基于拟合优度检测的子带频谱检测算法

根据雷达对抗侦察接收信号的特点,设计了基于动态非均匀信道化滤波的接收结构.重点研究了其中的频谱感知环节,提出了基于拟合优度检测的子带频谱检测算法.该算法首先假设至少含有K个子带不存在信号,再根据能量最小的K个子带输出估计噪声方差,用估计的噪声方差标准化各子带输出,从而将子带频谱检测问题转化为子带拟合优度的检测问题.该算法能够适用于噪声方差未知且无任何信号先验信息情况.理论分析和仿真实验证明了算法的有效性.     

基于子带处理的MPSK符号速率估计

本文针对未知频点短波MPSK信号研究宽带接收条件下的符号速率估计问题。由于宽带数据包括大量窄带信号,一般需利用分析滤波器组进行信道化处理,当信号频点未知且随机分布时,上述处理易造成信号频段被划分到相邻的若干个子信道中,从而产生存在频谱失真的子带信号。本文首先建立MPSK子带信号模型,通过理论分析指出可将信号频谱失真视为码元成型函数的改变,在此基础上提出一种新的基于子带信号复包络的波特率估计算法,并进行估计无偏性证明,最后给出不同频谱损失度及信噪比（SNR）下的参数估计性能仿真分析。仿真表明采用30%频谱损失的子带信号进行符号速率估计,在加性高斯白噪声（AWGN）背景下SNR提高4dB即可达到无失真情况下的估计精度,同时在CCIR短波中等信道条件下SNR提高约3dB即可达到AWGN背景下的参数估计精度。理论分析及仿真表明该方法可有效可靠应对频谱失真信号的符号速率估计问题。      

基于信号集合势和连续性的认知无线电宽带频谱感知

针对传统感知算法依赖主用户信号与噪声先验信息,以及易受噪声功率估计不确定性影响的缺点,提出了一种基于信号集合势和连续性的宽带频谱感知方案。该方案将宽带频谱感知分为主用户占子带集合势的估计和子带位置判决两步。在两次不同感知结果中利用主用户连续占用子带的特性,有效地实现最终感知性能的提升。理论分析和仿真结果表明,该方案不仅能够解决传统感知方法依赖噪声和主用户信号先验信息的问题,而且对抗噪声功率不确定性具有鲁棒性。特别地,与传统的能量检测频谱感知算法相比,该算法能有效地实现宽带频谱盲感知。     

偶型排列宽带数字信道化接收机

在讨论了一种无混迭无盲区的宽带数字信道化接收机设计方法的基础上,针对偶型排列宽带数字信道化接收机频带两端输出的两个实数信道不能直接用于信号检测的问题。提出了采用希尔伯特（Hilbert）正交变换的方法将两个实数信道变为复数解析信号,改进信道化接收机的结构,保证实数信道与其它复数信道一样进行信号检测和估计,解决了宽带信道化接收机频带两端的频谱利用问题,提高了宽带数字接收机的频谱覆盖宽度。通过仿真实验,验证了提出的算法的有效性。     

基于时频点集特征提取方法的宽带频谱感知

提出了一种基于调制宽带转换系统(MWC)和信号时频点集特征提取的宽带频谱感知方法。首先,利用MWC实现宽带模拟信号的低速率数字采样,对采样序列进行频谱重构得到各子带信号,同时宽带信道被划分为互不重叠的子带;其次,对各子带信号进行时频聚集性分析,提取时频点集特征,完成各子带信号检测,定义宽带感知向量以确定宽带频谱的具体占用情况,实现宽带频谱感知;最后进行仿真实验,结果表明了时频点集特征提取方法的可行性,以及其对噪声的不敏感特性,验证了该宽带频谱感知方法的有效性。     

适于动态信道化接收机的信道检测算法

:针对现有频谱检测算法无法解决不同信道之间的噪声基底差异问题,提出了基于形态学运算的信道检测算法。该算法首先利用形态学运算对信道噪声基底进行估计,并将其减去,消除了复杂噪声背景的影响;然后,采用能量检测算法确定检测门限,实现子带信号的检测。仿真结果表明:该算法能够在噪声起伏较大的背景下完成信道检测和判决,检测概率优于传统能量检测算法。     

基于MWC压缩采样宽带接收机的雷达信号脉内调制识别

针对传统宽带数字接收机在接收宽带雷达信号时产生的跨信道问题,以及低截获概率(LPI)雷达信号脉内调制盲识别问题,该文提出一种基于调制宽带转换器(MWC)离散压缩采样的新型宽带数字接收机结构对宽带雷达信号进行截获和识别。该结构采用伪随机序列将接收信号混频至基带和其他子带内,经低通滤波、降速采样获得基带压缩采样信号,解决了跨信道信号问题;又提出一种基于短时傅里叶变换(STFT)和频谱能量聚焦率检验的识别算法。首先检验STFT频谱带宽并进行调相和调频信号粗识别,然后检验压缩采样信号频谱能量聚焦率并进行具体的信号脉内调制识别。仿真结果证明了该新型接收机结构和该识别算法在低信噪比下的有效性。     

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。      

基于动态信道化的雷达与雷达对抗侦察一体化接收技术

针对雷达接收机和雷达对抗侦察接收机存在的不同特征,提出了基于动态信道化的雷达与雷达对抗侦察一体化接收技术。首先利用余弦调制滤波器组将中频带宽分解为若干子带,再通过频谱感知和子带合并实现非均匀动态信道化,最后利用非均匀动态信道化技术分别接收雷达回波信号和辐射源直达波信号。为了满足一体化接收机的瞬时动态范围、灵敏度、监视带宽以及频率分辨率等性能指标的要求,本文引入一种大M值高阻带衰减原型滤波器设计方法。理论分析和仿真实验验证了该一体化接收技术的有效性。     

基于压缩感知的加权宽带谱重构算法

压缩感知利用宽带无线信号的频域稀疏特性,能够在低于奈奎斯特速率的采样下利用少量观测数据实现宽带频谱估计和空穴检测。但相关频谱压缩感知算法的性能并不理想,为了实现宽带信道的快速准确感知,本文基于宽带信道的时频统计特性,在去噪基追踪算法(BPDN)的基础上提出了一种优化的加权去噪算法(WBPDN)。该算法利用子频段历史平均功率密度水平来构建各子频段权重以优化目标函数,改善算法性能。实验结果表明:该算法能通过少量观测数据准确重构宽带信道的谱估计,且比传统的BPDN和OMP算法具有更好的压缩性能及更小的重构误差;另外加权后的算法收敛速度更快,显著减少了算法所需的运行时间。