一种到达时间重叠的两网台信号分选方法技术

本发明专利技术公开了一种到达时间重叠的两网台信号分选方法，属于通信对抗技术领域。本方法包括估计跳频周期；构建跳频信号的时频分布图；计算时频分布图中左、右空白矩形的范围；确定两网台跳频信号的各自分布区域，将区域内的跳频信号分选到各自网台；利用处于同一跳频周期的两个跳频信号的互斥性递归分选剩余的跳频信号；计算两个网台的参数等步骤。本发明专利技术在不增加来波方向信息的情况下利用跳频信号的时频分布特征和处于同一跳频周期的跳频信号的互斥性，实现了对两个相同跳速的到达时间重叠而频率集不完全重叠的网台信号的分选。本发明专利技术算法简洁，大大提高了网台分选方法的适应性，是对现有技术的一种重要改进。

【技术实现步骤摘要】
一种到达时间重叠的两网台信号分选方法
本专利技术属于通信对抗
，特别是指一种到达时间重叠的两网台信号分选方法。
技术介绍
跳频通信作为一种抗干扰通信手段已经在军事通信领域广泛应用。作为非合作通信的第三方，要想对跳频通信实施侦察和干扰，一个重要的前提是能够正确地进行网台分选，获取跳频电台的频率集、跳速等参数。现有的网台分选算法包括基于盲源分离的网台分选算法、基于跳频特征聚类的网台分选算法等。基于盲源分离的网台分选算法通过使用盲源分离算法处理时域信号进行分选，计算复杂，实时性较差，难以适应复杂的电磁环境。基于跳频特征聚类的网台分选算法通过是根据跳频信号的到达时间、来波方向等特征进行分选，但是，当侦察方无法获得跳频信号来波方向时，如果两个网台的信号到达时间重叠，基于跳频特征聚类的网台分选算法就会失效。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述现有技术中存在的缺陷，提出了一种到达时间重叠的两网台信号分选方法，其利用跳频信号的时频分布特征和处于同一跳频周期的跳频信号的互斥性，实现了对两个相同跳速的到达时间重叠而频率集不完全重叠的网台信号的分选。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种到达时间重叠的两网台信号分选方法，用于分选两网台的信号，两网台的跳频周期相等且信号到达时间重叠，包括以下步骤：(1)根据跳频信号到达时间估计跳频周期，并计算每个跳频信号的相对到达时间；(2)分别以跳频信号的相对到达时间和频率为横、纵轴构建跳频信号的时频分布图；在时频分布图上划分网格，统计每个网格内跳频信号的数量，若网格内无信号或信号稀疏，则该网格赋值为0，否则该网格赋值为1，由此得到一个二值化的密度矩阵；(3)在密度矩阵中搜索所有第一子矩阵和所有第二子矩阵；所述第一子矩阵中的元素全为0，其第1列是密度矩阵的第1列，且其最后1列与元素不全为0的列相邻；第一子矩阵对应在时频分布图上的区域即为左空白矩形；所述第二子矩阵中的元素全为0，其最后1列是密度矩阵的最后1列，且其第1列与元素不全为0的列相邻；第二子矩阵对应在时频分布图上的区域即为右空白矩形；记第j个左空白矩形的相对到达时间范围是[ltj,0,ltj,1]，频率范围是[lfj,0,lfj,1]，j＝0,1,…，将所有左空白矩形的相对到达时间范围统一为[lt0,lt1]，其中lt0是ltj,0的均值，lt1是ltj,1的均值；记第k个右空白矩形的相对到达时间范围是[rtk,0,rtk,1]，频率范围是[rfk,0,rfk,1]，k＝0,1,…，将所有右空白矩形的相对到达时间范围统一为[rt0,rt1]，其中rt0是rtk,0的均值，rt1是rtk,1的均值；(4)以相对到达时间范围为[lt0,lt1]、频率范围为[rfk,0,rfk,1]的交叠区域作为第一网台跳频信号的分布区域，这些交叠区域内的跳频信号形成第一网台的跳频信号集合A1；以相对到达时间范围为[rt0,rt1]、频率范围为[lfj,0,lfj,1]的交叠区域作为第二网台跳频信号的分布区域，这些交叠区域内的跳频信号形成第二网台的跳频信号集合A2；将除去集合A1和集合A2外剩余的跳频信号作为集合B；(5)在集合B中寻找与集合A1中的跳频信号处于同一跳频周期的跳频信号，并将其转移到集合A2中；此外，在集合B中寻找与集合A2中的跳频信号处于同一跳频周期的跳频信号，并将其转移到集合A1中；更新集合A1、A2、B；(6)完成步骤(5)后，利用处于同一跳频周期的两个跳频信号的互斥性，递归地将集合B中的跳频信号转移到集合A1和集合A2中，直至集合B中再无可转移的跳频信号；(7)根据步骤(6)最终获得的集合A1和A2，分别统计每个集合中各频率的出现次数，对各集合，将出现次数高的频率选出组成该集合对应网台的频率集，步骤(1)所得跳频周期的倒数即为两网台的跳速；完成网台分选。进一步的，所述步骤(6)中，每次递归均执行如下步骤：(601)计算集合A1中跳频信号的频率集合F1；(602)在集合B尚存的跳频信号中搜索频率属于集合F1的跳频信号，将搜索到的跳频信号转移到集合A1中，同时，将与这些跳频信号处于同一跳频周期的跳频信号转移到集合A2中；更新集合A1、A2、B；(603)计算集合A2中跳频信号的频率集合F2；(604)在集合B当前尚存的跳频信号中搜索频率属于集合F2的跳频信号，将搜索到的跳频信号转移到集合A2中，同时，将与这些跳频信号处于同一跳频周期的跳频信号转移到集合A1中；更新集合A1、A2、B。进一步的，步骤(1)中所述的相对到达时间为每个跳频信号的到达时间与其跳频周期相除的余数。进一步的，所述步骤(2)中，网格内无信号或信号稀疏的判断方式为：(201)计算第一列网格和最后一列网格中每对上下相邻网格的网格内跳频信号数量之和，取所有和值中的最大值，以该最大值的1/4作为阈值，若阈值小于4，则直接将阈值设置为4；(202)对于任何一个网格，若其中跳频信号的数量小于阈值，则判定该网格内无信号或信号稀疏。进一步的，所述步骤(1)中，估计跳频周期的方式为PRI脉冲重复间隔变换方法。进一步的，所述处于同一跳频周期的判断标准为，两个跳频信号的到达时间相差小于跳频周期的二分之一。进一步的，所述步骤(7)中，将出现次数高的频率选出组成该集合对应网台的频率集的具体方式为，计算集合A1或A2中各频率出现次数的均值，将该集合中出现次数大于均值二分之一的频率选出，组成该集合对应网台的频率集。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：1.本专利技术通过巧妙利用跳频信号的时频分布特征和处于同一跳频周期的跳频信号的互斥性，解决了现有方法难以解决的两个相同跳速的到达时间重叠而频率集不完全重叠的网台信号的分选问题，大大提高了网台分选方法的适应性。2.本专利技术算法简洁，计算量小，易于工程实现。附图说明图1是本专利技术实施例中分选方法的流程图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术做进一步的详细描述。一种到达时间重叠的两网台信号分选方法，用于分选两网台的信号，两网台的跳频周期相等且信号到达时间重叠，包括以下步骤：(1)估计跳频周期：根据跳频信号检测中得到的跳频信号的到达时间利用PRI变换算法估计跳频周期；(2)构建跳频信号的时频分布图：(2a)计算每个跳频信号的相对到达时间；(2b)分别以跳频信号的相对到达时间和频率为横、纵轴构建跳频信号的时频分布图；(3)计算时频分布图中左、右空白矩形的范围：(3a)在时频分布图上划分网格，统计每个网格内跳频信号的数量，形成密度矩阵；(3b)根据密度矩阵左、右边界元素确定阈值，形成二值化密度矩阵，值为0表示网格内无信号或信号稀疏，值为1表示网格内有信号；(3c)在二值化密度矩阵中搜索第一子矩阵，第一子矩阵中的元