信道采集的信号保存为.mat或.wav格式
2. 配置参数：设置噪声类型、强度参数和共振系统初始参数范围
3. 运行系统：执行主程序开始信号增强处理
4. 查看结果：系统将输出SNR对比、PSD图、FRFT时频图及最优参数报告

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 信号处理工具箱
• 优化工具箱（用于遗传算法实现）
• 至少4GB内存（处理多通道信号建议8GB以上）

文件说明

主程序文件整合了系统的核心处理流程，包含信号加载与预处理、随机共振参数优化、龙格库塔法数值求解、分数阶傅立叶变换分析以及结果可视化等功能模块，能够完整实现从原始信号输入到增强结果输出的全自动处理链条。