跳频信号的参数估计和调制识别

论文摘要

跳频通信以其独特的抗干扰性能,刚一出现便引起各国的广泛兴趣,尤其在军事通信领域更是方兴未艾。因此,如何有效地干扰跳频通信系统已成为通信电子战的一个重要部分。在对跳频电台实施干扰之前,对所截获的跳频信号进行各项参数估计和调制识别是一个必不可少的环节。而且这一环节分析结果的好坏将直接影响到后继的干扰环节。本文主要研究跳频信号的参数估计和调制识别,最后也初步研究了某些跳频电台可能遇到的一种通过干扰其同步信号来干扰整个跳频系统的干扰方式。这一干扰方式的出现为跳频电台同步信号的设计提出了更高的抗干扰要求。本文的具体工作内容如下:1)概述了跳频通信系统的基本原理,对系统各个组成部分及子系统作了详细介绍。同时综述了跳频同步的方法和跳频系统常见干扰方式。最后对常规跳频通信系统进行了半实物仿真实验。2)研究了三类主流的跳频信号分析方法:STFT、Wigner-Ville分布和小波变换,综合评价了它们的优缺点,并将它们在跳频信号分析上的实际运用做了算法仿真。3)针对STFT、Wigner-Ville分布和小波变换这三类时频分析方法的优势和不足之处,给出了一种改进的STFT时频分析方法:短时傅立叶变换-最小二乘-Kay法（STFT-LS-Kay）的联合跳频信号分析法。仿真结果表明,该方法能快速有效地对高跳速的跳频信号做实时分析。4)文中利用改进的方法对低跳速条件下的2FSK、BPSK及QPSK跳频信号做了有效的调制识别。5)针对某些常用跳频电台同步方式的独特性,对其同步信号做了深入研究,探讨了这类电台可能遇到的一种干扰方式——同步信号干扰法。通过本文的研究发现,这种干扰方法对跳频电台有极强的干扰效果,因此在设计同步信号样式时应特别注意。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 本文研究背景
• 1.2 本文结构安排
• 第二章 跳频通信系统原理与信号仿真
• 2.1 跳频通信基本原理
• 2.2 跳频通信系统同步方法
• 2.3 跳频通信系统干扰方法
• 2.3.1 通信信号的干扰
• 2.3.2 同步系统的干扰
• 2.4 跳频通信系统半实物仿真实验
• 2.4.1 实验系统框图
• 2.4.2 实验软件界面
• 2.4.3 部分实验结果
• 2.5 本章小结
• 第三章 跳频信号的常用时频分析方法
• 3.1 短时傅立叶变换
• 3.1.1 STFT 的定义
• 3.1.2 STFT 算法仿真
• 3.2 WIGNER-VILLE 分布
• 3.2.1 WVD 的定义
• 3.2.2 PWVD 的定义
• 3.2.3 SPWVD 的定义
• 3.2.4 SPWVD 算法仿真
• 3.3 小波变换
• 3.3.1 小波变换的定义
• 3.3.2 Morlet 小波变换算法仿真
• 3.4 三种算法性能对比
• 3.5 本章小结
• 第四章 跳频信号的参数盲估计及调制识别
• 4.1 跳频信号的参数估计
• 4.1.1 跳速盲估计
• 4.1.2 跳变时刻估计
• 4.1.3 跳频图案估计
• 4.1.4 STFT-LS-Kay 算法总结
• 4.2 跳频信号的调制识别
• 4.2.1 2FSK 调制方式的识别
• 4.2.2 BPSK 与QPSK 调制方式的识别
• 4.3 本章小结
• 第五章 跳频电台的同步信号研究
• 5.1 跳频电台同步信号的特点
• 5.2 同步码字的识别
• 5.2.1 概率统计法
• 5.2.2 相关搜索法
• 5.3 同步信号干扰法的具体实现
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 未来展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介及研究成果