短波通信系统发展及关键技术综述

针对现有算法没有涉及的宽带环境下多路摩尔斯信号自动检测问题,提出一种基于宽带时频图和集成学习分类器的算法.首先,通过提出一种基于宽带时频图的信号快速窄带滤波方法,实现噪声背景中各类型信号窄带时频图的快速获取;然后,为从上述窄带时频图中识别出多路摩尔斯信号,提出3个新特征与局部二值模式特征构成特征向量;最后,采用集成学习算法设计分类器实现摩尔斯信号的自动检测.与现有算法对比实验结果表明：针对多组实际数据,该算法的正确率均可达95%以上,同时误检率低于10%,具有良好的鲁棒性和应用价值.

     

基于形态学处理的短波跳频信号宽带时频检测算法

通过分析短波跳频信号的宽带时频特性,本文提出一种基于形态学处理的检测算法。算法分别利用形态学基本算法、改进的骨架化算法、改进的击中/击不中变换实现跳频检测过程中噪声和干扰信号的消除、跳频信号存在性的判定、跳频图像的还原等操作。仿真结果表明,算法在较低信噪比的情况下仍能较好的确定短波跳频信号的存在性,实现信号的检测与还原。     

一种短波宽带综合检测分类算法

目前在大多数宽带侦察处理系统中,信号的检测与分类是分离的,检测分类由于缺少相互关联而影响了系统的整体性能,算法很难随环境的变化自适应地做出调整。提出一种具备学习能力的算法,能够实现对宽带数据进行综合检测分类;充分利用传统和现代信号处理技术研究成果,提出5个特征参量,较好地完成了对信号的检测分类;提出5个新的性能指标,很好地表征了检测分类算法的精准度。通过在实际环境条件下测试运行,该算法能够实时高效地对短波宽带数据进行检测分类。     

信号时频表示的一种方法

描述了一种带相位因子的时频分析方法。它基于一种可滑动的、尺度可变的高斯窗思想。这种窗的大小与频率有关，并与傅是城叶频谱之间有直接对应关系。笔者对这种时频分析方法做了理论分析，并通过实验验证了该方法在时频分析方面的特点。     

基于图像分割的摩尔斯信号检测算法

摩尔斯信号在通信领域应用广泛,具有十分重要的研究价值。但是,由于短波信道比较复杂,环境恶劣,信号质量差,短波宽带条件下的摩尔斯信号检测问题一直没有较好的解决方案。基于此,提出了一种基于时频图和图像分割的摩尔斯信号检测算法。算法主要分为粗检测和识别两部分,粗检测是指基于图像分割的方法,从宽带数据中初步检测出摩尔斯信号;识别部分是指通过提取最大持续长度等特征,逐级排除非摩尔斯信号,进一步识别摩尔斯信号。实际信号测试表明,该算法对摩尔斯信号的正确检测率为96%以上,虚警率小于7.2%,相较于对比算法整体性能较好,具有一定的工程应用价值。     

改进Chirplet时频原子的非线性调频信号分解

针对Chirplet时频原子对正弦类型的非线性调频信号的分解性能较弱的问题,提出一种改进的Chirplet时频原子．首先从理论上分析Chirplet时频原子对正弦类型的时频分布的失配问题,其次在Chirplet时频原子中加入正弦调频因子,使原子的时频曲线产生类正弦形状的弯曲性能,最后使用遗传算法代替匹配追踪算法,提高原子搜索效率．仿真实验结果表明,改进的Chirplet原子对于非线性调频信号的分解性能与Gabor、Chirplet和FM^mlet原子相比,有了较大的提升．     

基于近似L0范数算法的跳频信号时频分析

针对跳频信号的参数化时频分析方法加以改进。对跳频信号进行完备傅里叶基表示,建立其稀疏优化表示模型,将跳频信号的时频分析问题转化为稀疏优化问题,然后借助近似L0范数优化方法进行时频分析。针对时长0.01s的一段跳频信号进行计算机仿真,所得时频分布图显示,改进方法比短时傅里叶变换和WVD方法具有更高的时频分辨率和更强的抑制干扰能力。     

