时频低碰撞区跳频序列理论界的研究

在实际的通信系统中,跳频信号除存在传输延时外,还有可能发生频率偏移。研究具有时频二维低碰撞区的跳频序列具有重要的应用价值。跳频序列的二维周期汉明自相关函数和互相关函数满足的理论界是判断跳频序列和跳频序列集好坏的标准。给出了由跳频序列的时频二维移位汉明相关值、频隙个数、序列的长度、序列的个数构成的理论界。     

跳频信号的自适应谱图分析

基于跳频信号的多分量模型,分析了谱图(Spectrogram)和维格纳分布交叉项特点,提出了自适应谱图的跳频信号时频分析方法.该方法利用最大相关准则,自适应地变化窗函数长度,匹配跳频信号的局域化属性,进而获得较好的时频分辨率.算法性能与平滑伪维格纳分布(SPWVD:Smoothed Pseudo Wigner-Ville Distribution)进行了比较,通过理论研究和仿真分析表明,自适应谱图方法能够反映跳频信号的时频特征,改善了跳频信号的谱图分辨率,提高了参数的估计精度,具有很强的鲁棒性.     

基于组合时频分布的跳频信号分析

针对常用的非线性时频分析方法不能较好地抑制交叉项干扰的问题,文中提出一种新的跳频信号时频分析方法。将组合时频分布TF方法用于跳频信号分析,提出了跳频信号持续时间、跳变时刻和跳频频率盲提取的改进算法,通过计算机仿真验证了该方法的有效性。     

基于T-SBL的多跳频信号参数估计

针对多跳频信号参数估计问题,利用跳频信号频率在时频域上的稀疏性,在块稀疏贝叶斯学习(b SBL)的基础上,提出了一种T-SBL稀疏学习算法,通过重构后信号的时频图完成跳频信号的跳周期、中心时刻、跳时刻等参数的估计.首先将接收信号进行重叠分割得到观测矩阵;然后根据跳频信号时频域的稀疏性建立信号的多测量(MMV)稀疏模型,在块稀疏贝叶斯学习算法的基础上将多测量模型转化为单测量(SMV)模型;最后通过重构后信号的清晰时频图进行参数的快速估计.为了进一步提高低信噪比下的估计性能,采用形态学滤波的方法对获得的时频图进行修正.理论分析和仿真实验表明了该算法的有效性和良好的估计性能.     

基于时频分析的跳频盲抗干扰技术研究

盲抗干扰技术是一种利用盲源分离技术应对不可预知干扰的方法。在分析跳频盲分离抗干扰的技术文献的基础上,研究了基于时频分析的跳频盲分离抗干扰技术的性能。仿真结果表明,基于时频分析的盲抗干扰技术具有较好的抗非平稳干扰信号性能。     

欠定条件下自适应信噪比的多跳频信号网台分选方法

针对欠定条件下多跳频信号的网台分选问题,利用跳频信号在时频域上的稀疏性,采用了跳频源信号的时频单源点的时频比来估计混合矩阵,在计算时频比矩阵时采用快速全局均值聚类,进而利用子空间投影法与信源相对功率偏差相结合的方法进行欠定条件下的网台分选,同时为了提高在低信噪比条件下分选的效果,在寻找跳频源信号时频单源点时,采用了自适应信噪比的时频支撑点阈值设定方法。理论分析和仿真实验表明了该算法的有效性。     

欠定条件下一种自适应信噪比的多跳频信号网台分选方法

针对欠定条件下多跳频信号的网台分选问题,该文利用跳频信号在时频域上的稀疏性,采用了跳频源信号的时频单源点的时频比来估计混合矩阵,在计算时频比矩阵时采用快速全局 均值聚类,进而利用子空间投影法与信源相对功率偏差相结合的方法进行欠定条件下的网台分选,同时为了提高在低信噪比条件下分选的效果,在寻找跳频源信号时频单源点时,采用了自适应信噪比的时频支撑点阈值设定方法。理论分析和仿真实验表明了该算法的有效性。     

跳频序列的时频二维汉明相关理论界

在高速移动环境中,传输时延和频率偏移是影响跳频信号的2大因素.因此,研究在传输时延和频率偏移同时存在下的时频二维跳频序列具有重大实用价值.时频二维汉明相关函数满足的理论界是判定跳频序列性能优劣的重要准则.因此,对时频二维汉明相关函数进行了研究,并给出了关于时频二维汉明相关函数、序列个数、频隙个数、序列长度和频移范围的新理论界,证明了刘元慧的理论界以及Peng-Fan界为新理论界的特殊情况.     

