一种单通道跳频信号分选方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种单通道跳频信号分选方法与装置，通过单通道接收两个以上跳频用户发射的脉冲信号，测量脉冲信号到达接收机的时间序列，将组成的一个时间序列中的各元素与脉冲信号的周期进行求余数运算，得到残留时间序列，然后利用聚类方法对其分类，实现脉冲信号的分选问题。

A single channel frequency hopping signal sorting method and device

The invention relates to a single channel frequency hopping signal sorting method and device, which receives the pulse signals transmitted by two or more frequency hopping users through a single channel, measures the time sequence of the pulse signals reaching the receiver, calculates the remainder of the elements in a time series and the period of the pulse signals, and obtains the residual time. The sequence is then classified by clustering method to realize the sorting of the pulse signal.

【技术实现步骤摘要】
一种单通道跳频信号分选方法与装置
本专利技术属于信号处理
，具体涉及一种单通道跳频信号分选方法与装置。
技术介绍
空中目标辐射源信号多种多样，不但包含连续信号，还包括大量猝发跳频信号。跳频信号由于较高的安全性，不易被截获的优势，近年来被越来越多的应用到军事和商业通信领域。同时，对辐射跳频信号的目标定位也成为了难点，其中部分体现在对跳频信号的分选问题上，跳频信号通常都是脉冲猝发形式，每一跳都具有不同的载波频率，因此对分选难度较大。目前对于上述问题，一直是制约电子侦察系统的难点问题，传统分选方法远不能满足定位需求。作者王柏山在2011年6月发表在《舰船电子对抗》期刊第34卷第3期的《雷达侦查设备对脉内调频信号分选识别方法探讨》，采用对脉冲信号进行多次频率测量的方法，把测量频率进行存储、调制识别，从而完成脉内调制信号的正确分选。虽然，脉冲分选在雷达中较为常见，其分选大都基于角度、重复周期或者脉内调制特征，但是对于单通道条件下的猝发跳频分选来说，既没有测向设备，且不同目标的猝发脉冲具有相同的重复周期和调制特征，现有技术的分选方法失效，无法根据现有技术的分选方法解决单通道条件下的分选问题。因此，为了保证跳频信号的分选准确率，需要解决跳频信号中多用户分离、时间猝发的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种单通道跳频信号分选方法与装置，用于解决现有技术无法解决单通道条件下的脉冲信号分选问题。为解决上述技术问题，本专利技术提出一种单通道跳频信号分选方法，包括以下方法方案：方法方案一，包括如下步骤：1)通过单通道接收两个以上跳频用户发射的脉冲信号，测量所述脉冲信号到达接收机的时间序列，组成一个时间序列，且各脉冲信号的周期相同；2)将所述一个时间序列中各元素与所述脉冲信号的周期进行求余数运算，求余数运算的结果作为所述时间序列的残留时间序列；3)利用聚类方法对残留时间序列进行分类，实现脉冲信号的分选。方法方案二，在方法方案一的基础上，步骤2)还包括以下步骤：所述残留时间序列包含有噪声和野值序列，利用形态学的腐蚀算法对所述残留时间序列进行去噪和去野值处理，得到经过去噪和去野值处理后的残留时间序列。方法方案三，在方法方案一的基础上，所述组成一组时间序列的子步骤如下：分别计算每个跳频用户发射的脉冲信号到达接收机的时间序列，组成序列长度为各时间序列长度之和的时间序列，作为所述一个时间序列。方法方案四、五，分别在方法方案一、三的基础上，所述脉冲信号到达接收机的时间序列中的时间为检测的脉冲信号上升沿时间。方法方案六、七，分别在方法方案四、五的基础上，所述脉冲信号到达接收机的时间序列的表达式如下：ti＝tpi+Ri/c其中，ti表示第i个跳频用户发射的脉冲信号到达接收机的时间序列，tpi表示第i个跳频用户发射的脉冲信号的时间序列，tpi＝[0,T0,2T0,...,(Ni-1)T0]T，To表示所有跳频用户发射脉冲信号的周期，Ni表示第i个跳频用户发射脉冲信号的个数；Ri表示第i个跳频用户的发射机与接收机之间的距离，c表示光速。方法方案八，在方法方案一的基础上，所述聚类算法为KN最近邻算法。为解决上述技术问题，本专利技术还提出一种单通道跳频信号分选装置，包括以下装置方案：装置方案一，包括处理器，用于执行实现以下步骤的指令：1)通过单通道接收两个以上跳频用户发射的脉冲信号，测量所述脉冲信号到达接收机的时间序列，组成一个时间序列，且各脉冲信号的周期相同；2)将所述一个时间序列中各元素与所述脉冲信号的周期进行求余数运算，求余数运算的结果作为所述时间序列的残留时间序列；3)利用聚类方法对残留时间序列进行分类，实现脉冲信号的分选。装置方案二，在装置方案一的基础上，步骤2)还包括以下步骤：所述残留时间序列包含有噪声和野值序列，利用形态学的腐蚀算法对所述残留时间序列进行去噪和去野值处理，得到经过去噪和去野值处理后的残留时间序列。装置方案三，在装置方案一的基础上，所述组成一组时间序列的子步骤如下：分别计算每个跳频用户发射的脉冲信号到达接收机的时间序列，组成序列长度为各时间序列长度之和的时间序列，作为所述一个时间序列。装置方案四、五，分别在装置方案一、三的基础上，所述脉冲信号到达接收机的时间序列中的时间为检测的脉冲信号上升沿时间。装置方案六、七，分别在装置方案四、五的基础上，所述脉冲信号到达接收机的时间序列的表达式如下：ti＝tpi+Ri/c其中，ti表示第i个跳频用户发射的脉冲信号到达接收机的时间序列，tpi表示第i个跳频用户发射的脉冲信号的时间序列，tpi＝[0,T0,2T0,...,(Ni-1)T0]T，To表示所有跳频用户发射脉冲信号的周期，Ni表示第i个跳频用户发射脉冲信号的个数；Ri表示第i个跳频用户的发射机与接收机之间的距离，c表示光速。装置方案八，在装置方案一的基础上，所述聚类算法为KN最近邻算法。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过单通道接收两个以上跳频用户发射的脉冲信号，测量脉冲信号到达接收机的时间序列，将组成的一个时间序列中的各元素与脉冲信号的周期进行求余数运算，得到残留时间序列，然后利用聚类方法对其分类，实现脉冲信号的分选问题。附图说明图1是本专利技术的一种单通道跳频信号分选方法流程图；图2是本专利技术多调频用户与单接收机间的脉冲信号收发示意图；图3是本专利技术接收到两个调频用户发射的脉冲信号示意图；图4(a)是接收到两个调频用户发射的脉冲信号的时间序列示意图；图4(b)是将时间序列进行折叠的示意图；图5是本专利技术腐蚀算子的示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明。本专利技术的单通道跳频信号分选方法，包括以下步骤：通过单通道接收两个以上跳频用户发射的脉冲信号，测量脉冲信号到达接收机的时间序列，组成一个时间序列，且各脉冲信号的周期相同。分别计算每个调频用户发射的脉冲信号到达接收机的时间序列，将计算得到的各时间序列进行排序，组成序列长度为各时间序列长度之和的时间序列，作为上述一个时间序列，且上述脉冲信号到达接收机的时间序列中的时间为检测的脉冲信号上升沿时间。将上述一个时间序列中各元素与脉冲信号的周期进行求余数运算，求余数运算的结果作为所述时间序列的残留时间序列，该残留时间序列包含有噪声和野值序列；利用形态学的腐蚀算法对所述残留时间序列进行去噪和去野值处理，得到经过去噪和去野值处理后的残留时间序列，最后，利用聚类方法对残留时间序列进行分类，从而实现脉冲信号的分选。具体的，如图1所示，考虑M个跳频通信用户组网同时发射脉冲信号，单个接收机对这些信号进行截获接收，如图2所示。所有的发射机组成一个时间同步的网络，它们在同一时间发射脉冲信号。对于第i个用户，i＝1,2,...,M，设定第i个跳频用户发射脉冲信号的个数为Ni，则第i个跳频用户发射脉冲信号时间序列为：tpi＝[0,T0,2T0,...,(Ni-1)T0]T其中，tpi表示第i个跳频用户发射的脉冲信号的时间序列，T0表示每个脉冲信号的发射周期，对于网内的多个目标，它们具有相同的发射周期。由于所采用的接收机是频率宽开的，所有的脉冲信号都能够被截获，且脉冲信号的到达时间TOA(定义为脉冲的上升沿时间)也能够被测量。对于第i个用户，其发射的脉冲信号到达接收机的时间序列t为：ti＝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单通道跳频信号分选方法，其特征在于，包括以下步骤：1)通过单通道接收两个以上跳频用户发射的脉冲信号，测量所述脉冲信号到达接收机的时间序列，组成一个时间序列，且各脉冲信号的周期相同；2)将所述一个时间序列中各元素与所述脉冲信号的周期进行求余数运算，求余数运算的结果作为所述时间序列的残留时间序列；3)利用聚类方法对残留时间序列进行分类，实现脉冲信号的分选。

