基于多通道数据融合的跳频信号频率跳变时刻估计算法

针对低信噪比条件下宽带高速跳频信号的参数估计问题,提出一种多通道数据融合跳频信号频率跳变时刻估计算法.该算法利用无盲区数字信道化预处理实现宽带跳频信号的全概率、全盲接收,通过数据融合得到一路包含全部频率跳变信息的参考信号,并利用该参考信号进行最大似然估计得到频率跳变时刻精确估计值.给出了所提出跳变时刻估计算法的Cramer-Rao下界并进行实验仿真.理论推导和仿真结果表明:针对一定的输入信噪比,适当选择信道化数和估计时间可实现较高的估计精度.在0dB信噪比条件下,采用16通道数字信道化处理,估计方差小于10-3.     

采用局部特征尺度分解的跳频信号参数盲估计算法

针对现有跳频信号参数盲估计算法存在时间分辨率和频率分辨率矛盾这一问题,提出了一种基于局部特征尺度分解的跳频信号参数估计新算法。该算法将跳频信号迭代地分解成若干个内禀尺度分量并进行降噪处理,然后对其最大瞬时幅度进行小波变换和傅里叶变换即可估计出跳频信号的跳变时刻和跳频周期,最后根据得到的跳变时刻和跳频周期可以进一步估计出跳频频率集。该算法不受时频不确定性的影响,能够在未知先验知识的条件下估计出跳频信号的跳周期、跳变时刻和跳频频率集。最后通过仿真验证了算法的有效性。     

基于广义矩形时频分布的跳频信号参数估计

能够有效地对接收到的跳频信号进行参数估计是干扰跳频通信的重要前提。由于广义矩形时频分布能够在有效抑制交叉干扰项的同时具有好的时频聚集性,提出了一种基于广义矩形时频分布的跳频信号参数盲估计算法。该算法能够在低信噪比条件下估计出跳频信号的跳频周期、跳变时刻和跳频频率。仿真结果表明,与基于平滑伪Wigner-Ville时频分布（SPWVD）估计跳频信号参数的算法进行比较,该算法提高了跳频信号参数估计的准确度和可靠性。     

一种改进的跳频信号参数估计方法

针对在跳频信号跳变时刻和跳变频率估计方面实时性和估计精度无法同时兼顾的问题,提出了一种基于短时傅立叶变换(STFT)和多重信号分类(MUSIC)算法的跳频信号参数估计方法。在建立跳频信号数学模型的基础上,利用STFT选取较大时间窗对整个信号在时域进行粗搜索,生成时频谱图,提取时频脊线从而获得跳变时刻,然后选取较小时间窗在已知跳变时间段利用STFT进行跳变时刻的细估计,并利用MUSIC算法进行频率的精确估计。该方法利用STFT的二次估计,减少了MUSIC搜索范围,从而降低了时间开销。仿真表明该算法的跳变时刻频率估计精度高,实时性能满足参数测量需求。     

采用图像处理的跳频信号参数盲估计

针对短波复杂信道环境下的跳频信号参数估计问题,提出了一种基于图像处理的跳频信号参数盲估计算法。该算法在时频分析的基础上采用灰度共生矩阵提取信号的纹理特征,通过对纹理特征量的分割实现信号与背景噪声的分割,并运用形态学滤波去除二值化后产生的椒盐噪声;然后根据连通区域标记得到的各个信号在时频图中的位置信息来聚类,从而去除定频、突发等干扰信号,分选出跳频信号;最后根据分选出的跳频信号提取其跳频频线并进行修正,估计出跳频信号的跳周期、跳变时刻和跳频频率。仿真实验表明,该算法切实有效,能够在较低的信噪比条件下精确地估计出跳频信号的参数。     

基于贝叶斯稀疏学习的多跳频信号频率跟踪方法

以往的跳频信号参数盲估计方法大多难以适应多个信号同时存在的情况,且需要积累一定数量的样本以后才能从中提取所需要的信息.为了稳定实时地跟踪跳频信号的频率,该文提出一种利用贝叶斯稀疏学习的单/多通道跳频信号频率估计和跳变时刻检测方法来实现多跳频信号频率的实时跟踪.首先建立了多跳频信号的稀疏表示模型,然后介绍了多观测贝叶斯稀疏学习算法及跳变时刻实时检测方法,最后仿真结果验证方法的有效性.     

