[发明专利]一种基于MSPWVD的PRBC-LFM复合信号伪码序列盲估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及到信号处理领域，具体为一种基于修正平滑Wigner-Ville分布(MSPWVD)的伪码调相与线性调频(PRBC-LFM)复合信号伪码(PN码)序列盲估计方法。 

背景技术

由于复杂调制无线电信号面临的工作环境日益恶劣，抗干扰能力成为无线电信号研究的一个重点。其中PRBC-LFM复合体制的抗干扰是国内外研究的重点和难点。PRBC-LFM复合体制信号兼具伪随机码和线调频信号的特点，具有良好的距离截止特性，较强的抗干扰和测距能力，现已成为无线电信号工作体制中重要的发展方向之一。PRBC-LFM复合体制信号可以看作是低信噪比高动态的直扩信号，通常隐蔽在噪声中，使得其特征参数和特征波形的检测和估计变得更为复杂和困难。目前针对PRBC-LFM复合体制信号特征参数提取的文献较少，尤其对特征伪码参数和波形检测与估计的文献甚少。而对于PRBC-LFM复合体制信号而言，伪码特征参数对能否有效对抗干扰至关重要。 

目前针对PRBC-LFM复合体制信号参数与波形进行检测与估计的方法主要有文献1（赵惠昌，熊刚，杨小牛．基于谱相关的正弦调频脉间伪码调相复合体制侦察信号识别[J]．兵工学报，2006，27(2): 258-264）提出的谱相关方法和文献2（熊刚，杨小牛，赵惠昌．基于平滑伪Wigner分布的伪码与线性调频复合侦察信号参数估计[J] ．电子与信息学报，2008，30(9): 2115-2119）提出的时频分析方法，这些方法几乎都是用于对该复合体制信号的参数检测与估计，而基本不涉及对信号特征波形及伪码序列估计，而且谱相关方法需满足调频带宽大于编码数与脉冲宽度之比，才可以得到较好的信号参数和波形估计性能。 

鉴于此，本发明提出了一种基于时频分析的PRBC-LFM复合信号PN码序列盲估计方法。Wigner-Ville分布(WVD)是一种最基本的时频分布，对单分量线性调频信号具有较好的时频聚集性和跟踪瞬时频率的能力。一个伪码周期内的PRBC-LFM复合信号可以表示为： 

                 (1)

式中为伪码序列，为宽度的矩形方波脉冲，为伪码位数，为线性调频信号起始角频率，为调频斜率。

信号的WVD定义为 

                 (2)

一个重复周期伪码波形信号

                         (3)

可以将式(3)看成是个方波之和，即

                      (4)

式中为处在不同时间段的方波，即，，则一个周期的PN码的WVD分布为

              (5)

式(5)中，为自WVD分布，为互WVD分布， 即在PRBC-LFM复合信号的时频平面将出现交叉项，交叉项将严重影响参数估计。为了减小交叉项，已经提出了Wigner分布的几种改进形式，如伪Wigner-Ville分布(PWVD)、平滑Wigner-Ville分布(SWVD)、平滑伪Wigner-Ville分布(SPWVD)等时频分布，其中SPWVD是由Auger和Flandrin等人提出的，其核函数分别采用时间域和频率域独立的平滑函数，通过调节两个平滑函数，得到比较理想的交叉项抑制效果。

SPWVD定义为 

      (6)

式中和是两个实的偶函数，且。

SPWVD在时频平面上任意点的值是经核函数的加权平均，求平均运算不仅可以使振荡的交叉项衰减，而且也会使信号分量扩散，导致时频聚集性下降。同时在较低信噪比条件下，噪声将严重影响信号的时频分布，使其参数检测和估计变得复杂和困难。 

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述技术问题，提出一种PRBC-LFM复合信号PN码序列盲估计的方法，解决PRBC-LFM复合信号PN码序列盲估计难题，克服传统方法在减小信号交叉项后时频聚集性有所降低的问题，同时减小噪声对伪码序列估计的影响，从而提高PRBC-LFM复合信号PN码序列盲估计的精度。 

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提出一种基于MSPWVD的PRBC-LFM复合信号伪码序列盲估计的方法，MSPWVD时频分布在减小信号交叉项干扰的同时可以增强时频聚集性，同时结合Hough变换和子空间分解(矩阵奇异值分解（SVD）)方法，进一步减小交叉项和抑制噪声的影响，进而较准确地估计出PRBC-LFM复合信号的伪码（原或反）序列。