DSSS系统PN码捕获的相关峰优化及自适应门限检测

针对直接扩频系统的PN码捕获问题提出了一种基于恒虚警概率自适应门限算法的改进方案。方案通过将相邻两个符号长度内接收信号的相关峰值及平均能量对应相乘构造出新的统计量,并用随噪声能量及信噪比变化的自适应门限代替原有的固定门限判决统计量,以达到提高系统检测性能的目的。理论分析和仿真结果表明,改进方案较原方案的PN码捕获性能有很大的提高。     

基于约束判决的二次门限检测

该文针对微弱回波信号的检测,在二次门限检测过程中引入约束判决。就约束判决对总虚警概率的改善作用及对总检测概率的影响进行了定量分析,建立了基于约束判决的二次门限检测总虚警概率和总检测概率的数学模型,并对模型的有效性进行了仿真验证。仿真结果表明,将约束判决引入二次门限检测可以保证在总检测概率和总虚警概率满足预定指标的条件下降低对信噪比的要求。     

一种低复杂度的低信噪比非相干直扩信号捕获算法

针对低信噪比非相干直扩信号捕获问题,本文提出一种区域并行块捕获算法.该算法首先对调制数据偏移量所在区域进行并行预估计并舍弃可能含有数据跳变的非有效数据段,然后对各支路有效数据段进行快速傅里叶变换和非相干累加得到各频点的累加检测值,最后对累加检测峰值进行恒虚警判定和抛物插值以实现信号检测和参数的精确估计.理论分析和仿真结果均表明,本文算法能够根据虚警漏警概率、捕获时间和信噪比要求对参数进行优化,在实现快速可靠捕获的同时保持较低的计算复杂度和资源消耗.     

基于平均相关和差分相干累积的微弱GPS C/A码信号精密捕获算法

针对弱信号条件下GPS C/A码捕获问题,提出一种基于平均相关和差分相干累积的码捕获算法。首先,引入相干能量最大值与第二大值的比值作为判决变量,仿真了各种捕获算法的虚警概率得到最佳的判决门限;然后,通过设置的判决门限获得不同多普勒频率偏差及信噪比条件下的检测概率;最后,比较了所提差分相干累积算法、相干非相干累积算法以及非相干累积算法的捕获灵敏度。仿真实验表明,在相同接收数据长度的情况下,采用差分相干累积算法比其他2种算法提高捕获灵敏度约2 dB。     

基于分形盒维数的恒虚警检测方法

利用噪声与授权信号分形盒维数的差异,可以对授权用户是否存在进行检测.但判决门限只是凭借经验进行设定,虚警概率无法进行量化计算.因此提出一种基于分形盒维数的恒虚警门限计算方法.通过实验拟合可知,噪声盒维数的大致服从高斯正态分布,利用恒虚警检测可得到判决门限.仿真结果表明,基于该假设的门限值在检测概率一定的条件下,所得到的虚警概率与设定值相同,提高了感知结果的可信性和算法的可靠性.     

最大输出SINR准则STAP检测器及其性能分析

文中基于最大输出SINR准则构建了STAP检测器,通过对假设检验关系的合理设置,推导出了检验量的统计特性,并得出了虚警概率和检测概率与检测门限的关系,以及在给定虚警概率条件下的判决门限.仿真结果验证了理论分析的正确性,以及该检测器具有良好的检测性能.     

基于恒虚警率的门限判决系数寻优研究

在雷达信号检测系统中,对于一定的检测门限,如果噪声或杂波电平增大一点,虚警率便会大大增加,同时使发现概率降低,这样便降低了雷达系统发现目标的能力,因此在现代雷达信号检测系统中,为了保证一定的发现概率,一般采取恒虚警率(CFAR)处理,在雷达系统进行恒虚警处理时,由于杂波强度可能偏离统计平均值而产生起伏,此时采用理论的门限判决系数将使虚警率大大增加。通过对雷达信号检测恒虚警性能的研究,分析了有限参考单元数对虚警率及发现概率的影响,同时提出一种有效的寻优算法在恒虚警检测中对实际的门限判决系数进行实时的动态寻优,使检测系统始终保持在恒虚警的工作状态中。     

高动态软件接收机自适应门限快速捕获算法

为了解决高动态环境中软件接收机的捕获问题.探讨了信号捕获的原理,针对高动态情况下多普勒频移天的特点,提出采用快速傅里叶变换方法对高动态环境下的卫星导航信号进行捕获.在信号检测上,指出了卫星导航信号的检测其实就是二元假设检验的问题,推导出了在恒虚警概率条件下门限的计算公式,讨论了门限与环境噪声的关系.然后,给出了该算法的方框图并在此基础上对该算法进行Matlab仿真.仿真结果表明,该算法在虚警概率恒定不变的情况下,能够在几十秒内捕获信号,而传统算法的捕获速度通常需十几分钟.     

一种用于GPS信号快速捕获的自适应算法

采用聂孟-皮尔逊准则,以发现概率为性能指标,对基于FFT非相干累加的GPS信号捕获算法的性能进行了详细的理论推导,给出了该种方法的理论性能上界, 提出了一种用于快速捕获的高效自适应算法,并通过系统仿真对理论结果进行了验证.对实际情况中概率分布的合理近似使理论分析过程得以简化,并使判决门限可根据噪声方差及累加次数进行自适应调整的算法可以直接应用于实时GPS接收机的设计.     

