【摘要】：進(jìn)入21世紀(jì)以來,戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)已由原來的機(jī)械化逐步向信息化轉(zhuǎn)變,雙方的對(duì)抗也不再局限于戰(zhàn)略裝備的比拼,高效精準(zhǔn)的信息處理手段成為決定戰(zhàn)爭(zhēng)走向的至關(guān)重要因素。非合作跳頻信號(hào)因具良好的抗遠(yuǎn)近效應(yīng)及干擾魯棒性,在信息化戰(zhàn)爭(zhēng)中得以推廣,研究非合作跳頻信號(hào)相關(guān)特性,尋找有效的攔截,識(shí)別及恢復(fù)算法,是當(dāng)前軍事通信領(lǐng)域備受矚目的課題之一。隨著硬件設(shè)施的成熟完善,非合作跳頻信號(hào)逐漸向“高跳速,多頻點(diǎn),超帶寬”方向發(fā)展,信號(hào)波形復(fù)雜度急劇上升,所包含的先驗(yàn)信息量卻微乎其微,這些都對(duì)現(xiàn)代信號(hào)處理手段提出空前挑戰(zhàn)。盲壓縮感知理論是一種基于投影測(cè)量,稀疏編碼及變換基構(gòu)造過程提出的采樣重構(gòu)框架。一方面,該理論保留了傳統(tǒng)壓縮感知理論壓縮采樣的優(yōu)勢(shì),利用投影測(cè)量對(duì)信號(hào)中的有用信息進(jìn)行提取,在不破壞目標(biāo)信號(hào)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,最大限度的壓縮了數(shù)據(jù)量;另一方面,該理論融合字典學(xué)習(xí)過程,通過交替迭代找到一對(duì)乘積最優(yōu)的稀疏矩陣及變換基,用來恢復(fù)原始信號(hào)結(jié)構(gòu)。盲壓縮感知理論真正實(shí)現(xiàn)了無先驗(yàn)信息重構(gòu)理念,對(duì)非合作通信的發(fā)展提供了重要理論支撐。本文進(jìn)行了基于盲壓縮感知的非合作跳頻信號(hào)處理技術(shù)的研究,內(nèi)容包括信號(hào)模型建立,盲壓縮重構(gòu)及跳變參數(shù)估計(jì)三方面內(nèi)容。本文首先介紹了跳頻技術(shù)提出及推廣過程,總結(jié)了現(xiàn)有的跳頻信號(hào)處理方法。介紹了盲壓縮感知的提出過程以及相應(yīng)的公式定理,總結(jié)了使其滿足唯一性的三個(gè)限制條件及所對(duì)應(yīng)的最優(yōu)算法,并分析比較了三種算法各自的特性。然后介紹了非合作跳頻通信系統(tǒng)組成部分、重要參數(shù)指標(biāo)及調(diào)制方式。根據(jù)非合作跳頻信號(hào)的定義式,選取恰當(dāng)?shù)膮?shù)值,得到信號(hào)的仿真結(jié)果。引入盲壓縮感知理論來還原信號(hào)結(jié)構(gòu),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析各項(xiàng)參數(shù)對(duì)還原質(zhì)量影響。最后,在精確重構(gòu)的基礎(chǔ)上,對(duì)非合作跳頻信號(hào)進(jìn)行頻域研究,提出針對(duì)跳變頻率及跳變周期的估計(jì)方法,根據(jù)仿真數(shù)據(jù),分析了影響估計(jì)質(zhì)量的因素。
[Abstract]:Since the beginning of the 21st century, the form of war has gradually changed from the original mechanization to the informatization. The confrontation between the two sides is no longer limited to the competition of strategic equipment, and the efficient and accurate means of information processing has become a crucial factor in determining the direction of the war. Non-cooperative frequency hopping signals have been extended in information warfare because of their good robustness against far and near effects and interference. The correlation characteristics of non-cooperative frequency hopping signals are studied, and effective interception, identification and recovery algorithms are found. It is one of the most attractive topics in the field of military communication. With the maturity of hardware facilities, non-cooperative frequency hopping signals gradually develop to the direction of "high speed hopping, multi-frequency points, super-bandwidth", and the complexity of signal waveforms increases sharply, but the prior information contained is very little. All of these present unprecedented challenges to modern signal processing methods. Blind compression sensing theory is a sampling reconstruction framework based on projection measurement, sparse coding and transform base construction process. On the one hand, the theory retains the advantages of the traditional compression sensing theory of compression sampling, using projection measurement to extract useful information from the signal, on the basis of not destroying the structure of the target signal, maximum compression of the amount of data; On the other hand, the theory combines dictionary learning process and finds a pair of optimal product sparse matrix and transform basis by alternating iteration, which can be used to restore the original signal structure. Blind compression perception theory really realizes the idea of non-prior information reconstruction, which provides an important theoretical support for the development of non-cooperative communication. In this paper, the non-cooperative frequency hopping signal processing technology based on blind compression sensing is studied, including the establishment of signal model, the reconstruction of blind compression and the estimation of jump parameters. This paper first introduces the introduction and popularization of frequency hopping technology, and summarizes the existing frequency hopping signal processing methods. This paper introduces the process of the blind compression perception and the corresponding formula theorem, summarizes the three restriction conditions and the corresponding optimal algorithm to make it satisfy the uniqueness, and analyzes and compares the respective characteristics of the three algorithms. Then, the components, important parameters and modulation methods of non-cooperative frequency hopping communication system are introduced. According to the definition of non-cooperative frequency hopping signal, the appropriate parameter values are selected and the simulation results are obtained. The blind compression sensing theory is introduced to restore the signal structure. According to the experimental data, the influence of the parameters on the reduction quality is analyzed. Finally, on the basis of accurate reconstruction, the non-cooperative frequency hopping signal is studied in frequency domain, and the estimation method of hopping frequency and period is proposed. According to the simulation data, the factors affecting the estimation quality are analyzed.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN911.7;E96

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本文編號(hào)：2431117