混合扩频信号的时频检测与参数估计方法研究

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1、作者：朱明哲导师：姬红兵教授学科：模式识别与智能系统二零一零年力h月一夺一苓，牛7月中国·西安ADissertationSubmittedtoXidianUniversityinCandidacyDegreeofDoctorofPhilosophy●lnPatternRecognitionandIntelligentSystembyMingzheZhuxi’an，P．R．ChinaSEPTEMBER2010’：独创性’(或创新性)声明●秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作反取得的研究成果．尽我所知，除了文中特别加以标注和致

2、谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安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做了明确的说明并表示了谢意．申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任．本人签名．生堕盘日期：丝!!：全：!!关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作e．j4锨产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制

3、手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。(保密的论文在解密后遵守此规定)日期兰呈!!：全：!!日期刎!：显!生盖名签人师本导摘要通信对抗是电子对抗的重要组成部分，而扩频通信是通信对抗系统广泛采用的技术。本文以扩频通信对抗为背景，在时频分析理论的框架下，针对非协作方式下的混合扩频信号检测及参数估计方法开展系统的研究，取得的主要创新研究成果如下：1．针对混合扩频信号的检测问题，详细推导了高斯白噪声在S变换域的统计特性，提出～种基于S变换的参数型混合扩频信号检测器，该检测器能够在较低信噪比下对混扩信号进行可靠检测，同时可估计

4、信号的时变信息，为后续的参数估计提供先验知识。2．针对混合扩频信号的参数估计问题，分析了现有直扩信号参数估计方法用于混合扩频信号非时变参数估计时存在的不足，提出了一种DS／FHBPSK混合扩频参考信号的产生方法。理论分析表明，所产生的参考信号与原混扩信号具有相同的时变参数，且能量分布较原信号更集中。同时，在参考信号的产生过程中，噪声与信号分离，提高了信噪比。3．将信道化接收机技术与声学领域的听觉掩蔽效应相结合，提出了一种混合扩频信号参数估计方法。该方法中的谱增强预处理具有外部线性内部非线性(ELIN，Extemally-Linear-Internally．Nonlinear)

5、特性，能够在增强目标信号的同时保留其时变特征，不会产生信号失真，同时利用时频分析技术实现混合扩频信号跳速参数的可靠估计。4．在研究自适应时频分析技术的基础上，结合抽取技术，提出了一种自适应短时Fourier变换(STFT)的混合扩频信号跳频参数估计方法。该方法避免了直接改变窗长带来的大数据量问题，同时，自适应抽取处理避免了STFT信道化实现时分辨率与信道个数之间的矛盾。此外，将自适应抽取技术引入短时Hartley变换(STHT)。利用STHT具有实数运算和正逆变换核相同的特点，改进算法更适合工程应用。两种算法的最优抽取值均能够较好地跟踪目标信号瞬时频率的变化，最小抽取值点将对

6、应于混合扩频信号的跳时参数。5．在研究基于广义S变换的瞬时频率估计性能的基础上，提出了两种基于广义S变换的混合扩频信号参数估计方法，分别为：1)在原S变换中加入分辨率控制参数以实现信号时变信息的精确提取，同时利用噪声在S变换高频区域的冲击特性，通过平滑修正处理有效抑制噪声对目标信号瞬时频率估计的影响；2)采用非对称分析窗实现对变换域局部时频聚集性的调整。由于混扩参考信号的每一跳分量在起始端和结束端都对应于原信号的跳时参数，因此非对称分析窗虽然牺牲了结束端的时域分辨率，却以此为代价获得了起始端的时域分辨率的提高，从而一一望全芏塑堡呈箜堕塑笙型兰叁壑笪生查鲨婴窒获得对混合扩频信号

7、跳时及驻留时间参数的精确估计。关键词：时频分析混合扩频信号信号检测参数估计瞬时频率估计S变换AbstractCommunicationcountermeasureisoneofthemostimportantpartsinelectroniccountermeasures，whichisthewarfareinradioarea．Sincespreadspectrum(SS)techniquesarewidelyutilizedincommunicationcountermeasuresystems，r