基于压缩感知的跳频网台分选技术研究

【摘要】当代电子信息战中，由于复杂多变的空中电磁环境，信息通信的安全以及信息的抗干扰显得尤为重要。由于跳频网台通信技术具有较好的抗干扰性能和较高的频谱利用率以及低截获率等特点，被普遍地应用于军事通信领域。跳频网台能够有效的利用组网技术拓展其工作范围，提高通信性能，增强通信系统的抗干扰能力、抗跟踪能力等。因此，加强对于跳频网台的组网方式和分选技术的研究，提升现代军事的通信对抗实力，具有重要的现实意义。现代通信技术不断进步，通信空间中的信号越来越趋于复杂多样。而且在通信对抗的过程中，通信双方很难做到完全的保密和抗干扰，加之目前信号频谱资源利用已经趋于匮乏，当前已经出现了如超宽频段跳频信号、猝发以及跳跃、跳时等复杂多样的信号形式，超带宽信号通信能够有效地避免一些由于干扰严重、信号抗侦听差、反侦察效果差导致的一些通信问题。因此，未来的通信领域将会更多地采用超宽带信号通信方式。然而超宽带信号受限于传统的奈奎斯特采样理论，其采样率也普遍较大，对现有的硬件技术水平要求较高。因此，一种可以突破奈奎斯特采样定理限制的信号处理技术的研究变得十分的重要。近年来，国外学者提出了一种名为压缩感知(CompressiveSensing，CS)的理论。当信号通过模拟信息转换器(AnalogtoDigitalConverter，AIC)时，可以以远低于奈奎斯特采样率对信号进行采样，只需获得少量的信息样点，便可重建信号，缓解了前端ADC快速采样和存储设备面对海量数据的压力。模拟信号通过AIC器件后变为信息域数据，因此传统的时频域数据处理方法不再适用。本文通过将跳频网台的组网技术与压缩感知理论相结合，对基于AIC信息的跳频信号分选与识别技术做了较深入研究，在已有的研究基础上，改进提出了两种能应用于超宽带跳频通信网台的分选方法。论文主要包括四个部分的内容。第一部分主要介绍了压缩采样的基本原理，以及信号的稀疏表达和重建算法，信号重建算法的仿真结果表明基于压缩采样的信号重建方法能够有效快速地重建原始信号；第二部分详细阐述了跳频通信的概念并研究了跳频网台的几种组网方式，从网台分选的角度介绍了同步正交组网和异步非正交组网的特征；第三部分提出了一种改进的基于AIC的跳频信号TDOA(TimeDifferenceofArrival)估计的跳频网台分选方法；第四部分依据异步组网方式下不同网台之间具有不同的跳频频率集，改进了一种基于对跳频信号进行准确频率估计的跳频网台分选方法，仿真结果显示该方法能有效快速的实现网台分选。
【作者】肖超；
【导师】汪立新；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】压缩感知；AIC信息；跳频网台分选；TDOA估计；频率集；

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