素全为0，第一子矩阵的第1列是二值化密度矩阵的第1列，第一子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种到达时间重叠的两网台信号分选方法，其特征在于，用于分选两网台的信号，两网台的跳频周期相等且信号到达时间重叠，包括以下步骤：/n(1)根据跳频信号到达时间估计跳频周期，并计算每个跳频信号的相对到达时间；/n(2)分别以跳频信号的相对到达时间和频率为横、纵轴构建跳频信号的时频分布图；在时频分布图上划分网格，统计每个网格内跳频信号的数量，若网格内无信号或信号稀疏，则该网格赋值为0，否则该网格赋值为1，由此得到一个二值化的密度矩阵；/n(3)在密度矩阵中搜索所有第一子矩阵和所有第二子矩阵；所述第一子矩阵中的元素全为0，其第1列是密度矩阵的第1列，且其最后1列与元素不全为0的列相邻；第一子矩阵对应在时频分布图上的区域即为左空白矩形；所述第二子矩阵中的元素全为0，其最后1列是密度矩阵的最后1列，且其第1列与元素不全为0的列相邻；第二子矩阵对应在时频分布图上的区域即为右空白矩形；记第j个左空白矩形的相对到达时间范围是[lt

【技术特征摘要】
1.一种到达时间重叠的两网台信号分选方法，其特征在于，用于分选两网台的信号，两网台的跳频周期相等且信号到达时间重叠，包括以下步骤：
(1)根据跳频信号到达时间估计跳频周期，并计算每个跳频信号的相对到达时间；
(2)分别以跳频信号的相对到达时间和频率为横、纵轴构建跳频信号的时频分布图；在时频分布图上划分网格，统计每个网格内跳频信号的数量，若网格内无信号或信号稀疏，则该网格赋值为0，否则该网格赋值为1，由此得到一个二值化的密度矩阵；
(3)在密度矩阵中搜索所有第一子矩阵和所有第二子矩阵；所述第一子矩阵中的元素全为0，其第1列是密度矩阵的第1列，且其最后1列与元素不全为0的列相邻；第一子矩阵对应在时频分布图上的区域即为左空白矩形；所述第二子矩阵中的元素全为0，其最后1列是密度矩阵的最后1列，且其第1列与元素不全为0的列相邻；第二子矩阵对应在时频分布图上的区域即为右空白矩形；记第j个左空白矩形的相对到达时间范围是[ltj,0,ltj,1]，频率范围是[lfj,0,lfj,1]，j＝0,1,…，将所有左空白矩形的相对到达时间范围统一为[lt0,lt1]，其中lt0是ltj,0的均值，lt1是ltj,1的均值；记第k个右空白矩形的相对到达时间范围是[rtk,0,rtk,1]，频率范围是[rfk,0,rfk,1]，k＝0,1,…，将所有右空白矩形的相对到达时间范围统一为[rt0,rt1]，其中rt0是rtk,0的均值，rt1是rtk,1的均值；
(4)以相对到达时间范围为[lt0,lt1]、频率范围为[rfk,0,rfk,1]的交叠区域作为第一网台跳频信号的分布区域，这些交叠区域内的跳频信号形成第一网台的跳频信号集合A1；以相对到达时间范围为[rt0,rt1]、频率范围为[lfj,0,lfj,1]的交叠区域作为第二网台跳频信号的分布区域，这些交叠区域内的跳频信号形成第二网台的跳频信号集合A2；将除去集合A1和集合A2外剩余的跳频信号作为集合B；
(5)在集合B中寻找与集合A1中的跳频信号处于同一跳频周期的跳频信号，并将其转移到集合A2中；此外，在集合B中寻找与集合A2中的跳频信号处于同一跳频周期的跳频信号，并将其转移到集合A1中；更新集合A1、A2、B；
(6)完成步骤(5)后，利用处于同一跳频周期的两个跳频信号的互斥性，递归地将集合B中的跳频信号转移到集合A1和集合A2中，直至集合B中再无可转移的跳频信号；
(7)根据步...

【专利技术属性】
技术研发人员：周德强，史飞，闫红超，张君毅，吕鹏，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：河北;13