基于二次灰度形态学滤波的跳频信号盲检测

短波复杂电磁环境增加了跳频检测难度,现有图像处理类盲检测法大都需要先预设门限进行二值化,但理想门限较为困难且二值图像忽略了跳频的灰度形态特征,因此针对灰度时频图运用形态学滤波,给出了基于二次灰度形态学滤波的检测算法。首先对时频图频率分量进行灰度形态学滤波,滤除大部分尖锐噪声分量和扫频干扰信号;然后将频率分量去均值,降低定频干扰信号的灰度级,同时保留跳频形态特征;最后对时频图时间分量进行改进顶帽变换,提取跳频信号的二值时频图完成检测。仿真表明,算法能有效克服噪声和干扰信号影响,在大于-10dB时提取较为完整的跳频图案,且算法简单、易于工程实现,为短波跳频信号的盲检测提供了一个新的解决方案。     

改进对称共生矩阵的跳频信号盲提取方法

针对短波跳频信号盲检测中的去背景噪声和定频干扰问题,结合信号时频分析与共生矩阵阈值法,提出了一种基于噪声稀疏对称共生矩阵的跳频提取算法.首先对共生矩阵改进,定义了频率、时间方向上的噪声稀疏对称共生矩阵.然后根据频率稀疏共生矩阵估计背景噪声阈值,进而根据阈值从时间稀疏共生矩阵中提取跳频信号.仿真表明,该算法能实现低信噪比下跳频信号的盲提取,背景噪声阈值估计更为准确、稳定,跳频信号的提取效果好,且算法简单、运算量小,易于工程实现.     

一种基于图像分割和模板匹配的短波跳频信号盲检测算法

提出了一种基于图像分割和模板匹配的短波跳频信号盲检测算法。该算法将实际跳频信号的STFT（Short Time Fourier Transform）时频谱图当做一幅图像,利用图像分割手段分离背景噪声,并通过模板匹配来实现跳频信号的检测。实验结果表明该算法能够有效克服实际短波信道中复杂的背景噪声,计算复杂度低,易于工程实现。     

一种基于形态学预处理的时频检测算法

为克服短波信道中噪声和干扰对跳频检测的不利影响,对其时频分布特征进行分析,提出了一种把时频图作为二维图像进行形态学预处理的时频检测新算法。并采用复合信息熵进行了性能评估和仿真分析。仿真结果表明,在复杂的短波信道环境下,算法能有效抑制噪声和干扰信号,实现对跳频信号的检测。     

基于Matlab的短波差分跳频通信仿真设计与实现

差分跳频通信系统作为一种全新概念的通信系统,已成为当前短波保密通信的一个重要发展方向。鉴于此,在对短波差分跳频通信机理研究基础上,通过建立基于m序列的G函数、G-1函数设计方案及加窗FFT检测设计方案,实现了基于Matlab的短波差分跳频通信通信过程仿真。仿真结果表明,该通信过程仿真可有效实现差分跳频通信系统的信号生成、检测及接收仿真功能,验证了设计方案的正确性。可为短波差分跳频通信技术的发展提供理论借鉴及测试环境.     

一种改进的跳频信号时频分析方法

利用正交匹配追踪的稀疏表示算法进行跳频信号时频分析时,性能受到傅里叶基矩阵长度和稀疏度未知的限制。针对此问题,结合跳频信号特点对稀疏表示算法加以改进:将跳频信号分段,对每段信号进行傅里叶变换并进行门限检测,得到频率预估计值和信号稀疏度;利用频率预估计值构造频率细化子傅里叶基矩阵;基于正交匹配追踪算法得时频谱图。在运算量相同的情况下,改进方法比直接采用正交匹配追踪算法可获得更高精度的时频谱。     

一种基于ARMA模型的欠定混合快速跳频信号参数盲估计算法

针对欠定情况下的快速跳频信号的参数估计问题,在基于自回归滑动平均(ARMA)模型的跳变点检测方法的基础上,提出了一种改进的快速跳频信号参数盲估计算法. 通过跳周期修正ARMA模型预测点和傅里叶变换分别得到准确的跳变时刻和载频估计,从而实现快速跳频信号的参数估计. 实验结果表明,该算法在欠定条件下,当信噪比大于10 dB时,相对现有算法跳变点检测准确率增加了5倍左右,检测准确的概率可以达到90%以上.     