一种基于阵列信号处理的跳频信号盲检测方法

提出一种适用于多天线系统的跳频信号盲检测方法.先用该方法求出多路信号之间的互相关函数的功率谱密度之和,得到随时间改变的功率谱密度矩阵,然后通过对该矩阵的处理产生跳频信号的时频图,将跳频信号的各跳从时频图中分割出来并得到其各个hop的参数集.现场测试表明：该方法切实有效,大大提高了信噪比,改善了整体性能.     

复杂电磁环境下多跳频信号盲检测

为了在复杂电磁环境中实现多跳频信号盲检测,提出一种基于时频图连通域特征的多跳频信号检测算法.首先利用短时傅里叶变换与wigner-ville分布(STFTWVD)组合时频方法完成时频变换,保证时频图的时频分辨率和交叉项抑制,并利用自适应二维维纳滤波去除背景噪声,提高算法抗噪性能;然后采用自适应阈值二值化算法对时频图二值化处理并进行8邻域连通域标记,提取每个连通域的特征组成分类特征集;最后利用改进的K均值聚类算法完成特征集分类,根据分类集统计结果和检测条件实现跳频信号检测.仿真结果表明:本文算法能够有效克服定频干扰、突发干扰和扫频干扰;在低信噪比条件下,算法聚类稳定性较好,跳频检测成功率较高.     

基于S方法熵测度优化的跳频信号参数估计

提出一种S方法结合熵测度优化进行跳频信号参数估计的新方法.该方法在获取信号优化时频分布的基础上,基于时频平面设计参数估计算法,可以在不需要任何先验知识的情况下,估计出跳频周期、跳变时刻和跳频频率等参数.另外,在高斯噪声环境下对分析结果进行了仿真.结果表明,该方法对跳频信号的参数估计优于其他时频分析方法,减小了参数估计的偏差和估计方差,而且优化过程的复杂性也有所降低.     

有色噪声背景下的水声跳频信号参数估计

针对现有跳频信号参数估计方法未考虑有色噪声的影响,且估计精度与速度难以兼得的问题,提出了一种有色噪声背景下的水声跳频信号参数估计方法.该方法首先根据水声信号有色噪声背景的特点,对有色噪声进行白化处理;然后,在详细推导分析跳频信号短时傅里叶变换时频脊线的特征的基础上,给出了跳频信号跳周期和起跳时间的估计方法;最后,基于估计得到的跳周期和起跳时间,进一步估计跳频频率.理论分析和仿真结果表明,该方法计算量小,工程实用性强,在有色噪声背景下可以实现跳频信号参数的快速稳健估计.     

无线通信抗干扰新法——实时跳速自适应跳频技术

跳频通信技术是扩频通信的一个重要组成部分,也是通信抗干扰的重要手段之一。自适应跳频技术是近年来发展的一项新技术,此项通信技术在抗干扰应用领域是个新的发展方向,其主要包括数据速率自适应跳频、频率自适应跳频、功率自适应跳频、跳速自适应跳频等。本文研究实时跳速自适应跳频技术。     

基于笛卡尔积构造时频二维部分周期低碰撞区跳频序列集

为了控制跳频通信系统中时延和多普勒频移引起的信号传输错误,提出序列时频移位不等价概念和基于笛卡尔积数学理论构造长度更长、数量更多的时频二维部分周期低碰撞区跳频序列集的方法.通过定义频域非周期移位时频二维部分周期Hamming相关函数对得到的笛卡尔积跳频序列集进行了分析.给出具有时频移位不等价性质的一类Cai跳频序列集并...     