一种改进的跳频信号时频分析方法

利用正交匹配追踪的稀疏表示算法进行跳频信号时频分析时,性能受到傅里叶基矩阵长度和稀疏度未知的限制。针对此问题,结合跳频信号特点对稀疏表示算法加以改进:将跳频信号分段,对每段信号进行傅里叶变换并进行门限检测,得到频率预估计值和信号稀疏度;利用频率预估计值构造频率细化子傅里叶基矩阵;基于正交匹配追踪算法得时频谱图。在运算量相同的情况下,改进方法比直接采用正交匹配追踪算法可获得更高精度的时频谱。     

基于EEMD和Choi-Williams分布的侵彻加速度信号时频分析

提出了一种基于总体经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)和Choi-Williams分布联合的时频分析算法,该算法采用EEMD算法将信号从频域上分离为若干个固有模态函数之和,再对各分量进行Choi-Williams分布,得到了信号的时频分布特征,有效地消除了信号内部各模态函数之间时频分布的交叉项,从而挖掘信号的本质及相关特征.通过对实测侵彻两层厚度不同的混凝土靶板的加速度信号,采用EEMD和Choi-Williams分布联合时频分析,得出弹体激发的振动模态和靶厚以及着靶速度有关.     

基于时频混合矩的小波调制信号识别

小波调制信号是一种特殊的调制信号,该文基于小波调制信号独特的时频特征,利用自适应优化核时频分布方法,探讨基于时频混合矩的多载波调制信号的识别。仿真表明,该方法不仅能将小波调制与OFDM信号进行分类,同时还能对不同调制级的小波调制信号进行分类。     

采用高阶累计量的时频混叠信号调制识别研究

随着当今无线通信技术的发展,频谱资源的划分日益紧张,在同一信道里出现两个或两个以上时频混叠信号的现象越来越普遍。文章针对共信道时频混叠信号调制识别的问题,提出一种基于高阶累计量的算法。该算法分别对混叠信号中各个信号以其参数进行载波同步与定时同步后由高阶累积量计算混叠信号的累积量处理得到混叠信号的特征参数,而后由SVM（支撑向量机）分类器进行多分类识别。经仿真验证,该算法能够实现BPSK,QPSK,8PSK,8QAM,16QAM信号混合后的识别。在对比已有文献的基础上,严格证明了经过载波同步和定时同步后混叠信号处理等效为单信号的结论,简化了特征参数的选取,同时采用SVM优化了分类性能并简化了分类流程。     

基于对称相关法的低信噪比信号时频分析

为了提高时频分析方法在低信噪比条件下的性能,分析了对称相关(SC)法在信号去噪中的优越性能,运用SC对预处理信号进行去噪处理,再进行时频分析.仿真结果表明,该方法可以显著提高低信噪比条件下的时频分析性能并具有更高的准确性;当信噪比低至-15 dB时,相对传统小波去噪方法,运用SC法估计初始频率和调频率的准确率仍能达到95%以上.     

基于非线性匹配追踪的激光微多普勒信号特征参数提取

针对振动目标的激光微多普勒信号特征参数提取问题,引入一种新的时频分析方法-非线性匹配追踪算法（NMP）,但该算法在强噪声和弱调制条件下存在较大局限性,据此提出一种加权平均频率算法（WAFA-NMP）对其抗噪性能进行改进,通过滑动矩形窗对NMP所提取本征函数的瞬时频率和幅度进行加权平均,得到其对应的时频分布。同时,对于弱调制条件下参数提取困难的问题,提出欠采样的WAFA-NMP来提取弱调制下的微动参数。通过实验仿真,并与Wigner-Ville分布及平滑伪Wigner-Ville分布进行比较,证明该方法的有效性,其平均估值精度高达96%,抗噪性能在-10dB以上。     