基于独立分量分析的混叠跳频信号分离算法

为解决混叠跳频信号的分离问题,在深入研究独立分量分析（ICA：Independent Component Analysis）理论基础上,结合跳频通信的特点,提出了基于独立分量分析的混叠跳频信号分离算法,实现了对混叠跳频信号的盲分离。该算法将基于负熵最大化的FastlCA算法应用到混叠跳频信号分离中。通过仿真实验表明,该算法能成功地排除乘性噪声干扰,完成对混叠跳频信号的分离。虽然分离信号的幅度、相位等参数较源信号发生了变化,但并不影响后续工作。这一过程在未知任何先验参数的条件下完成,并取得了较好的分离效果,为跳频通信信号的分离工作提供了新思路。     

高分辨率差分跳频信号频率检测

差分跳频(DFH)是一种新的高速短波通信体制，它利用相邻跳变频率的变化，而不是载频本身，来携带信息。跳变频率检测是实现DFH的关键技术之一。鉴于现代谱估计中MUSIC(MUltiple SIgnal Classification)算法具有高频率分辨率且对信号的初相位依赖性小的特点，本文首次将MUSIC算法用于DFH信号的频率检测，并对算法的性能和运算复杂度进行了讨论，最后给出了仿真结果。     

基于PCI接口的卫星跳频信号接收处理卡的设计

根据卫星跳频信号盲接收信号处理卡设计工作的成果,给出了一种基于PCI接口的卫星跳频信号处理卡的设计方案,并对该卡设计中涉及的硬件的模块化设计以及可重配置性等若干问题进行了较深入的讨论。测试表明该卡具有较好的性能,实现了对跳速较高的跳频信号的盲参量提取和实时解跳解调,并且可以广泛的应用在短波及卫星等大多数应用场合对处理能力的要求。     

基于时频特征的卷积神经网络跳频调制识别

针对人工设计特征表征能力不足,提取难度大的问题,提出基于卷积神经网络（CNN）的跳频信号调制方式识别系统. 该系统通过训练学习跳频信号时频图特征,将调制方式识别问题转化为图像识别问题. 采用组合时频变换方法对跳频信号进行时频变换得到二维时频图;经过自适应维纳滤波算法滤除背景噪声,提高系统抗噪性;采用连通域检测和双线性插值算法提取跳频信号每跳时频图,对时频图大小进行重置调整;将已处理的时频图输入到设计的11层卷积神经网络中进行训练学习,通过在输出层增加Softmax分类器,实现跳频调制方式分类识别. 仿真结果表明,该系统在信噪比为–4 dB条件下,对跳频信号BPSK、QPSK、8PSK、SDPSK、QASK、16QAM、32QAM和GMSK共8种调制方式的平均识别率达到92.54%.     

基于聚类的跳频信号分选

为了对跳频信号进行分选,主要研究了聚类算法. 首先对KHM算法进行改进,得到了对随机初始化中心不敏感的聚类算法,然后利用已有的聚类有效性评价函数获得最佳聚类数的范围,并提出了在此范围内寻找最佳聚类数的算法. 结合改进的KHM算法和聚类个数估计方法,利用信号持续时间、方位信息和功率,对跳频信号进行分选,实验表明,该算法能正确地分选出跳频信号.     

