基于Wigner分布的非平稳信号研究

发布时间：2017-04-02 17:02

  本文关键词：基于Wigner分布的非平稳信号研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线通信网络已经成为现代人类生活中信息传输的重要方式,但是其开放式的传输环境导致信道中传输的信号较容易被第三方进行侦听和破译。从提高无线通信系统的安全性和可靠性角度出发,需要构造一种尽可能消除了循环平稳性和各态历经性的非平稳无线通信信号,使得无法通过长期大量观测获取到信号的统计特征。由于所构造的非平稳信号具有时变参数特性,因此,需要采用时频分析方法来描述和评价其特性。WVD(Wigner-Ville Distribution)变换具有良好的时频聚集性及物理性质,是时频分析的有力工具。它的改进算法Radon-WVD变换不仅具有WVD的优良特性,还具有良好的抗噪性能和交叉项抑制能力,更是被广泛应用在时频分析领域。本文以典型的非平稳信号Chirp信号为研究对象,研究了用Radon-WVD变换对其单分量和多分量信号进行参数估计的方法,以及在不同仿真条件下信号的参数估计性能的影响因素,并利用WVD变换对构造的非平稳无线通信信号的通信参数进行检测和分析,验证所构造非平稳通信信号的抗检测性能。主要工作概述如下:①针对单分量Chirp信号,采用解线性调频法和图像检测法实现Radon-WVD变换对单分量Chirp信号的检测。研究了Chirp信号在不同数量级参数、采样速率、采样时间长度和不同高斯白噪声情况下Radon-WVD变换对其参数估计性能的影响。仿真结果表明,参数的数量级并不会影响参数估计的性能;在欠采样速率下,采样速率越低,估计性能越差,但低的采样速率可以通过增加采样时间长度提高估计性能;Radon-WVD变换有很强的抗噪性能,且具有门限阀值,当信噪比低于这个门限阀值时,适当增加采样时间长度也可以很好的改善估计性能。②针对多分量Chirp信号,采用时域“CLEAN”法和频域“CLEAN”法实现Radon-WVD变换对多分量Chirp信号的检测。以双分量Chirp信号为研究目标,研究了双分量Chirp信号在相互交叉、平行且频段重叠、彼此接近这三种组成情况下估计性能的不同以及各自的抗噪能力。仿真结果发现频域“CLEAN”法在对双分量Chirp信号进行参数估计时,有良好的检测和识别能力以及抗噪性能。③对于设计的一种非平稳无线通信信号,研究了基于WVD变换检测方法下,频点数、频点变化周期、频点线性周期变化三种不同调制方式对设计的非平稳无线通信信号的检测性能影响。仿真结果表明WVD变换可以对非平稳无线通信信号的存在性和线性变化特性进行检测;在频点数少或者频点变化速率低时,WVD变换可以通过某种方式得到信号的频点变化序列。
【关键词】：WVD变换 Radon-WVD变换 Chirp信号 调频斜率 初始频率
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-14
• 缩略语表14-15
• 第一章 绪论15-20
• 1.1 课题研究背景15-16
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势16-18
• 1.2.1 非平稳通信信号波形研究16-17
• 1.2.2 非平稳信号分析方法研究17-18
• 1.3 本论文的主要工作及结构安排18-20
• 第二章 时频分析方法及Chirp信号20-32
• 2.1 Wigner-Ville分布（WVD）20-24
• 2.1.1 WVD分布的定义20-21
• 2.1.2 WVD的性质21-24
• 2.1.3 WVD在时频分析中的应用24
• 2.2 Radon变换及其应用24-25
• 2.2.1 Radon变换的定义24-25
• 2.2.2 Radon变换在时频分析中的应用25
• 2.3 Radon-WVD变换25-30
• 2.3.1 Radon-WVD变换的定义25-27
• 2.3.2 Radon-WVD变换的性质27-30
• 2.4 Chirp信号30-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 基于Radon-WVD变换的Chirp信号参数估计理论32-54
• 3.1 基于Radon-WVD变换的单分量Chirp信号参数估计理论及仿真32-41
• 3.1.1 时域解线性调频法32-38
• 3.1.2 频域解线性调频法38-40
• 3.1.3 用图像处理的方法计算Radon-WVD变换40-41
• 3.2 基于Radon-WVD变换的多分量Chirp信号参数估计理论41-52
• 3.2.1 Radon-WVD变换结合时域“CLEAN”的算法42-45
• 3.2.2 Radon-WVD结合频域“CLEAN”的算法45-52
• 3.3 强分量信号对弱分量信号的抑制52-53
• 3.4 本章小结53-54
• 第四章 基于Radon-WVD变换的Chirp信号的参数估计分析54-74
• 4.1 基于Radon-WVD变换的单分量Chirp信号参数估计54-63
• 4.1.1 不同数量级的参数对单分量Chirp信号参数估计性能的影响54-55
• 4.1.2 采样速率对单分量Chirp信号参数估计性能的影响55-57
• 4.1.3 采样时间长度对单分量Chirp信号参数估计性能的影响57-58
• 4.1.4 欠采样情况下采样时间长度对单分量Chirp信号估计性能的影响58-60
• 4.1.5 噪声对单分量Chirp信号参数估计性能的影响60-63
• 4.2 基于Radon-WVD变换的双分量Chirp信号参数估计63-73
• 4.2.1 两个相互交叉的Chirp信号63-68
• 4.2.2 两个平行的频段重叠 65%的Chirp信号68-71
• 4.2.3 两个初始频率相同、调频斜率接近的Chirp信号71-73
• 4.3 本章小结73-74
• 第五章 基于WVD变换的非平稳信号分析74-87
• 5.1 非平稳无线通信信号74-77
• 5.1.1 非平稳无线通信信号的概念74-75
• 5.1.2 非平稳通信信号的构造75-77
• 5.2 基于WVD变换的非平稳信号分析77-83
• 5.2.1 频点数量不同时的检测性能分析77-79
• 5.2.2 频点变化速率不同时的检测性能分析79-81
• 5.2.3 频点线性周期变化情况下的检测性能分析81-83
• 5.3 有噪情况下非平稳无线通信信号分析83-85
• 5.4 本章小结85-87
• 第六章 总结和展望87-89
• 6.1 全文总结及主要贡献87-88
• 6.2 下一步研究工作88-89
• 致谢89-90
• 参考文献90-93
• 个人简历93-94
• 附件94-96

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 龙航;袁广翔;王静;刘元安;;物理层安全技术研究现状与展望[J];电信科学;2011年09期

2 陈根华;基于Radon变换的线性调频信号参数提取[J];电子科技;2004年12期

3 刘爱芳,朱晓华,陆锦辉,刘中;基于Radon-Ambiguity变换的多分量LFM信号检测与参数估计[J];南京理工大学学报(自然科学版);2004年04期

4 许建忠;孙红伟;孙业岐;段平光;陈刚;;利用Radon-Wigner变换的LFM信号检测性能分析[J];河北大学学报(自然科学版);2013年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 邹虹;多分量线性调频信号的时频分析[D];西安电子科技大学;2000年

  本文关键词：基于Wigner分布的非平稳信号研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：282813