跳频信号盲检测与参数盲估计算法研究及实现

摘要

由于优良的抗干扰和保密特性，跳频通信在军事和民用领域都有广泛的应用。而如何实现跳频电台盲检测和参数盲估计是当前最紧迫的任务。研究跳频信号的盲检测与参数盲估计主要基于时频分析方法。现有时频分析方法主要有STFT算法、PWVD算法、SPWVD算法及小波变换分析算法等。本论文结合频谱仪项目开发，研究基于重叠帧FFT的算法应用。因为对高速跳频检测方面的需要，基于STFT和Morlet小波变换理论，改进一种跳频信号的盲检测方法及参数的盲估计方法，完成算法仿真并在频谱仪上应用。
　　本论文的主要工作如下：
　　1、基于时频分析理论仿真跳频信号盲检测与参数盲估计过程。分析对比基于STFT、WVD分布、PWVD分布、SPWVD分布及小波变换的跳频频率、跳频周期、跳频带宽、跳频速率等参数盲估计性能。
　　2、基于重叠帧FFT理论，在频谱仪平台上，实现跳频信号盲检测与参数盲估计。实现跳频频率的的估计方法、跳变时刻及跳频周期的估计方法及跳频速率及动态规划重叠帧间隔时长方法。详细设计跳频参数的估计方法。完成重叠帧FFT应用及理论推导，对照测试指标分析重叠帧FFT的应用场景及性能。
　　3、基于STFT理论及Morlet小波变换理论，实现跳频信号的盲检测与参数盲估计。解决跳频信号检测的来波方向预判、跳频频率的快速估计、跳频周期及跳频时刻的快速估计和去时域分析方法等关键问题。完成对自适应门限去噪、时间相关法去干扰信号及参数估计的详细设计。在Matlab仿真分析算法在噪声抑制、跳频周期估计、跳变时刻估计、跳频频率估计等方面性能指标。优化基于STFT和Morlet小波算法的算法复杂度。
　　4、在开发的频谱仪平台基础上，实现基于STFT和Morlet小波变换的跳频信号盲检测与参数盲估计。以VC6.0为开发工具，将Matlab代码移植到C代码。将算法封装成.dll的形式，增加跳频信号分析功能下发线程调用。完成平台的总体设计，基于STFT和Morlet小波算法的实现方案设计。根据搭建的跳频测试平台，获得高速跳频测试数据，得到跳频信号参数的估计值分析。