窄带弱信号检测中的随机共振现象研究

针对雷达、声纳和通信等领域中频段信号经常受窄带噪声污染的问题,本文采用随机共振理论,对窄带噪声环境下的弱信号检测及其随机共振现象进行研究。在圆对称概率密度的窄带非高斯噪声环境下,建立了窄带弱信号观测模型,并对局部最优检测器、广义窄带相关检测器和硬限幅窄带相关检测器中的随机共振现象的存在性进行分析与仿真,同时对给定次优系统中的随机共振性能与自适应次优系统最佳性能进行比较。研究结果表明,噪声与检测器结构参数都可视为影响检测器性能的重要因素,在局部最优检测器中不存在随机共振现象;在广义相关检测器中,广义瑞利噪声环境下的次优系统中存在随机共振现象;在硬限幅窄带相关检测器中,非尺度噪声如莱斯噪声环境下也证实了随机共振现象。该研究为提高雷达和通信领域的信号检测性能提供了理论依据。     

混合高斯-指数噪声中水中目标信号的最佳检测

提出一种最佳检测器结构,应用于水中非高斯噪声背景下目标信号的检测。根据海洋环境噪声及水中目标辐射噪声信号特点,建立了海洋环境噪声模型,并研究了该模型下水中目标信号的最佳检测,通过仿真噪声数据以及实测海洋环境数据验证了检测性能。结果表明:文中设计的最佳检测器的性能优于传统的能量检测器,且检测性能的改善随着非高斯性的增强而更加明显。     

未知参数多项式相位信号的最优检测及性能

根据Neyman-Pearson (NP)准则,利用广义似然比检验方法,给出了未知参数多项式相位信号的最优检测器。在相位多项式次数分别为1或2时,周期图、chirp傅里叶变换检测即为对应的最优检测器。推导了检验统计量的概率密度函数以及虚警概率和检测概率,揭示了多项式相位信号检测中信号能量噪声比、信号参数空间中搜索点数、虚警概率和检测概率之间的关系。仿真结果验证了理论分析的有效性。     

严重拖尾杂波中距离扩展目标的自适应极化检测

为了解决统计特性未知的严重拖尾杂波背景下距离扩展目标的信号检测问题,提出了一种基于广义似然比检验(GLRT)的自适应极化检测器．该检测器利用了雷达回波的极化信息,并使用辅助数据估计杂波的协方差矩阵．推导了其虚警概率表达式,理论分析验证了该检测器对于杂波能量和杂波协方差矩阵具有恒虚警特性．仿真结果表明,该自适应极化检测器在较低信杂比下就可以获得好的检测性能,且相比于点目标自适应极化检测器和单极化自适应检测器,具有更优的检测性能．     

调频斜率方差检测器及其性能分析

在线性调频信号特征分析的基础上,提出了一种新的LFM信号检测器——调频斜率方差检测器,根据不同信噪比下调频斜率方差的概率密度分布情况,给出了该检测器的二元假设检验模型,并对比了在相同条件下该检测器与匹配滤波器的性能.仿真结果表明,调频斜率方差检测器是一种恒虚警概率检测器,在较低信噪比下可以有效检测线性调频信号,并对多普勒失配具有很好的适配性能.     

基于广义似然比检验的差分超宽带信号接收机

提出采用广义似然比检验实现对差分超宽带信号的最佳检测.在信道条件未知的情况下,首先完成信道特性的最大似然估计,而后进行差分超宽带信号的统计检测,得到了基于广义似然比检验的差分超宽带信号接收机结构.结果表明,差分超宽带的广义似然比检验接收机是一种相关接收机,其本地模板信号为前一个码元脉冲接收波形的平均.在此基础上,对接收机输出噪声进行高斯近似获得了该接收机的误码性能.     

分布式MIMO雷达双门限GLRT CFAR检测

在分布式多输入多输出雷达目标检测中,为降低融合中心与局部雷达站之间的数据传输率,提出了一种双门限广义似然比恒虚警率检测算法.首先对局部广义似然比检验统计量进行第一门限判断,将过门限的局部检验统计量传送给融合中心.然后在融合中心进行融合检测,与第二门限比较得到判决结果.推导了双门限广义似然比检测器的虚警概率闭式解.仿真结果表明,双门限广义似然比检测算法在降低数据传输率的同时能保证较好的检测性能.     

正交频分复用无线局域网系统的帧信号检测

为了能够在大载波频偏、多径信道下快速可靠地捕获频分复用(OFDM)无线局域网(WLAN)系统帧信号，提出了一 种低复杂性帧检测器.帧检测被等效为一个含未知参数（噪声功率、信道响应和载波频偏）的假设检验模型，对它应用广 义似然比检验原理，导出了最大似然检测统计量，然后根据帧前导字周期性的特点进行简化，得到帧检测器.该检测器具 有恒虚警、与载波频偏无关、结构简单等良好特性.仿真结果显示，该检测器和常规的自相关检测器相比在漏警概率为 10-4时有大于1 dB的性能改善.     

