[发明专利]一种跳频信号特征提取与参数估计方法

说明书

本发明公开了一种跳频信号特征提取与参数估计方法,克服了现有技术具有时间和频率分辨率相互制约、存在交叉项及TT变换对噪声敏感问题，步骤：1.跳频信号采样；2.作平滑伪Wigner时频变换；3.作基于SPWVD变换的TT变换；4.绘制SPWVD‑TT变换图；5.提取得到的SPWVD‑TT变换图中“眼状”结构最外圈等高线；6.求上包络曲线，去直流分量；7.估计跳频周期：对去除直流分量后的上包络曲线进行傅里叶变换，得到的幅频图中幅度最大值对应的频率即为跳频速率估计值，跳频速率取倒数即为跳频周期估计值；8.估计跳频时刻：通过其余峰值时间点t₁,t₂,...,t_k‑1对跳频时刻进行估计；通过累加平均法减小误差，初始跳频时刻估计值为

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，更确切地说，本发明涉及一种跳频信号特征提取与参数估计方法。

背景技术

跳频通信由于具有良好的抗干扰，低截获概率及灵活组网能力，在军事领域得到极大的发展，采用跳频技术的各式电台在军事领域得到广泛应用，极大提高了军事装备的抗截获和抗干扰能力。在通信对抗中，对跳频通信信号的参数进行有效提取是实施干扰的首要前提。因此，对未知参数的跳频信号进行参数估计已经成为通信对抗研究的重点，对现代军事和国防安全具有重要的意义。

跳频信号是指发送信号的载波按照跳频序列进行跳变，具有时变，伪随机的载频，是一种典型的多分量非平稳信号。传统的傅里叶变换方法不能分析跳频信号在特定时刻的频率分布情况以及频率随时间的变化情况。因此通常采用时频分析方法对跳频信号进行分析和参数估计。主要的时频分析方法分为线性时频分析方法和非线性时频分析方法。线性时频分析方法主要包括：短时傅里叶变换，Gabor变换，小波变换，S变换等。但由于受到Heisenberg测不准原理的限制，其时间分辨率和频率分辨率相互制约。非线性时频分析方法相对于线性时频分析方法具有更高的时频分辨率，但却受到交叉项的干扰，对有用信号的分析造成影响。

TT变换是基于S变换的一种时-时分析方法。与时频分析方法相比，该方法具备如下特性：具有良好的频率聚集能力，能够压制原信号的低频成分，精确捕捉信号突变的起始时刻。因此TT变换可以作为一种检测信号频率变化和跳频信号参数估计的工具。但该变换最大的问题就是对噪声较为敏感，当存在大量噪声时无法对跳频信号的参数进行估计。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了传统的时频分析方法具有时间和频率分辨率相互制约、存在交叉项以及TT变换对噪声敏感的问题，提供了一种跳频信号特征提取与参数估计方法。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的一种跳频信号特征提取与参数估计方法包括步骤如下：

1)跳频信号采样；

2)作平滑伪Wigner时频变换；

3)作基于SPWVD的TT变换：

对平滑伪Wigner时频变换结果求关于频率f的傅里叶逆变换，表达式如下

式中：W(t,τ)为平滑伪Wigner时频变换的傅里叶逆变换结果；t为时间变量；f为频率变量；τ为时间延迟；

4)绘制SPWVD-TT变换图；

5)提取得到的SPWVD-TT变换图中“眼状”结构最外圈等高线：

所述SPWVD-TT变换图中的“眼状”结构是由若干条等高线包围形成，等高线从最外层到最内层，值逐渐增大；最外层等高线的值最小，最内层等高线的值最大，同时，等高线从最外层到最内层，平缓程度逐渐增加，最外层等高线最能反映出“眼状”结构的轮廓，也就是能够反映出跳频信号频率的跳变，因此提取出所述SPWVD-TT变换图中“眼状”结构的最外圈等高线，用来对跳频信号的参数进行估计；