基于酉ESPRIT的跳频信号DOA估计

为了利用跳频信号的空域信息辅助同步跳频信号的网台分选,提出了一种基于STFD酉ESPRIT的跳频信号DOA估计算法。首先用WVDSPWVD组合时频分析方法对接收数据进行时频变换,然后提取出跳频信号的有效跳(hop),并对其建立空时频矩阵(STFD),最后利用酉ESPRIT算法进行跳频信号DOA估计。该方法通过酉变换将ESPRIT算法的协方差矩阵从复数域转化到实数域,降低了计算量,而且酉ESPRIT算法利用了数据的共轭信息使数据长度等价增加了一倍,提高了估计精度。仿真结果表明文中算法在信噪比大于2dB时,DOA估计性能优于ESPRIT算法。     

一种基于独立分量分析的变速跳频信号盲分离方法

针对当前跳频信号盲分离算法计算量大,精确度不高的问题,结合变速跳频信号采用不断加快的跳速和“跳速多变”的策略,提出了一种利用信源间的独立性解决变速跳频信号盲分离问题的方法。同时,采用负熵最大化寻优算法加快了传统独立分量分离算法运算速度。通过仿真实验与处理实际数据结果表明：与其他方法相比,该方法在不需要任何先验信息的条件下,可以在低信噪比的情况下较好地分离出各个变速跳频信号,同时能够精确恢复出变速跳频信号的跳频图案,在20 dB信噪比的情况下,分离后相似系数可以达到99%。该研究为变速跳频信号盲分离问题提供一个新的解决途径。     

基于稀疏贝叶斯重构的多跳频信号参数估计

针对宽带条件下多跳频信号的参数估计问题,利用多跳频信号在空间频率域上的稀疏性,提出了基于稀疏贝叶斯重构的空间频率估计方法.通过重构信号获得信号瞬时频率估计,在此基础上完成了波达方向信息估计.为了提高低信噪比条件下参数的估计性能,采用形态学滤波的方法对得到的时频图进行修正,在修正的时频图上完成了信号频率集和跳周期的精准估计.仿真实验表明:该算法在信噪比低于0dB的情况下仍能够取得良好的估计性能.     

基于熵测度和SQP方法的跳频信号时频表示

提出了一种基于三阶Renyi熵测度的双向高斯核函数,分析了核参数与熵测度的变化规律,并利用逐步二次规划法对其进行优化.与信号相关径向高斯核函数时频分布相比,该方法不需要任何先验假定,能够有效反映交叉项在时频分布中的大小,获取优化的时频表示,从而提高了跳频信号的参数估计精度,同时可以适应低信噪比环境.仿真结果验证了基于熵测度优化时频表示法分析跳频信号的有效性和实用性.     

基于VMD和HSA的水声跳频信号时频分析方法

针对水声通信中低信噪比条件下的水声跳频信号检测和参数估计问题,提出了一种新的基于变分模态分解(VMD)和希尔伯特谱分析(HSA)相结合的水声跳频信号时频分析方法。VMD是一种新开发的自适应信号分解技术,可以完全不递归地将多分量的信号分解成许多准正交的固有模式函数。首先重点分析了VMD算法,然后简单介绍了HSA方法,最后将VMD和HSA相结合的方法应用于水声跳频信号分析。利用数值模拟的水声跳频信号进行实验仿真,结果表明本文的方法可以获得高清晰度、高聚集性的时频图。     

一种跳频信号跳周期联合估计算法

针对通信对抗中的实际应用,给出了一种联合算法估计跳频信号跳周期,与传统跳周期估计方法不同,该方法通过对信号进行谱图重排变换,然后提取时频脊线并对其进行小波变换,精确定位跳变时刻,最后得到跳周期的准确估计。仿真结果表明,该方法具有较好的抗噪性能,在信噪比大于-1db时能得到准确的参数估计。