作為一種重要的擴頻通信技術,跳頻擴頻被大量應用在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中。在非合作情況下,接收方由于缺少相關信道參數(shù)很難捕獲跳頻通信內容,因此,如何實現(xiàn)跳頻信號參數(shù)的盲估計,一直是非合作跳頻通信技術中的研究熱點。經典的統(tǒng)計信號處理方法多基于高斯分布建模背景噪聲,然而研究發(fā)現(xiàn),許多復雜噪聲背景下的觀測數(shù)據具有顯著的尖峰脈沖特性,呈現(xiàn)典型的非高斯性,可以用α穩(wěn)定分布建模。在這種情況下,基于高斯假設的信號處理方法性能往往退化,需要設計新的參數(shù)估計方案。針對通信信道環(huán)境的多樣性,本文分別基于高斯分布和α穩(wěn)定分布模型,研究了兩種不同噪聲下跳頻信號的參數(shù)估計問題,主要工作如下:1、高斯噪聲背景下,基于常規(guī)時頻分析方法估計跳頻信號參數(shù)時,采用核函數(shù)抑制時頻分布交叉項會導致時頻聚集性的下降,不利于信號參數(shù)提取。對此,本文結合Cohen類時頻分布和壓縮感知理論,提出一種基于跳頻信號時頻分布特性的稀疏時頻分布(Sparse Time-Frequency Distribution,STFD)。STFD不僅能有效抑制交叉項,而且具有良好的時頻聚集性。仿真分析表明,在高斯噪聲背景中,與傳統(tǒng)時頻分析方法相比,基于STFD的跳頻信號參數(shù)估計方法性能更優(yōu)。2、α穩(wěn)定分布噪聲中,經典的穩(wěn)健濾波方法所采用的統(tǒng)計模型多為α穩(wěn)定分布特例(如Cauchy分布和Meridian分布等),其脈沖抑制效果受到限制。對此,本文基于穩(wěn)健濾波原理和近似SαS分布模型提出一種新的加權最大似然近似SαS(Weighted Maximum-Likelihood Approximate SαS,WMAS)濾波器。WMAS濾波器所采用的統(tǒng)計模型為冪函數(shù)形式的近似SαS分布概率密度函數(shù),該分布能較好地刻畫SαS分布概率密度函數(shù)的重拖尾特性,使WMAS濾波器可以對α穩(wěn)定分布噪聲下的觀測信號進行自適應濾波,具有良好的穩(wěn)健性。3、提出一種α穩(wěn)定分布噪聲中基于最大似然的跳頻信號參數(shù)估計新方法。首先將復雜的跳頻信號模型簡化為其頻率和包絡表示,并基于Cauchy分布建立估計信號頻率的最大似然框架;然后提出一種基于迭代的頻率估計算法,實現(xiàn)了α穩(wěn)定分布噪聲中信號頻率參數(shù)的有效估計。同時,利用跳頻信號的短時平穩(wěn)性,基于窗寬遞增尋優(yōu)算法設計窗函數(shù)對其加滑動時間窗,提取跳頻頻率隨時間變化曲線,進而得到跳變時刻和跳周期等的估計。仿真表明,該方法在確保有效估計跳頻信號參數(shù)的同時,與基于分數(shù)低階和Meridian濾波的參數(shù)估計方法相比更穩(wěn)健。
【學位單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN914.41
【部分圖文】：

圖 2.1 跳頻系統(tǒng)原理框圖頻系統(tǒng)的主要構成器件及功能如下：1）PN碼產生器：生成PN碼即偽隨機序列，用于控制頻率合成器產號。2）頻率合成器：主要有直接頻率合成器和間接頻率合成器等，其。3）跳頻同步器：通過一定機制確保發(fā)射機和接收機的本振頻率同論上，使用隨機性強的序列碼控制跳頻信號的載波頻率進行跳變，的抗干擾和防攔截性能。但在實際應用中，發(fā)射機發(fā)送出去的跳頻方準確接收需要跳頻系統(tǒng)具備良好的同步性能，只有接收方按照相載波頻率才有可能完成跳頻通信過程。因此，收發(fā)雙方必須提前制，使跳頻信號的生成和接收端信號的解跳都有跡可循，在防止非干擾的同時，保證合作通信的可靠性和安全性。時間-頻率的對應關系來看，載波頻率的跳變規(guī)律可用跳頻圖案描

圖 2.2 跳頻圖案頻系統(tǒng)的性能參數(shù)和特點通信系統(tǒng)性能的參數(shù)主要有[38]：由頻率合成器決定的跳頻通率中的頻率最大差值決定的跳頻信帶寬度，根據通信需要人為根據通信需求和系統(tǒng)性能設定的跳頻速率，與系統(tǒng)跳頻載波相系統(tǒng)性能決定的跳頻同步時間等。相對于傳統(tǒng)的定頻通信系統(tǒng)顯示出以下新特點：隨機跳變的載度使其具有更強的抗干擾能力；非合作通信情況下接收方由于得系統(tǒng)的截獲概率更低；偽隨機序列碼不僅可以用來控制載來實現(xiàn)多址組網；同時，從微觀角度來看或者將跳頻信號的所則其與窄帶通信系統(tǒng)一樣，表明其可以和窄帶通信系統(tǒng)兼容驗仿真信號的頻率按照跳頻圖案偽隨機跳變，可定義為

安電子科技大學碩士論文10（a）波形圖 （b）頻譜圖 2.3 跳頻信號波形圖和頻譜圖2.3 非高斯脈沖噪聲模型跳頻通信信道噪聲情況復雜，即有簡單的高斯信道，也有復雜的非高斯信道，本節(jié)將介紹幾種常見的用于非高斯信道建模的統(tǒng)計模型：2.3.1 混合高斯分布混合高斯分布是一種簡單的非高斯噪聲模型，其概率密度函數(shù)實際上是幾個高斯分布的加權和，即1 1( ) ( ; , ) . . 1n ni i i ii ip x p N x x P s t p= == ∑ ∑=(2-2)混合分布的均值為1ni iix p x== ∑(2-3)方差為1 1[( )( ) ]n ni i i i ii iE x x x x p P p xx xx= = ′ = ∑ + ∑′ ′(2-4)2.3.2 廣義高斯分布廣義高斯分布的概率密度函數(shù)表達式為2
【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2876265