一种自适应盲分离跳频信号的方法

在跳频扩频通信系统中,由于多个跳频信号在时域重叠,频域跳变,使得非合作接收条件下跳频信号的分离成为通信侦察和对抗中的一个难点问题.本文基于各源信号统计独立这一特性,采用独立分量分析的思想和技术,提出一种适合于跳频信号盲分离的自适应方法,并且针对不同频点上分离信号中出现的次序模糊问题,给出了一种跳频时刻估计算法和信号拼接的算法.理论分析和仿真实验表明,本文提出的方法能够有效地分离出多个跳频信号.     

基于小波变换的跳频信号参数盲估计

本文提出了一种基于小波变换的未知跳频信号参数盲估计方法.该方法利用小波变换在时频域上良好的局部化性质和检测突变点能力,在未知任何先验参数的情况下,能够准确估计出跳频信号的跳变时刻、跳频频率和跳频周期等参数.文中阐述了应用小波变换对跳频信号分析的基本原理,给出了估计跳频信号参数的具体算法步骤,在计算机仿真的基础上对结果进行了性能分析,得到了较为准确的估计结果.     

基于S变换的跳频信号特征参数盲估计

提出了一种基于S变换的未知跳频信号参数盲估计方法。该方法利用S变换良好的时频聚集性,在未知任何先验参数的情况下,能够准确估计出跳频信号的跳频频率、跳变时刻和跳频信号驻留时间等参数。文中阐述了S变换的基本原理,应用S变换对跳频信号进行了分析并与其他时频分析方法作了比较,最后给出了估计跳频信号参数的具体算法步骤,通过计算机仿真得到了较为准确的估计结果,验证了该算法的有效性。     

基于分段压缩和原子范数的跳频信号参数估计

针对压缩域跳频信号参数估计方法需借助测量矩阵寻找压缩采样数据的数字特征,造成运算复杂度高,且存在基不匹配的问题,提出一种压缩域数字特征和原子范数的跳频信号参数估计方法。建立块对角化的测量矩阵,实现信号分段压缩,分析压缩采样数据的数字特征,实现跳变时刻粗估计;分离出未发生频率跳变的信号段,利用原子范数最小化方法实现跳变频率的精确估计;最后依据精确估计的跳变频率,设计原子字典,并在压缩域实现跳变时刻的精确估计。基于该算法的跳变频率估计性能高于基于压缩感知的跳变频率估计,亦能精确估计跳频信号的跳变时刻。仿真结果显示,在信噪比高于-2 dB,压缩比高于0.5时,基于该算法的归一化跳变频率估计误差低于10-4,归一化跳变时刻估计误差低于10-2。     

A SFH spread spectrum synchronization algorithm for databroadcasting

In this paper, a practical slow frequency hopping (SFH) spread spectrum discrete synchronization algorithm suitable for data broadcasting is proposed. This algorithm uses additional sync bits in the binary stream of the slow frequency hopping signals for both initial synchronization and tracking purposes. A complete hop period or a complete time slot in every frame is used to carry these additional sync bits. These sync bits are changed at each frame and are used to control the startup condition of the pseudo-random number (PN) generator. As a result, a robust algorithm with fast synchronization time is obtained. The security measure is enhanced while at the same time using simpler hardware, requiring only one detector. It can also be used in systems with any number of hop channels, whether large or small, and may operate with several broadcasters simultaneously in a cell to improve the spectra usage     

一种基于CORDIC算法的混合跳扩频跟踪同步方法

针对传统反馈环路补偿速度无法跟上目前混合跳扩频通信系统误差变化速度导致同步失败的问题,提出一种基于坐标旋转数字算法(Coordinate Rotation Digital Computer,CORDIC)的跟踪同步方法.该方法将系统载波同步误差和定时同步误差映射到相位上,利用二维旋转的方式对误差进行补偿,并根据二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying,BPSK)调制的性质,确定最佳旋转位和补偿误差,实现系统同步.实验证明,此方法成功让具有跳频速率20000 hop/s、跳频带宽327.52 MHz的混合跳扩频通信系统实现了稳定同步,补偿性能相比于传统补偿技术具有明显优势.     

