基于时频分析的跳频信号欠定盲分离算法研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于时频分析的跳频信号欠定盲分离算法研究硕士研究生：刘建宇指导教师：张朝柱教授学科、专业：信息与通信工程论文主审人：乔玉龙教授哈尔滨工程大学2017年12月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于时频分析的跳频信号欠定盲分离算法研究硕士研究生：刘建宇指导教师：张朝柱教授学位级别：工学硕士学科、专业：信息与通信工程所在单位：信息与通信工程学院论文提交日期：2017年12月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertatio

2、nfortheDegreeofM.EngResearchonUnderdeterminedBlindSeparationforFrequencyHoppingSignalsBasedonTime-FrequencyAnalysisCandidate:LiuJianyuSupervisor:Prof.ZhangChaozhuAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:InformationandCommunicationEngineeringDateofSubmission:Dec

3、ember,2017DateofOralExamination:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨

4、工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门

5、进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日基于时频分析的跳频信号欠定盲分离算法研究摘要跳频通信是最常用的扩频通信方式之一，以其低截获概率、抗干扰性能好、组网能力强、保密性高等特点，在军事通信领域和民用通信领域中被广泛应用。由于跳频信号是典型的非平稳信号，需要采用非平稳信号处理方法进行分析，因此本文提出一种基于时频分析的跳频信号欠定盲源分离算法进行研究。本论文主要内容如下：首先，针对跳频通信系统的基本理论进行简要描述；根据跳频信号的特点，对几种常用的时频分析方法进行理论介绍和时频图对比仿真分析；以盲源分离理论为基础，确定跳

6、频信号欠定盲源分离的混合模型，并分别对几种常用的混合矩阵估计算法和源信号分离方法进行介绍。其次，由于复杂电磁环境中夹杂着大量噪声点，采用一种自适应时频域支撑点阈值设定的方法，从而剔除低能量噪点的干扰；通过Davies-BouldinIndex准则结合K-均值算法对聚类分析得到的时频点进行筛选，并通过单源点检测标准对单源点提取精度不佳的问题进行改善；通过时频单源点构建时频比矩阵对混合矩阵列矢量进行估计，从而得到欠定盲源分离混合矩阵的估计值。仿真实验验证了改进算法对欠定盲源分离混合矩阵具有较好的估计性能，算法改进的效果也比较明显。最后，针对跳频信

7、号载波频率不断跳变的情况，在不同时间段内的短时傅里叶变换窗函数中，通过判断频率聚类数的不同，确定跳频信号载波频率跳变点的时刻及位置，结合构建的时频比矩阵及入射角对盲源分离算法中的顺序不确定性进行改进，从而实现时变混合矩阵估计；通过子空间投影算法实现对多跳频信号进行分离，通过对分离信号中离散噪点的进一步剔除，从而达到更好的分离效果。仿真实验可得，改进的算法对多跳频信号分离的可行性。关键词：时频分析；欠定盲源分离；K-均值；跳频信号哈尔滨工程大学硕士学位论文基于时频分析的跳频信号欠定盲分离算法研究ABSTRACTFrequencyhoppingc

8、ommunicationisoneofthemostcommonwayofspreadspectrumcommunication.Ithasbeenwidelyus