基于FRFT的非平稳信号分析方法研究

发布时间：2017-05-19 15:06

  本文关键词：基于FRFT的非平稳信号分析方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线通信系统在带给人们方便快捷的数据传输同时,其固有的开放式传输环境也决定了其在安全方面的脆弱,所传输的信号容易被第三方侦听和破译。如果能够构造不具备循环平稳特征和各态历经特征的无线通信信号,则观测值越多,对该类型无线通信信号特征的描述就越模糊,就有望获得更优的隐蔽性、抗截获和抗分析性能,从而增加无线信道的安全性。而时频分析工具生成的能量密度函数能够反应某一个确定的时、频范围内信号能量的分布情况。因此,时频分析工具常被用于处理时变信号,而分数阶傅里叶变换是分析时变信号的有效工具之一。本文对分数阶傅里叶变换的基本原理和计算方法进行了研究,并以一种典型的非平稳信号——Chirp信号为例,对不同采样频率、采样时间和频率交叠等参数情况下,基于分数阶傅里叶变换的Chirp信号检测性能进行了分析和比较。实际工程中,有限长Chirp信号通过分数阶傅里叶变换处理会呈现能量聚集特性,因此特殊情况下的非平稳通信信号经过分数阶傅里叶变换后也有可能会呈现局部的能量聚集特性。以此为背景,本文主要完成以下研究内容:(1)基于对分数阶傅里叶变换理论的深入研究,对比其离散实现算法,选出了一种适合分析Chirp信号的离散实现算法,并构造出基于该离散实现算法的Chirp信号参数估计模型。(2)基于上述参数估计模型,分析高斯白噪声对利用分数阶傅里叶变换分析单分量Chirp信号和多分量Chirp信号的影响。仿真结果表明,在信噪比很低时,仍能检测Chirp信号。(3)通过详细的公式推导和实际仿真,分析采样频率、参数的不同区间设置、阶数采样间隔、频率交叠以及采样时间对参数估计性能的影响,并得出相关结论。(4)利用分数阶傅里叶变换在几种特殊情况下分析所构造的非平稳信号,得出利用分数阶傅里叶变换可以检测频点数很少的非平稳通信信号这一结论。
【关键词】：分数阶傅里叶变换 Chirp信号 非平稳信号 参数估计
【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】：TN911.6
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-13
• 缩略词表13-14
• 第一章 绪论14-19
• 1.1 研究背景14-15
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势15-17
• 1.2.1 非平稳通信信号波形研究15-16
• 1.2.2 非平稳信号分析方法研究16-17
• 1.3 论文安排17-19
• 第二章 分数阶傅里叶变换与Chirp信号19-35
• 2.1 常用时频分析方法19-21
• 2.1.1 短时傅里叶变换19-20
• 2.1.2 Wigner-Ville分布20-21
• 2.1.3 希尔伯特黄变换21
• 2.2 分数阶傅里叶变换的基本定义和性质21-24
• 2.2.1 分数阶傅里叶变换基本定义21-22
• 2.2.2 分数阶傅里叶变换基本性质22-24
• 2.3 分数阶傅里叶变换的数值计算24-31
• 2.3.1 常用离散实现算法24-26
• 2.3.2 Ozaktas分解型算法26-31
• 2.4 分数阶傅里叶变换的应用31-33
• 2.5 Chirp信号33-34
• 2.6 本章小结34-35
• 第三章 基于分数阶傅里叶变换的Chirp信号参数估计35-69
• 3.1 基于分数阶傅里叶变换的Chirp信号参数估计原理35-37
• 3.2 采样频率对Chirp信号参数估计的影响37-46
• 3.2.1 欠采样对Chirp信号参数估计的影响37-41
• 3.2.2 过采样对Chirp信号参数估计的影响41-46
• 3.3 采样相位误差对Chirp信号参数估计的影响46-48
• 3.4 单分量Chirp信号参数估计48-55
• 3.4.1 不含噪声的单分量Chirp信号估计49-51
• 3.4.2 含高斯白噪声的单分量Chirp信号估计51-55
• 3.5 多分量Chirp信号参数估计55-58
• 3.5.1 不含噪声的多分量Chirp信号估计55-57
• 3.5.2 含高斯白噪声的多分量Chirp信号估计57-58
• 3.6 其他因素对CHIRP信号参数估计的影响58-64
• 3.6.1 阶数采样间隔对调频斜率估计误差的影响58-60
• 3.6.2 参数设置的不同区间段对参数估计的影响60-62
• 3.6.3 频率交叠对参数估计误差的影响62-64
• 3.7 初始频率的分辨率问题64-68
• 3.8 本章小结68-69
• 第四章 基于分数阶傅里叶变换的非平稳无线通信信号检测69-81
• 4.1 非平稳无线通信信号69-72
• 4.1.1 非平稳信号的概念69-70
• 4.1.2 非平稳无线通信信号的构造70-72
• 4.2 基于分数阶傅里叶变换的非平稳通信信号分析72-80
• 4.3 本章小结80-81
• 第五章 总结与展望81-83
• 5.1 总结81
• 5.2 展望81-83
• 致谢83-84
• 参考文献84-87
• 学位论文评审后修改说明表逡逑87-88
• 学位论文答辩后勘误修订说明表逡逑88-89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 杨秀丽;冯小平;;基于分数阶傅里叶变换的Chirp信号参数估计及恢复[J];空间电子技术;2007年03期

  本文关键词：基于FRFT的非平稳信号分析方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：379000