宽带雷达动目标的一种互相关系数累加检测器

针对宽带雷达动目标检测问题,提出了一种在高斯噪声中的互相关系数累加检测器．宽带雷达动目标信号在距离频率域进行傅里叶变换取绝对值消除目标运动带来的相位项后,求互相关系数．利用相邻宽带雷达信号具有较大相关性这一特点,将多次相邻回波的互相关系数累加作为检测统计量．分析了高斯噪声互相关系数的概率分布,给出了检测门限设置方法．理论分析表明,互相关系数累加检测器具有恒虚警检测性能．计算机仿真试验表明,互相关系数累加检测器相比多普勒导向矢量已知的不依赖散射点分布密度的广义似然比检测器,在检测率为90％时有2dB的改善．     

基于似然比检验的STAP检测器及其性能分析

基于STAP雷达的信号模型,通过对似然比检验量的推导,得到了似然比检验关系,在此基础上构建了STAP检测器,并在高斯噪声输入的假设下,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。     

数字图像乘性与加性水印算法比较研究

本文利用数字图像离散余弦变换系数的广义高斯分布模型,在图像嵌入水印后峰值信噪比（peaksignaltonoiseratio,PSNR）--致的条件下,以检测概率为衡量指标,理论分析了数字图像加性和乘性算法在未受到攻击时的性能,乘性算法的性能随形状参数的变大而提高,而加性算法的相关检测器性能与形状参数无关。攻击实验分析表明,除了抗滤波攻击性能较差外,加性算法在其他攻击下表现出较强的鲁棒性。     

随机相位信号检测概率的递推算法

随机相位信号加窄带高斯噪声包络的概率密度函数服从广义瑞利分布,其检测性能用检测概率来度量．导出了该检测概率的无穷级数形式的计算公式;研究并得到了简明的递推算法;用该递推算法公式计算了以虚警概率和信噪比为参量的检测概率部分结果并图示．     

基于最大熵PDF估计的直扩系统伪码捕获结构

为了使直扩系统在未知非高斯噪声模型下准确地捕获微弱直扩信号,提出一种新的基于整数最大熵概率密度函数(probability density function,PDF)估计和局部最佳检测(locally optimal detection,LOD)相结合的相关前一维幅域处理捕获方式。通过蒙特卡洛数据仿真可以发现:在非高斯噪声的情况下,基于整数最大熵PDF估计的LOD检测器的检测性能要明显优于常规平方和(Square-Sum,SS)检测器,在信噪比为-25~0 dB时分别有2.0%~99.0%的改善。从根本上改变了常规SS检测器在非高斯噪声模型下性能急剧下降甚至无法工作的现象。     

Hypothesis testing analysis and unknown parameter estimation of GPS signal detection

Hypothesis testing analysis and unknown parameter estimation of both the intermediate frequency (IF) and baseband GPS signal detection are given by using the generalized likelihood ratio test (GLRT) approach, applying the model of GPS signal in white Gaussian noise. It is proved that the test statistic follows central or noncentral F distribution. It is also pointed out that the test statistic is nearly identical to central or noncentral chi-squared distribution because the processing samples are large enough to be considered as infinite in GPS acquisition problem. It is also proved that the probability of false alarm, the probability of detection and the threshold are affected largely when the hypothesis testing refers to the full pseudorandom noise (PRN) code phase and Doppler frequency search space cells instead of each individual cell. The performance of the test statistic is also given with combining the noncoherent integration.     

基于中心频率检测的应答机载波捕获技术

针对基于理想型积分环路滤波器的二阶锁相环在无信号输入时,环路中心频率会随热噪声发生漂移的问题,研究了卫星星载测控应答机的载波捕获技术.为解决无信号输入下的环路中心频率漂移问题,在基于正交欠采样技术及全数字载波恢复环的接收机结构基础上,通过一级中心频率检测器控制环路.当检测到上行信号时闭合环路,避免了接收机中心频率在无信号输入时随热噪声发生漂移.给出了中心频率检测器的设计方法,分析了检测器漏检概率和误判概率之间的关系,并在此基础上给出了检测器的具体参数选择依据.     

基于TDL信道模型的CDMA导频信号检测

针对利用CDMA导频信号无源定位问题,建立节拍延迟线（TDL）信道模型,并利用贝叶斯线性模型建立了基于奈曼-皮尔逊（NP）准则的最佳检验统计量,同时根据导频信号的特性并利用数学工具使其在允许条件下最简化.然后构建了基于相关接收理论的最佳检测系统,以信噪比的渐变为参变量,求解接收机检测概率、虚警概率的解析表达式,并对系统检测性能进行仿真,并与瑞利信道进行比较.仿真结果表明,相同条件下TDL信道好于瑞利信道,当信噪比达到20dB时,信道模型具有理想的检测性能.