【技术特征摘要】
1.一种单通道跳频信号分选方法，其特征在于，包括以下步骤：1)通过单通道接收两个以上跳频用户发射的脉冲信号，测量所述脉冲信号到达接收机的时间序列，组成一个时间序列，且各脉冲信号的周期相同；2)将所述一个时间序列中各元素与所述脉冲信号的周期进行求余数运算，求余数运算的结果作为所述时间序列的残留时间序列；3)利用聚类方法对残留时间序列进行分类，实现脉冲信号的分选。2.根据权利要求1所述的单通道跳频信号分选方法，其特征在于，步骤2)还包括以下步骤：所述残留时间序列包含有噪声和野值序列，利用形态学的腐蚀算法对所述残留时间序列进行去噪和去野值处理，得到经过去噪和去野值处理后的残留时间序列。3.根据权利要求1所述的单通道跳频信号分选方法，其特征在于，所述组成一个时间序列的子步骤如下：分别计算每个跳频用户发射的脉冲信号到达接收机的时间序列，组成序列长度为各时间序列长度之和的时间序列，作为所述一个时间序列。4.根据权利要求1或3所述的单通道跳频信号分选方法，其特征在于，所述脉冲信号到达接收机的时间序列中的时间为检测的脉冲信号上升沿时间。5.根据权利要求4所述的单通道跳频信号分选方法，其特征在于，所述脉冲信号到达接收机的时间序列的表达式如下：ti＝tpi+Ri/c其中，ti表示第i个跳频用户发射的脉冲信号到达接收机的时间序列，tpi表示第i个跳频用户发射的脉冲信号的时间序列，tpi＝[0,T0,2T0,...,(...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡德秀，赵拥军，黄洁，刘智鑫，赵勇胜，刘成城，刘桢，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队信息工程大学，
类型：发明
国别省市：河南,41