数字调频信号解调的新方法

提出了一种估计强背景噪声中的已知频率信号的新方法,然后将该方法应用于数字调频信号的解调。这种新的解高方法只需要知道载波信号的频率而不需要其相位信息就可以完成数字调频信号的解调。计算机仿真表明该方法具有比非相干解调更强的抗噪声能力,并且具有相当强的抗相位起伏的能力。因此,该解调方法具有良好的工程应用前景。     

A Time-Frequency Associated MUSIC Algorithm Research on Human Target Detection by Through-Wall Radar

In this paper, a time-frequency associated multiple signal classification (MUSIC) algorithm which is suitable for through-wall detection is proposed. The technology of detecting human targets by through-wall radar can be used to monitor the status and the location information of human targets behind the wall. However, the detection is out of order when classical MUSIC algorithm is applied to estimate the direction of arrival. In order to solve the problem, a time-frequency associated MUSIC algorithm suitable for through-wall detection and based on S-band stepped frequency continuous wave (SFCW) radar is researched. By associating inverse fast Fourier transform (IFFT) algorithm with MUSIC algorithm, the power enhancement of the target signal is completed according to the distance calculation results in the time domain. Then convert the signal to the frequency domain for direction of arrival (DOA) estimation. The simulations of two-dimensional human target detection in free space and the processing of measured data are completed. By comparing the processing results of the two algorithms on the measured data, accuracy of DOA estimation of proposed algorithm is more than 75%, which is 50% higher than classical MUSIC algorithm. It is verified that the distance and angle of human target can be effectively detected via proposed algorithm.     

64DAPSK信号性能分析及其在短波通信中的应用

在电离层中传播的短波信号会受到多径传播、多普勒频移和扩展以及衰落的影响,这样会使信息传输的错误比特率增加。OFDM是一种能有效降低多径传播对信号影响的调制技术,而采用DAPSK调制技术可以降低接收设备的复杂度。主要分析了在不同组合方式下（16DPSK/4DASK,16DPSK/4ASK,16PSK/4DASK）64DAPSK-OFDM系统的性能,仿真结果表明,16PSK/4DASK-OFDM在AWGN信道和HF信道下都优于其他2种组合方案的64DAPSK-OFDM系统。     

基于OpenCV的织物疵点自动检测技术研究

为保证织物疵点自动检测技术在尽可能低的误检和漏检率条件下,达到尽可能高的检测速度,本文基于开放计算机视觉(OpenCV),给出了判断疵点存在性和利用小波变换提取疵点纹理特征的方法。在Visual C++6.0环境下,开发了单色织物疵点检测和特征值提取程序,并对刮线、色污、长残、脏污、断纱、白杠、反丝、飞花、锈斑和掉扣等疵点样片进行检测实验。实验结果表明,经过小波变换处理后的子图,对于线状疵点织物,其特征值在疵点走向方向上(经向子图或者纬向子图)的变化明显,而对于面状疵点,其特征值在经、纬方向上均变化明显。该研究对实际检测系统的设计开发具有应用价值。     

基于AF切片与FrFT的STLFM信号检测与参数估计算法

针对基于Radon-Ambiguity变换(RAT)和分数阶Fourier变换(FrFT)的对称三角线性调频(STLFM)信号参数估计算法运算量较大的问题,在分析RAT变换估计调频斜率和STLFM信号模糊函数特征基础上提出了一种基于模糊函数(AF)切片和FrFT的STLFM信号参数估计新算法。该算法首先通过对观测信号固定时延点AF切片的计算估计出调频斜率,然后得到相应的FrFT最优变换阶数,最后利用两次FrFT估计出STLFM信号的调频带宽、调频周期和中心频率等参数。整个算法只需3次FFT的计算量即可估计出STLFM信号的所有参数。仿真实验表明了该算法能实现STLFM信号参数的快速有效估计。