窄带跳频信号的无模糊时差估计算法

针对跳频信号的高精度时差估计问题,分析了跳频信号相关函数的模糊特性,提出了基于多跳相干积累的跳频信号时差估计方法.多跳相关函数中存在周期副峰,将导致时差估计出现周期模糊,提出了两种消除模糊的方法——单跳时差平均法与相关函数包络拟合法.两种方法获得的时差粗值可以确定在相关主峰附近小范围精确搜索的搜索区间,在此区间内进行时差估计可以消除周期模糊.单跳时差平均法通过对单跳时差估计进行非相干平均获得时差粗值.相关函数包络拟合法通过搜索到的多个周期峰值,进行包络拟合获得时差粗值.仿真表明,两种算法性能明显优于常规的互模糊函数法,均能降低无模糊时差估计对相关输出信噪比的要求,提高无模糊时差估计所要求的频率间隔.相关函数包络拟合法性能更优,但运算量更大.     

跳频信号互模糊函数相参积累时差和速度差估计方法

在运动多站定位场景下，宽带跳频通信信号的载频跳变会产生变化的多普勒频移，因此无法直接利用跳频信号的多个不同脉冲估计多普勒频率差，若仅估计单个跳频脉冲的时频差，则精度低而无法满足定位要求。针对此问题，提出了一种基于互模糊函数相参积累的宽带跳频信号时差和多普勒速度差估计方法。首先将宽带跳频信号的多普勒效应差建模为多普勒速度差，从而无需对多普勒频差进行估计，避免载频跳变对多普勒效应差估计造成影响，并建立了时变时差的时差和速度差信号模型。然后对各单跳信号的互模糊函数进行相位补偿以实现相位对齐，通过对相参积累后的互模糊函数进行时差和速度差的二维峰值搜索，可以得到多跳频脉冲信号初始时刻时差和速度差的相参估计结果。最后以Link16数据链信号为例对算法进行了仿真实验，验证了算法的正确性与精度优势。     

对跳频信号时差测向技术研究

主要针对跳频信号时差测向进行研究,介绍了时差测向的基本原理,其关键在于对时差的测量,因此主要工作即为对跳频信号进行时差测量。基于信道化方法对跳频信号进行时差估计具有较高的精度,可以在FPGA中实现。     

基于相参积累的宽带跳频信号时差和速度差联合估计方法

运动多站无源定位场景下,宽带跳频通信信号载频跳变会产生变化的多普勒频移,从而导致无法直接估计多脉冲跳频观测信号的多普勒频差,而单跳信号的时频差估计精度又不能满足定位要求。针对该问题,本文提出了一种跳频信号多脉冲相参积累的时差和多普勒速度差联合估计算法。首先对宽带跳频观测信号建立时差-多普勒速度差模型,然后对脉冲对的频域共轭积补偿相位后累加求和,最后通过代价函数的二维峰值搜索求得跳频信号时差和多普勒速度差估计值。仿真结果表明,本文所提方法相比于单跳方法和多脉冲非相参积累方法,估计精度提升显著且在中高信噪比条件下能够贴近CRLB,验证了所提方法的正确性与精度优势。     

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。     

基于拟合的宽带跳频信号的高精度时延估计方法

结合目前跳频信号带宽越来越宽、跳频点越来越多的特点,文中提出了一种充分利用宽带跳频信号频域特征的直线拟合时延估计方法,并针对解模糊过程中存在的奇异点问题,提出了采用周期拟合的处理方法,实验和分析表明该改进算法能够实现皮秒量级的时延估计精度,且易于工程实现.     

