基于HHT的非平稳信号特征提取与参数估计方法研究.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目基于HHT的非平稳信号特征提取与参数估计方法研究学科专业通信与信息系统学号201221260342作者姓名张雪梅指导教师吴廷勇副教授分类号密级注1UDC学位论文基于HHT的非平稳信号特征提取与参数估计方法研究（题名和副题名）张雪梅（作者姓名）指导教师吴廷勇副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业通信与信息系统提交论文日期2015.04.28论文答辩日期2015.05.21学位授予单位和日期电子科

2、技大学2015年6月日答辩委员会主席胡剑浩评阅人王军傅晓宇注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONFEATUREEXTRACTIONANDPARAMETERESTIMATIONOFNON-STATIONARYSIGNALSBASEDONHHTAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:CommunicationandInformationSystemsAuthor:ZhangXuemeiAdvisor:WuTingyongAssociatep

3、rofessorSchool:NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonCommunications独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国

4、家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要无线通信网络已经成为现代人类生活中信息传输的重要方式，但是其开放式的传输环境导致信道中传输的信号较容易被第三方进行侦听和破译。因此，如何确保信息传输的安全性成为无线通信网络演进过程中至关重要的一环。近年来，无线通信物理层安全技术备受关注，其研究重点是物理层波形信号的设计。从提高无线通信系统安全性和可靠性的角度出发

5、，如果能够构造一种不具备循环平稳性和各态历经性的非平稳无线通信信号，就意味着在不同时间点和时间段内对信号的观测获得的均值和自相关值均不相同。而且随着观测量的增加，信号特征更加模糊，即无法通过长期大量观测获取到信号的统计特征，从而提升信号的抗侦察和抗截获性能。由于所构造的非平稳无线通信信号具有时变参数特性，因此，需要采用时频分析方法来描述和评价其特性。希尔伯特-黄变换（Hilbert-HuangTransform，HHT）是一种新型的时频分析方法，该方法是一个对信号进行平稳化处理的过程，通过瞬时频率来表征原始信号中的频率含量。本文的主要研究工作是以Chirp信号为例，对时频分析

6、方法HHT的基本分析和检测性能进行研究，并利用该方法对构造的非平稳无线通信信号的通信参数进行检测和分析，验证所构造非平稳无线通信信号的抗检测性能。本文主要工作可以分为以下几个部分：（1）基于对HHT基本理论的深入理解，研究了其关于平稳度的定义，通过仿真分析说明了HHT的平稳度具备描述信号非平稳性的能力，通过比较Chirp信号的平稳度大小可以衡量信号的频率变化快慢。（2）通过分析几类典型信号，研究HHT的时频分析性能，并与几种常见的时频分析方法进行对比。仿真结果表明，HHT在描述信号的时频特性方面具有优异的性能。（3）基于HHT对Chirp信号进行参数估计，分别研究了不同参数估

7、计方法、采样频率、信号频率取值、两个分量以及噪声对参数估计结果的影响。仿真表明，基于HHT对无噪单分量Chirp信号进行参数估计可以取得良好的效果。（4）基于HHT对不同参数情况下非平稳无线通信信号进行检测和分析，验证所构造的非平稳无线通信信号的抗检测性能。仿真表明，针对无噪情况下载波频点数较少的非平稳无线通信信号，HHT具有良好的检测性能。关键字：非平稳信号，HHT，Chirp信号，参数估计IABSTRACTABSTRACTInmodernlife,wirelesscommunicationnetwo