有色噪声背景下的水声跳频信号参数估计.pdf

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1、第44卷第1期东南大学学报(自然科学版)VO1．44No．12014年1月JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY(NaturalScienceEdition)Jan．2014doi：10．3969~．issn．1001—0505．2014．01．003有色噪声背景下的水声跳频信号参数估计姚帅方世良王晓燕(东南大学水声信号处理教育部重点实验室，南京210096)摘要：针对现有跳频信号参数估计方法未考虑有色噪声的影响，且估计精度与速度难以兼得的问题，提出了一种有色噪声背景下的水声跳频信号参数估计方法．该方法首先根据水声信号有色噪声背景的特

2、点，对有色噪声进行白化处理；然后，在详细推导分析跳频信号短时傅里叶变换时频脊线的特征的基础上，给出了跳频信号跳周期和起跳时间的估计方法；最后，基于估计得到的跳周期和起跳时间，进一步估计跳频频率．理论分析和仿真结果表明，该方法计算量小，工程实用性强，在有色噪声背景下可以实现跳频信号参数的快速稳健估计．关键词：有色噪声；短时傅里叶变换；时频脊线；峰均功率比；跳频信号中图分类号：TN911．72文献标志码：A文章编号：1001—0505(2014)01-0012-07ParameterestimationofunderwateracoustiCfrequen

3、cy-hoppingsignalsincolorednoiseYaoShuaiFangShiliangWangXiaoyan(KeyLaboratoryofUnderwaterAcousticSignalProcessingofMinistryofEducation，SourestUniversity，Nanjing210096，China)Abstract：Fortheexistingparameterestimationmethodsofthefrequency—hopping(FH)signals，colorednoiseiswithoutcon

4、siderationandtheestimationaccuracyandspeedaremutuallyexclusive．Tosolvetheseproblems，amethodisproposedfortheparameterestimationofunderwateracousticFHsignalsincolorednoise．Thecolorednoiseisfirstwhitenedaccordingtothefeaturesofunderwa-teracousticcolorednoise．Then，basedondetailedder

5、ivationandanalysisforthecharacteristicsoftheshorttimeFouriertransformtime—frequencydistributionmaximaoftheFHsignals．methodsforestimatingthehopdurationandhoptimingaregiven．Finally，thehoppingfrequenciesareestimatedusingtheestimatedhopdurationandhoptiming．Thetheoreticalanalysisands

6、imulationresultsshowthattheproposedmethodhasasmallamountofcomputationamountandcanbeeasilyrealizedinpractice．TheparametersofunderwateracousticFHsignalsincolorednoisecanbeestimatedfastandrobustlybytheproposedmethod．Keywords：colorednoise；shorttimeFouriertransform(STFT)；time—frequen

7、cydistributionmaxi—ma；peak—to—averagepowerratio(PAPR)；frequency—hoppingsignal跳频技术具有良好的抗干扰性、低截获概率和以及自身载体平台辐射噪声的影响，水声跳频信号抗多径能力，已广泛应用于军事和民用通信中，近的背景噪声是有色的[．在有色噪声背景条件下，年来也开始应用于水下某些对通信保密、可靠性要实现水声跳频信号参数的快速、高精度估计是最终求较高的场合]．受水声信道的复杂性、时变性达到水声对抗和侦察干扰目的的前提．收稿日期：2013-07-23．作者简介：姚帅(1987一)，男，博

8、士生；方世良(联系人)，男，博士，教授，博士生导师，slfang@seu．edu．cn．基金项