一种基于FFT变换的跳周期估计方法技术

本发明专利技术属于跳频网台参数估计领域，具体涉及一种基于FFT变换的跳周期估计方法。该场景下主要包含跳频网台信号以及其它干扰信号，可以利用常规超短波跳频网台跳周期固定的特点，通过时频峰值检测算法得到跳频脉冲时频峰值，根据时频峰值创建跳频脉冲时间中心序列，对该时间中心序列进行FFT变换处理，即可在变换后的FFT谱中读取与跳周期有关的峰值坐标信息，依据该信息坐标即可计算出跳周期的值。本发明专利技术可以在检测状况较差(漏检跳数较多)、时频图时间分辨率较低的情况下得到准确的估计值，且方法简单，效果良好。效果良好。效果良好。

【技术实现步骤摘要】
一种基于FFT变换的跳周期估计方法


[0001]本专利技术属于跳频通信侦察领域，具体涉及一种基于FFT变换的跳周期估计方法。

技术介绍

[0002]跳频通信是最常用的扩频通信方式之一，其工作原理是指收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化的通信方式，即通信中使用的载波频率受伪随机变化码的控制而随机跳变。从通信技术的实现方式来说，跳频通信是一种用码序列进行多频频移键控的通信方式，也是一种码控载频跳变的通信系统。跳频通信由于其抗干扰能力强，截获概率低，对频率选择性衰落有很好抑制作用等特点，其被广泛应用于军事通信，如采用跳频技术的短波、超短波电台，同时也迅速向民用通信渗透，如移动通信、数据传输、计算机无线数据传输、无线局域网等方面。
[0003]跳频通信侦察通常包括跳频信号的检测、参数估计和信号分选三大任务。跳频信号检测就是指对敌方未知跳频信号进行截获，包括对混杂在噪声中的跳频信号进行检测；参数估计则是对检测到的未知跳频信号的跳频速率、跳时、跳频图案、到达方向等参数作出估计；分选则是利用已经估计出的参数对截获的跳频信号进行网络分选以及同网内的网台分选，以便于后续的解调解密或者跟踪干扰等。
[0004]跳频信号属于非平稳信号，由多个在时频中跳变的脉冲组成，而时频分析则是一种分析此类信号有利的工具，故目前对跳频信号参数估计方法大多偏向时频分析技术，部分跳频参数估计的前提是准确获取跳频脉冲时频峰值，根据跳频脉冲时频峰值估计跳周期、跳时、载频等参数，目前常用的时频峰值检测算法包括基于二维二次差分的快速跳频信号峰值检测算法、基于平面薄片重心的慢速跳频信号时频峰值检测等多种峰值检测算法等。
[0005]目前依据时频峰值进行跳周期估计的方法主要包括基于逐次CT(跳频脉冲中心时刻值)差值直方图法，该方法利用跳频脉冲峰值之间的时间差估计多信号的跳周期，但只适用于跳速固定、信号检测状况良好(漏检跳数很少)的情况，如果信号检测效果欠佳，多跳脉冲漏检时很容易得到错误的估计值，另外这种算法需要计算多级差值，计算量较大。