脉冲多普勒雷达信号处理机中CFAR检测的仿真研究

CFAR检测器是雷达信号处理机中的重要组成部分。本文对脉冲多普勒雷达信号处理机中的CFAR检测器进行了仿真研究。给出了信号处理机中CFAR检测器的设计方案,对邻近单元平均恒虚警处理中的虚警概率、发现概率和恒虚警处理损失等问题进行了研究。分析了有限的参考单元数对虚警性能的影响,并给出了修正的门限系数。得出了不同参考单元数下的恒虚警损失,及恒虚警损失与相对门限系数之间的关系。得到了一定发现概率下所要求的信号处理机的输入信噪比。研究了信号处理机中其它部分对恒虚警处理性能的影响,如脉冲压缩对虚警率的影响等。     

GNSS接收机信号捕获门限动态设置研究

在捕获的非相干积分环节后合理选取捕获门限的大小,是GNSS接收机信号捕获取得良好接收性能的关键,门限过小容易造成虚警,而过大的门限又容易造成漏警.首先介绍了信号捕获原理,然后通过分析待检测值的概率分布,结合信号的信噪比研究,得出了动态设置捕获门限的方法.     

红外成像系统作用距离的估算

在红外成像系统中,任何虚假和不需要的信号统称为噪声。噪声的存在干扰了有用信号的探测,减少了系统的作用距离。从信号和噪声和统计特性出发。文中详细推导了虚警概率与门限信噪比、探测概率与信噪比的关系,基于此推导了红外成像系统对点源目标的作用距离公式。对面源目标,重新确定了温差的概念,综合考虑目标的面形尺寸、观察等级和探测概率的要求,以MRTD为基准计算作用距离。编制了相应的软件,可以快速计算出不同探测概率下的作用距离。最后给出了计算实例。     

基于单光子计数激光雷达的Bayesian检测研究

在单光子计数激光雷达检测领域,目前的检测方法在低信噪比情况下虚警概率会增加,同时也无法适应噪声变化的问题。针对这些问题,提出了一种基于Bayesian的检测方法,该方法首先通过雷达方程估计回波信号光子数的范围,将其作为先验信息,而后结合二项分布建立了累计概率模型,基于Bayesian判决准则计算得到检测阈值,此阈值能够在检测概率与虚警概率中间择其平衡。这种方法不仅克服了低信噪比检测困难的情况,还减少了先验信息的获取难度。实验结果表明,对比固定阈值其虚警概率降低了10倍。对比“恒虚警”其检测概率提高了约20。验证了方法具有良好的检测效果,具备一定的可操作性。     

Reducing the effects of the noise uncertainty in energy detectors for cognitive radio networks

Because of its ease of implementation and minimum requirements about the primary signals' information, energy detection is broadly considered for signal detection in spectrum sensing algorithms. However, the noise uncertainty phenomenon, caused by the random variations in the noise power, degrades the performance of an energy detector, particularly when the signal‐to‐noise ratio (SNR) is low. In this work, we propose to reduce the negative effects of the noise uncertainty in the performance of an energy detector by dynamically adapting its detection threshold to the noise conditions experienced at each sensing epoch. The noise power is estimated from the received signal samples using an algorithm based on a high‐pass filters bank and median filtering. With our proposal, it is possible to maintain a constant and low false alarm rate in the presence of noise uncertainty, without increasing the probability of misdetection, even in the low SNR regime, and without increasing the number of samples considered for spectrum sensing. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于压缩感知的步进频雷达目标检测算法

为了解决压缩感知步进频雷达在低信噪比下的目标检测问题,结合传统雷达的恒虚警检测和压缩感知雷达重构思想,建立基于压缩感知的步进频雷达的目标检测模型,利用复近似消息传递消息的特性,提出了一种基于多脉冲的重构算法,并结合恒虚警检测实现了低信噪比下的压缩感知步进频雷达目标检测。仿真结果表明：文中所提的方法提高了检测概率,改善了目标检测性能。     

复高斯白噪声背景下贝叶斯检测前跟踪的检测阈值设置方法

 在Neyman-Pearson准则下,对于贝叶斯检测前跟踪算法,为了能够按照系统要求的虚警概率实时地设置检测阈值,该文在观测噪声为复高斯白噪声的情况下推导得到了检测阈值的近似闭式解。对于贝叶斯检测前跟踪算法,该文从似然比检测形式入手,推导了检测统计量的表达式,得到了系统虚警概率同检测阈值之间的关系,并在观测噪声为复高斯白噪声的情况下给出了检测阈值的近似闭式解。计算机仿真实验表明,利用该检测阈值的近似闭式解,可以按照系统要求的虚警概率实时地计算检测阈值,从而使得实际系统的虚警概率满足要求。     

相关高斯噪声自适应非参量检测器

本文讨论了相关高斯噪声自适应非参量检测器。当输入噪声的采样满足独立、同分布(IID)条件时,不管分布是什么形式,非参量检测器均能保持虚警概率恒定(CFAR)。但是,许多类噪声并不能保持IID条件,检测器也就无法保持CFAR。本文提出一种简单、可行的自适应非参量检测器,能自动调节门限,使虚警概率(Pfa)趋于恒定。这种方法的关键在于用递归滤波器的输出值来测量噪声的相关系数(Pd),并由此改变秩值检测器的检测单元的权,使其Pfa趋于恒定。从而使在一定信噪比条件下发现概率(Pd)也趋于恒定。本文给出检测单元加权的非参量检测器的检测性能和渐近性能,然后还给出自适应非参量检测器的近似计算方法和计算机模拟结果。     

低信噪比下突发通信的同步检测

针对低信噪比下突发通信系统的同步检测问题,提出了一种利用接收信号平均信噪比和瞬时信噪比设置动态检测门限的同步方法,实现了信号检测门限的设置与信号脉冲出现时刻噪声能量的自适应匹配,提高了低信噪比下同步检测概率。计算机仿真表明在同步序列长度为63时,信号的有效检测工作信噪比可以降低到-5 dB。该方法适合于低信噪比下运动平台间的突发通信系统。