一种非合作的跳频信号跳同步方法

针对跳频信号侦察中,在非合作条件下进行信号跳同步问题,提出利用跳信号分段频谱比较分析实现跳频信号跳变时刻同步的方法。该方法首先利用短时傅里叶变换和小波变换的方法有效估计跳频信号跳速率参数,在此基础上通过在一个跳周期内取三段信号进行频谱比较,并滑动调整时间参数的方法进行跳同步获取。实验证明该方法不仅可以有效实现跳频的跳同步,同时克服了跳速率估计精度不足的问题,且方法结构简单易于工程实现。     

混合DS／SFH CDMA扩频通信系统中的自适应跳频

文章基于进一步提高跳扩频通信系统的抗干扰性能，提出了在混合直接序列扩频（DS／SFHCDMA）通信系统中实现自适应跳频（AFH）方式，给出了基于优化考虑的自适应跳频地址编码方法，在给出信道仿真参数的前提下，对自适应跳频系统的误码性能进行了分析。结果表明自适应方式优于传统方式。     

GMSK在跳频通信中的应用及其性能分析

本文将ＧＭＳＫ调制引入到跳频通信中,以利用ＧＭＳＫ高频谱效率的特点在跳频通信中实现高速数据传输。首先给出了采用ＧＭＳＫ调制的慢跳频通信系统ＳＦＨ－ＧＭＳＫ原理与实现方法,提出了基本的数学模型。在此基础上,获得了在不同的跳频间隔长度下ＳＦＨ－ＧＭＳＫ信号的频谱图。随后给出了基于Ｖｉｔｅｒｂｉ算法的ＳＦＨ－ＧＭＳＫ信号的非相干解调方案,并通过计算机模拟获得了该解调方案的误码性能。     

Cellular Efficiency with Slow Frequency Hopping: Analysis of the Digital SFH900 Mobile System

The new digital cellular SFH900 mobile system, based on "mixed" slow frequency hopping (SFH) combined with time division, is described in detail. The system includes Viterbi quasi-coherent demodulation of GMSK for which performance measurements in multipath conditions are presented. A concatenated coding scheme that takes full benefit of built-in frequency diversity and interference diversity is introduced. A model for SFH cellular performance evaluation is presented and the quality-versus-capacity tradeoff for SFH900 is given for various frequency reuse patterns. With advanced 16 kbit/s speech coding techniques, and including a 25 percent overhead for management and signaling, the spectrum efficiency of a many-celled SFH900 network is around 3.5 users/cell/MHz, a significant increase in comparison to conventional analog systems. SFH provides intrinsic adaptability to varying traffic conditions and enhanced flexibility for multiservice operation. The SFH900 principles, which have been recently validated through field tests, are very promising for second generation cellular systems.     

MC DS/SFH-CDMA systems for overlay systems

We introduce the slow frequency hopping (SFH) technique to the multicarrier (MC) code-division multiple-access (CDMA) systems for overlay situations. Using lower chip rate, which results in a narrower spectrum for each carrier and hopping the signal in frequency, the MC direct sequence (DS)/SFH system achieves better performance than the MC DS CDMA system in most cases, especially when the bandwidth of the narrowband interference (NBI) is narrower than one subchannel. It also exhibits a stable performance against the variations of the NBI location and bandwidth. When there is no NBI, the two systems perform approximately the same. The evaluation is performed over a frequency selective Rayleigh fading channel, with both Gaussian approximation and Monte Carlo simulation     

强干扰下跳频信号的参数估计

针对通信对抗中跳频信号参数估计问题,考虑存在强干扰的情况下,提出了一种基于时频重心的跳频信号跳周期估计和基于跳频部分接收的跳时估计方法。对于跳周期估计,在短时傅里叶变换(STFT)时频变换的基础上提取信号随时间变化的时频重心,再结合小波变换和谱分析估计出跳频周期;对于跳时估计,采用跳频带宽的部分接收避开强干扰,构造含有跳变信息的参考信号,通过参考信号采用最大似然(ML)方法得到跳时的精确估计。仿真实验表明,算法运算复杂度低,跳频定位精度高,在强定频干扰的情况下仍能有效估计出跳频周期和起跳时刻。