技术实现思路

[0006]针对跳频信号跳周期估计问题，本专利技术提出了一种基于FFT变换的跳周期估计方法。
[0007]本专利技术采用的技术方案是：
[0008]通过峰值检测算法找到跳频信号每跳脉冲对应的时频峰值，记录其在时频矩阵中的位置，提取时频峰值中的时间参数，利用该时间参数创建跳频脉冲时间中心序列，对该序列进行FFT变换得到对应FFT谱，从FFT谱图上估计跳周期参数。具体包括：
[0009]在设定时频段内侦收得到1个跳频信号与n个背景信号为
[0010]y
n
＝y
TH
+y
bs1
+y
bS2
+
…
+y
bsn
[0011]其中，y
TH
是跳频信号，y
bsn
是背景信号；
[0012]使用谱图对侦收信号y
n
进行时频表示，得到时频矩阵S
n
，所述谱图的定义为短时傅
[0013]立叶变换模的平方，时频谱图表示为：
[0014][0015]已知侦收信号y
n
时间长度为t，得到的时频矩阵S
n
的行长表示时间上的采样个数L
t
，该时时频谱图中的时间分辨率参数T
r
为：
[0016][0017]通过峰值检测算法找到跳频网台信号中跳频脉冲的每跳中心时频峰值，得到时频峰值矩阵TF；
[0018]创建一个全为0的时间序列CT，该序列的长度与时频矩阵S
n
的长度相同，将时频峰值矩阵TF中的时间中心值对应时间序列CT中的位置设为1，其余位置设置为0，此时的时间序列CT即为包含跳频脉冲时间中心信息的跳频脉冲时间中心序列；
[0019]对跳频脉冲时间中心序列CT进行FFT变换，得到FFT变换后的FFT谱P
CT
；
[0020]对得到的时间中心序列FFT谱P
CT
提取峰值，将峰值突出度设置为门限ε1，超过该门限的认为是FFT谱P
CT
中的峰值，将所有峰值的横坐标进行采集形成峰值横坐标序列a
CT
；
[0021]a
CT
中的第一个峰值横坐标即对应跳频脉冲跳变频率a1；
[0022]对得到的脉冲跳变频率求其倒数，即为跳周期对应的时间采样点数，跳周期T
H
的值即为：
[0023][0024]本专利技术具有如下有益效果：
[0025]与逐次CT差值直方图法相比，基于FFT变换的跳周期估计方法在检测状况较差(漏检跳数较多)的情况下也能够得到准确的估计值，且该方法只需进行一次FFT计算，计算量较小，方法简单，效果良好。
附图说明
[0026]图1为基于FFT变换的跳周期估计方法流程图；
[0027]图2为跳频信号侦收时频图；
[0028]图3为跳频信号处理后，跳频脉冲时间中心序列FFT变换后的FFT谱；
[0029]图4为跳频及梳状谱信号侦收时频图；
[0030]图5为跳频及梳状谱信号处理后，跳频脉冲时间中心序列FFT变换后的FFT谱。
具体实施方式
[0031]参阅图1，本方法具体包括以下步骤：
[0032](1)侦收某时频段内1个跳频信号与n个背景信号为
[0033]y
n
＝y
TH
+y
bs1
+y
bs2
+
…
+y
bsn
ꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0034](2)基于短时傅立叶变换的谱图效果很好，能很清晰地辨认信号，且在工程上得到了广泛运用，故使用谱图(Spectrogram，SP)将侦收信号y
n
进行时频表示，得到时频矩阵S
n
，所谓谱图定义为短时傅立叶变换模的平方，时频谱图表示为：
[0035][0036](3)已知侦收信号y
n
时间长度为t，(2)中得到的时频矩阵S
n
的行长表示时间上的采样个数L
t
，该时时频谱图中的时间分辨率参数T
r
即为：
[0037][0038](4)通过基于二维二次差分的快速跳频信号峰值检测算法、基于平面薄片重心的慢速跳频信号时频峰值检测算法等峰值检测算法找到跳频网台信号中跳频脉冲的每跳中心时频峰值，得到时频峰值矩阵TF。
[0039](5)创建一个全为0的时间序列CT，该序列的长度与时频矩阵S
n
的长度相同，将时频峰值矩阵TF中的时间中心值对应时间序列CT中的位置设为1，其余位置设置为0，此时的时间序列CT即为包含跳频脉冲时间中心信息的跳频脉冲时间中心序列。
[0040](6)对跳频脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FFT变换的跳周期估计方法，其特征在于，包括：在设定时频段内侦收得到1个跳频信号与n个背景信号为y
n
＝y
TH
+y
bs1
+y
bs2
+
…
+y
bsn
其中，y
TH
是跳频信号，y
bsn
是背景信号；使用谱图对侦收信号y
n
进行时频表示，得到时频矩阵S
n
，所述谱图的定义为短时傅立叶变换模的平方，时频谱图表示为：已知侦收信号y
n
时间长度为t，得到的时频矩阵S
n
的行长表示时间上的采样个数L
t
，该时时频谱图中的时间分辨率参数T
r
为：通过峰值检测算法找到跳频网台信号中跳...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖锐，高书超，宋廷松，李万春，刘亮，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：