【摘要】：進入21世紀以來,戰(zhàn)爭形態(tài)已由原來的機械化逐步向信息化轉變,雙方的對抗也不再局限于戰(zhàn)略裝備的比拼,高效精準的信息處理手段成為決定戰(zhàn)爭走向的至關重要因素。非合作跳頻信號因具良好的抗遠近效應及干擾魯棒性,在信息化戰(zhàn)爭中得以推廣,研究非合作跳頻信號相關特性,尋找有效的攔截,識別及恢復算法,是當前軍事通信領域備受矚目的課題之一。隨著硬件設施的成熟完善,非合作跳頻信號逐漸向“高跳速,多頻點,超帶寬”方向發(fā)展,信號波形復雜度急劇上升,所包含的先驗信息量卻微乎其微,這些都對現(xiàn)代信號處理手段提出空前挑戰(zhàn)。盲壓縮感知理論是一種基于投影測量,稀疏編碼及變換基構造過程提出的采樣重構框架。一方面,該理論保留了傳統(tǒng)壓縮感知理論壓縮采樣的優(yōu)勢,利用投影測量對信號中的有用信息進行提取,在不破壞目標信號結構的基礎上,最大限度的壓縮了數(shù)據(jù)量;另一方面,該理論融合字典學習過程,通過交替迭代找到一對乘積最優(yōu)的稀疏矩陣及變換基,用來恢復原始信號結構。盲壓縮感知理論真正實現(xiàn)了無先驗信息重構理念,對非合作通信的發(fā)展提供了重要理論支撐。本文進行了基于盲壓縮感知的非合作跳頻信號處理技術的研究,內容包括信號模型建立,盲壓縮重構及跳變參數(shù)估計三方面內容。本文首先介紹了跳頻技術提出及推廣過程,總結了現(xiàn)有的跳頻信號處理方法。介紹了盲壓縮感知的提出過程以及相應的公式定理,總結了使其滿足唯一性的三個限制條件及所對應的最優(yōu)算法,并分析比較了三種算法各自的特性。然后介紹了非合作跳頻通信系統(tǒng)組成部分、重要參數(shù)指標及調制方式。根據(jù)非合作跳頻信號的定義式,選取恰當?shù)膮?shù)值,得到信號的仿真結果。引入盲壓縮感知理論來還原信號結構,根據(jù)實驗數(shù)據(jù),分析各項參數(shù)對還原質量影響。最后,在精確重構的基礎上,對非合作跳頻信號進行頻域研究,提出針對跳變頻率及跳變周期的估計方法,根據(jù)仿真數(shù)據(jù),分析了影響估計質量的因素。
[Abstract]:Since the beginning of the 21st century, the form of war has gradually changed from the original mechanization to the informatization. The confrontation between the two sides is no longer limited to the competition of strategic equipment, and the efficient and accurate means of information processing has become a crucial factor in determining the direction of the war. Non-cooperative frequency hopping signals have been extended in information warfare because of their good robustness against far and near effects and interference. The correlation characteristics of non-cooperative frequency hopping signals are studied, and effective interception, identification and recovery algorithms are found. It is one of the most attractive topics in the field of military communication. With the maturity of hardware facilities, non-cooperative frequency hopping signals gradually develop to the direction of "high speed hopping, multi-frequency points, super-bandwidth", and the complexity of signal waveforms increases sharply, but the prior information contained is very little. All of these present unprecedented challenges to modern signal processing methods. Blind compression sensing theory is a sampling reconstruction framework based on projection measurement, sparse coding and transform base construction process. On the one hand, the theory retains the advantages of the traditional compression sensing theory of compression sampling, using projection measurement to extract useful information from the signal, on the basis of not destroying the structure of the target signal, maximum compression of the amount of data; On the other hand, the theory combines dictionary learning process and finds a pair of optimal product sparse matrix and transform basis by alternating iteration, which can be used to restore the original signal structure. Blind compression perception theory really realizes the idea of non-prior information reconstruction, which provides an important theoretical support for the development of non-cooperative communication. In this paper, the non-cooperative frequency hopping signal processing technology based on blind compression sensing is studied, including the establishment of signal model, the reconstruction of blind compression and the estimation of jump parameters. This paper first introduces the introduction and popularization of frequency hopping technology, and summarizes the existing frequency hopping signal processing methods. This paper introduces the process of the blind compression perception and the corresponding formula theorem, summarizes the three restriction conditions and the corresponding optimal algorithm to make it satisfy the uniqueness, and analyzes and compares the respective characteristics of the three algorithms. Then, the components, important parameters and modulation methods of non-cooperative frequency hopping communication system are introduced. According to the definition of non-cooperative frequency hopping signal, the appropriate parameter values are selected and the simulation results are obtained. The blind compression sensing theory is introduced to restore the signal structure. According to the experimental data, the influence of the parameters on the reduction quality is analyzed. Finally, on the basis of accurate reconstruction, the non-cooperative frequency hopping signal is studied in frequency domain, and the estimation method of hopping frequency and period is proposed. According to the simulation data, the factors affecting the estimation quality are analyzed.
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN911.7;E96

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本文編號：2431117