基于自混频的多跳频信号跳周期估计

针对跳频信号参数估计方法大多难以适应多跳频信号同时存在,且没有考虑信道衰落及定频干扰等复杂电磁环境的影响,提出一种基于延时自混频的多跳频信号跳周期估计方法。该方法通过延时自混频方式构造辅助信号,提取辅助信号的直流分量,进而得到随延迟时间变化的能量曲线,最后通过拐点检测的相关方法得到各跳频信号的跳周期,同时分析了在定频干扰和多径衰落下算法的有效性。仿真实验表明,该方法运算复杂度低,跳周期估计精确度高,鲁棒性较强,可用于估计多跳频信号的跳周期,适合实际工程应用。     

基于改进小波阈值的时差频差联合估计

针对低轨卫星信号分布式中时差和多普勒频差联合估计的问题,提出一种基于改进小波阈值的时差频差联合估计算法。该方法在利用二阶互模糊函数进行时差和多普勒频差联合估计的基础上,引入小波变换,选择合适的阈值函数和自适应阈值,从而对两路接收信号进行去噪,提高联合估计的性能。仿真结果表明,在低信噪比环境下,基于改进小波阈值的时差频差联合估计法抑制了噪声的影响,提高了联合估计的精度。     

基于跳周期变换的多跳信号特征盲提取方法

针对多跳频信号特征提取算法整体精度不高,算法适应性能较弱的问题,提出了一种基于跳周期变换的多跳信号特征盲提取方法。采用生成跳周期谱线的方法提取多跳频信号特征参数,与传统方法相比,所提算法提高了多跳频信号的参数估计精度,尤其解决了丢跳等情况发生时估计性能不佳的问题。仿真实验表明,在相同条件下,所提算法的跳周期估计方差比传统算法低一个数量级。     

一种新的跳频信号参数盲估计算法

本文针对通信对抗中的跳频信号参数盲估计问题,提出了一种基于原子分解算法的跳频信号参数盲估计方法.根据跳频信号内部结构的特点,以加窗正弦函数为基函数构造了一种与跳频信号匹配的3-参数时频原子字典,将跳频信号分解为有限个3-参数时频原子的组合,最终根据这些时频原子的参数值来估计跳频信号的参数.仿真实验表明,该方法能够在未知任何先验知识的情况下,对跳频信号的跳周期、跳变时刻和跳频频率进行有效估计.     

基于CZT的多子带信号时差估计方法

针对稀疏多子带信号多子带综合时差估计难,高分辨时差估计计算量大的问题,提出了一种基于线性调频Z变换(CZT)的稀疏多子带信号融合的快速高分辨时差估计算法。该方法通过CZT对各子带信号的互谱进行高分辨的谱分析得到各子带信号的高分辨互相关函数,通过分析各子带互相关函数的相位关系实现各子带互相关函数的相参积累。相比传统广义互相关算法,该方法在实现多子带相参积累的同时,大大降低了计算量。仿真结果表明:提出的基于CZT的多子带融合快速时差估计方法能精确地估计时差,相比单子带信号的时差估计性能可以获得明显提升。     

多载波基带信号相参时差估计算法与分析

时差估计精度与信号在频域上的分布情况以及信号能量和噪声有关。多载波信号的频率信息和能量在频域上分布区间大,通过多载波信号的相参积累,可以有效利用信号在整个区间内的频域信息和能量来提高时差参数的估计精度,克服单载波信号带宽窄能量低导致的时差估计精度不高的问题.本文针对多载波基带信号的时差估计问题,在单载波基带信号互相关函数分析的基础上,推导了多载波基带信号互相关函数,并分析了其相位关系,通过相位补偿实现了多载波基带信号互相关函数的相参积累,并理论分析了多载波信号时差参数估计性能与信号各参数的关系。蒙特卡洛仿真表明,提出的多载波基带信号相参时差估计算法性能明显优于单载波信号的估计性能,性能改善情况与理论分析一致。      

多跳频信号的2D-DOA估计

为了利用跳频信号的二维波达方向（2D-DOA）辅助同步跳频信号的网台分选和信号识别、跟踪,提出一种基于酉ESPRIT算法的多跳频信号2D-DOA估计方法。首先利用形态学滤波的方法对跳频信号的时频图进行修正,并在修正的时频图上完成有效跳的提取;然后基于平面天线阵列结构,建立有效跳的阵列快拍数据模型;在此基础上,采用酉ESPRIT算法进行跳频信号的2D-DOA联合估计。该方法将接收数据从复数域转化到实数域处理,降低了运算复杂度;同时构造实矩阵时,复用了接收数据,提高了估计精度。仿真结果表明,该算法具有良好的估计性能。      

基于时频脊线的跳频参数盲估计

 为了估计未知跳频信号的参数,提出一种基于时频脊线的跳频参数盲估计方法,根据跳频信号频率的瞬变特性,通过对跳频信号时频脊线的小波变换,可以准确估计跳周期,进而估计其它跳频参数.理论分析和仿真结果表明,该方法可以在低信噪比下以较低的运算复杂度实现高精度的参数估计,整体性能优于现有的跳频参数盲估计方法.     