短波复杂信道下跳频信号的参数估计

提出一种可以有效克服短波复杂信道环境影响的高精度跳频信号参数估计方法。首先使用短时傅里叶变换（STFT）做信号的时频谱图,并通过图像处理方法对谱图进行预处理;然后提取谱图的时频脊线,用形态学平滑消除时频脊线的畸变,通过一阶差分获得跳变位置;结合信号的时域信息精确估计跳变点位置,完成信号整体跳变定时;最后在信号整体跳变定时的基础上,对信号逐跳进行定时调整和精确测频。实验结果表明该方法切实有效,计算量小,参数估计精度高。     

一种自适应跳频中的干扰检测算法

为提高跳频通信系统的可靠性和稳定性,根据线性数字调制信号的特点,对信号进行非线性变换,应用变换后信号的功率谱密度中所包含的信号特征信息,提出了一种适合于自适应跳频的干扰检测算法。该算法基于贝叶斯决策理论,属于盲信干(信噪)比检测。仿真结果表明,该算法满足跳频通信系统的要求。     

一种基于边缘检测的跳频检测算法研究

提出了一种新的基于边缘检测的跳频检测方法,该方法把实际跳频信号的STFT(ShortTime Fourier Transform)时频谱图看作一幅图像,并根据实际信号特点为图像的边缘提取选择检测算子。检测实验结果表明此算法能够有效地去除跳频信号复杂的背景噪声和定频干扰,提高了跳频检测系统的鲁棒性。     

结合跳频的二重频率分集四相差分移相组合编码调制

提出了一种适于在短波电离层反射信道上传输数据信号的新方案－结合跳频的二重频率分集四相差分移相组合编码体制。针对短波信道的特点，采用组合编码、跳频和频率分集技术构造出这种编码解释了这种编码体制抗击短波电离层反射信道上存在的多径时延引起的码间串扰和减小衰落对信号影响的原理。     

基于时频分析与形态学滤波的跳频参数估计

针对跳频信号侦察中的参数估计问题,在对跳频信号进行平滑伪Wigner-Ville分布（SPWVD）处理的基础上,提出了一种基于数学形态学滤波的跳频参数估计方法.该方法首先对跳频信号的SPWVD时频图进行阈值分割,转化为二值图;通过形态学滤波和细化提取时频脊线,从而估计跳频信号参数.仿真结果表明：与直接利用SPWVD变换后峰值提取脊线的方法相比,该方法具有更高的估计精度.     

一种跳频信号网台分选方法

跳频信号的网台分选是电子战领域的一个传统难题。该文提出了一种跳频信号网台分选方法,首先采用独立分量分析算法FastICA初步分离混合信号,再利用短时傅立叶变换和图像处理技术对信号进行进一步处理,使之达到完全分离,最后估计出各电台跳频信号的跳周期、跳变时刻、跳变时间和跳频频率等参数,实现跳频信号网台分选。采用该方法对实际采集到的由两个跳频电台混合的信号进行仿真,结果表明,跳频信号网台分选效果良好,且快速可靠有效。     

基于压缩采样的宽带跳频信号盲检测算法

为了在非协作情况下,达到对宽带跳频信号进行实时检测的目的,提出一种基于压缩采样值数字特征的盲检测算法.首先分析了不同先验假设条件下压缩采样值的期望和方差,然后讨论了利用这些不同数字特征对高斯白噪声中的跳频信号进行检测的方法.仿真结果显示,该算法能在Eb/N0大于8dB时对高斯白噪声中的跳频信号进行有效的检测.该算法相对于传统基于奈奎斯特采样值的检测算法,运算复杂度低,实时性较好.     

非重构压缩样值跳频信号时频联合估计算法

针对宽带跳频信号的参数进行精确快速的估计,提出一种非重构压缩样值跳频信号时频联合估计算法。首先在非重构原始信号的前提下,通过研究信号的压缩数字特征,发现信号频率发生改变的位置,然后对该位置所在的数据段进行重构得到其频域系数,即可达到估计跳频频率、跳频周期以及跳频跳变时刻的目的。仿真结果表明,当信噪比为10d B,压缩比为1/4时,该算法估计出跳频信号的跳变时刻与Wigner算法达到相同误差条件下,所需处理的采样点个数为Wigner算法的1/4;比完全重构信号后估计算法误差小,所需重构的采样点个数为完全重构的1/4。该算法相对于传统的时频特征算法和基于压缩感知的完全重构估计算法,运算复杂度低,实时性较好。