跳频通信信号检测及参数估计方法研究

摘要

跳频技术已成为国内外通信抗干扰的主要技术，开展对跳频通信的研究，成为当前通信对抗领域的重要任务之一。要完成跳频通信对抗的作战使命，就需要对跳频通信信号进行有效地截获，在敌方通信信号未知的情况下，接收机首先需要对接收到的信号进行检测，判断是否存在跳频信号，在确认跳频信号存在的前提下，侦察跳频电台的活动规律，也就是说接收机需要在不具备先验信息的情况下对跳频信号进行参数估计。跳频信号参数的正确估计，对获取敌方通信信息，有效实施干扰，提供了重要基础。本文的研究内容可以分为三个环节：跳频信号检测、跳频信号跳频参数估计以及跳频信号码元速率估计。
　　在跳频信号检测环节，本文研究了基于时频分析的跳频信号检测算法，主要研究了基于能量统计的去底噪门限设置方法，解决了原始算法中需要多次带入门限观察去噪效果确定去噪门限的问题，并在时频脊线差分序列去噪过程中引入了基于SDM的自适应门限算法来确定去噪门限，实现了复杂电磁环境下的跳频信号检测。
　　在跳频信号跳频参数估计环节，首先引入了时频滤波的思想，对信号检测环节中剔除干扰后的时频分布进行时频反变换，得到重构跳频信号，为后续跳频信号参数估计等处理过程提供较为干净的时域信号；接着研究了基于时频分析的跳频参数估计方法，重点研究了定频信号与跳频信号发生频点碰撞下的被干扰跳检测算法，该算法能够检测出被干扰跳的跳频频率和起止时刻，实现了跳频信号跳频参数的盲估计。
　　在跳频信号码元速率估计环节，首先将基于包络谱的码元速率估计方法引入到跳频信号上，并对取包络谱时产生的背景噪声进行了分析，分析了谱线增强的最佳抽头长度；然后将基于二次谱的码元速率估计方法引入到跳频信号上并进行了改进，两种方法都实现了一次调制为线性调制的跳频信号码元速率盲估计。接着通过估计得到的跳频参数对一次调制方式为 OQPSK、MSK的跳频信号分别进行下变频和拼接，对处理后的信号分别采用 OQPSK、MSK信号码元速率估计方法，实现了一次调制方式为 OQPSK、MSK的跳频信号码元速率估计。在进行三个环节研究的同时，本文分别通过实验验证了算法的有效性和准确性，仿真结果表明本文方法是可以应用在实际工程中的。

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第一章 绪论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要内容和章节安排

第二章 跳频通信系统概述

2.1 跳频通信系统的基本工作原理

2.2 跳频通信系统的主要参数

2.3 跳频通信系统的数学模型

2.4 本章小结

第三章 跳频信号检测方法

3.1 常用跳频信号检测方法

3.2时频分析方法概述

3.3 基于时频分析的跳频信号检测算法研究

3.4 本章小结

第四章 跳频信号跳频参数估计方法

4.1 时频滤波预处理

4.2 基于时频分析的跳频信号跳频参数估计方法

4.3 被干扰跳检测

4.4 仿真实验及性能分析

4.6 本章小结

第五章 跳频信号码元速率估计方法

5.1 一次调制方式为线性调制的跳频信号码元速率估计方法

5.2 一次调制方式为OQPSK的跳频信号码元速率估计方法

5.3 一次调制方式为MSK的跳频信号码元速率估计方法

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果