基于STFD&SCMUSIC的多跳频信号DOA估计与网台分选

为了在欠定条件下利用跳频信号的空域特征参数进行网台分选,该文提出一种基于STFD&SCMUSIC的跳频信号DOA估计算法。首先在时频域提取跳频信号的有效跳(hop),并建立该hop的空时频矩阵(STFD);然后在MUSIC算法基础上,利用噪声子空间降维思想构造SCMUSIC空间谱;最终通过半谱搜索实现DOA快速估计,进而利用DOA信息完成信号的分选;同时为了提高低信噪比算法的性能,采用形态学滤波的方法对时频图进行修正,在修正的时频图上完成跳频信号有效hop的提取。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。      

信号侦察中的跳频信号识别方法

为了解决跳频设备已经大量装备而对跳频信号的侦察识别仍然困难的问题,作者提出了两种跳频信号识别方法,包括最大相关处理法和时间相关统计法.在对跳带内的信号进行数字信道化处理后,再经过最大相关处理,时-频图上的跳频信号的分布情况将会变得非常清晰;时间相关统计法是充分利用跳频信号在时间上的断续性和每跳间的连续性来识别跳频信号.经过实验验证,上述两种识别方法的使用,在跳频信号的侦察识别上效果非常明显.     

基于YOLOX的跳频信号检测

现有跳频信号检测算法大多针对固定参数的跳频信号检测,而面对可变参数的跳频信号检测时,其每跳时长及带宽的不确定性导致这些算法的适用性下降。为此,提出了一种基于YOLOX的跳频信号检测算法。该算法适用于固定参数跳频信号和可变参数跳频信号,判断跳频信号的存在性。首先将观测时间内的信号进行短时傅里叶变换获得灰度时频谱图;然后将时频谱图经过目标检测网络YOLOX,获得各个信号的预测框;最后根据跳频信号各跳点的时间连续性,筛选出跳频信号各个跳点,根据连续跳点个数判断跳频信号的存在性。对算法的检测流程进行了仿真,以验证算法的可行性。实验结果表明,该算法可以较好地完成盲检测任务,且能够通过增加较少的先验信息以提高检测性能。     

Hop-timing estimation for FH signals using a coarsely channelizedreceiver

This paper addresses new hop-timing (epoch) estimation schemes which employ a coarsely channelized preprocessor in order to suppress the frequency and phase dependence in random frequency-hopping (FH) signals. Coarse channelization implies a bank of filters, covering the total spread bandwidth of the FH signal, whose number is much smaller than the size of the candidate hop frequency set. Linear and nonlinear combinations of preprocessor outputs are explored and compared. It is found that post-processing, rather than the size of the filter bank alone, is the determining factor on estimation performance. Performance evaluation is presented via both extensive computer simulations and analytical lower bounds. Comparisons with existing optimal and suboptimal systems are also provided     

基于信道化谱增强的混合DS/FH扩频信号跳速估计

该方法首先利用非线性变换获得携带跳速信息的参考信号,并利用循环谱预估计该信号的频率集;在此基础上,提出一种新的信道化谱增强系统。该系统所具有的外在线性内在非线性(ELIN)特性能够在防止信号失真的前提下有效克服噪声及干扰对后续时频分析的影响;最后,通过SPWVD(平滑伪Wigner-Ville分布)实现精确的跳速估计。该算法无需信号的先验知识,并易于通信侦测接收机实现。仿真实验证明了该算法在低信噪比下对跳速估计的有效性。