强干扰环境下跳频通信盲接收技术的研究

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跳频通信凭借着很好的抗干扰性能被广泛应用在军事通信领域,作为非合作接收的第三方,跳频通信盲接收系统可以在没有任何先验知识的条件下,实现跳频信号的侦察与分析,继而获得通信方的信息。然而,现实电磁环境中存在的各种干扰信号给跳频信号的盲接收造成了很大的困难,尤其是在干扰信号与跳频信号发生频率重叠时,同时,对于非协作跳频信号的解跳拼接技术也是跳频通信盲接收技术中至关重要的部分。针对跳频通信盲接收技术的研究,本文的内容包括三个部分:强干扰环境下跳频信号盲检测技术的研究、强干扰环境下跳频信号参数盲估计技术的研究以及非协作跳频信号同步解跳拼接技术的研究。在跳频信号检测部分,本文重点研究了强干扰环境下基于时频分析的跳频信号检测方法。对接收信号进行预处理时,根据电磁环境中各种干扰信号的特点,研究了三种干扰剔除的方法,对于跳频信号频率与干扰信号频率发生重叠的情况,提出了一种基于时频矩阵分段对消的方法以用于剔除功率稳定的定频干扰信号。最后成功的提取到了接收信号的时频特征量,实现了强干扰环境下跳频信号的盲检测。在跳频信号参数估计部分,针对跳频信号与干扰信号发生频率重叠且定频干扰功率起伏的情况,本文提出了一种基于信号时频图像信息提取的跳频信号参数估计方法。首先研究了一种基于图像重心的跳周期估计方法,然后通过二值化、形态学细化以及设置持续时间门限的方法剔除功率起伏的定频干扰信号的影响,并补全了发生频率重叠的跳频片段,最后利用完整时频脊线实现了强干扰环境下跳频信号的参数盲估计。在非协作跳频信号解跳拼接部分,针对跳频信号参数估计值存在误差的情况,本文根据跳频通信盲接收系统同步解跳拼接的基本原理,研究了跳同步判定与调整算法以及载波频率差估计与调整算法。根据跳同步的偏差调整起跳时刻估计值以使跳频信号与本地载波达到同步,根据载波频率差的估计调整跳频频率估计值以使解跳拼接得到的中频信号满足解调要求,最后通过实验分析,验证了本文算法的性能。
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