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基于HHT的直扩信号检测与参数估计

作　者: 王利萍
导　师: 邵高平
学　校: 解放军信息工程大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 直扩信号信号检测参数估计 Hilbert-Huang变换经验模态分解固有模态函数
分类号: TN914.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 75次
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内容摘要

直接序列扩频通信具有强抗干扰性、低截获和低检测概率、能够抑制多径效应、可实现码分多址等优点,正日益取代常规通信而广泛应用于卫星通信、全球定位系统和敌我识别等现代民用和军事通信系统中。相应地,如何在非协作条件下,对隐藏在噪声中的直扩信号进行有效的盲检测与估计,也就成为一个具有很强应用背景并富有挑战性的研究课题。直扩信号是宽带微弱信号,常规的检测与参数估计方法在信噪比较低时,性能得不到应有的保证,因此需要寻找新的方法来解决这一难题。本论文提出应用希尔伯特-黄变换(HHT)对直扩信号进行检测与参数估计,主要研究工作如下:1.总结了HHT目前存在的几种问题,提出一种能较好解决边界效应的极值点权衡预测法。2.分析了直扩信号的HHT特征,并提出基于HHT的直扩信号检测与参数估计方法。仿真实验均表明该方法能工作在-20dB的信噪比环境下,且在参数估计中避免了多维搜索,提高了计算效率,为非协作情况下的扩频通信信号检测问题提供一条有效的途径,同时也拓展了HHT理论的应用领域。3.将经验模态分解和相关累积技术相结合,改进了传统的平方倍频检测法,实现了直扩信号的有效检测和载频的精确估计,使信噪比容限降低11dB。4.利用HHT的分解自适应性和良好的时频聚集性,改进了传统的循环谱检测与参数估计方法,实现了更低信噪比下直扩信号的准确检测和载频、码元速率等参数的有效估计。

全文目录

摘要  10-11
ABSTRACT  11-12
第一章绪论  12-20
  1.1 扩频通信的理论基础  12-13
  1.2 直接序列扩频系统  13-15
    1.2.1 组成及工作原理  13-14
    1.2.2 性能参数分析  14-15
  1.3 课题研究背景和意义  15-17
  1.4 直扩信号检测与参数估计的研究现状  17-18
  1.5 论文各章节内容安排  18-20
第二章 Hilbert-Huang 变换方法研究  20-37
  2.1 时频分析方法回顾  20-22
    2.1.1 短时傅里叶变换  20
    2.1.2 魏格纳-威利分布  20-21
    2.1.3 小波变换  21-22
  2.2 Hilbert-Huang 变换  22-28
    2.2.1 EMD 方法  22-24
    2.2.2 Hilbert 时频谱与边际谱  24-26
    2.2.3 Hilbert-Huang 变换的特性分析  26
    2.2.4 时频分析仿真及性能比较  26-28
  2.3 HHT 存在的问题及其解决办法  28-32
    2.3.1 边界效应问题  28-30
    2.3.2 模态混叠问题  30-32
  2.4 HHT 的滤波特性研究  32-36
    2.4.1 时间尺度滤波  32-33
    2.4.2 低通滤波算法  33-34
    2.4.3 仿真实验与性能比较  34-36
  2.5 本章小结  36-37
第三章基于HHT 的直扩信号检测与参数估计方法  37-49
  3.1 直扩信号的数学模型  37-38
  3.2 直扩信号的HHT 分析  38-42
    3.2.1 直扩信号的EMD  38-40
    3.2.2 直扩信号的Hilbert 时频谱和边际谱  40-42
  3.3 基于HHT 的直扩信号检测与载频估计方法  42-48
    3.3.1 检测与载频估计方法  42-43
    3.3.2 仿真实验  43-47
    3.3.3 性能分析  47-48
  3.4 本章小结  48-49
第四章基于HHT 的改进的平方倍频法  49-62
  4.1 传统的平方倍频法  49-54
    4.1.1 检测方法  49-52
    4.1.2 仿真实验  52-54
  4.2 改进的平方倍频法  54-57
    4.2.1 检测方法  54-56
    4.2.2 仿真实验  56-57
  4.3 性能仿真与比较  57-61
  4.4 本章小结  61-62
第五章基于HHT 的改进的循环谱检测与参数估计方法  62-76
  5.1 循环谱相关理论  62-65
    5.1.1 循环自相关函数与循环谱密度函数  62-63
    5.1.2 谱相关估计  63-64
    5.1.3 循环谱特性  64-65
  5.2 基于HHT 的改进的循环谱检测方法  65-70
    5.2.1 传统的循环谱检测方法  65-66
    5.2.2 改进的循环谱检测方法  66-67
    5.2.3 检测仿真实验  67-70
  5.3 基于HHT 的改进的循环谱参数估计方法  70-75
    5.3.1 传统的循环谱参数估计方法  70-72
    5.3.2 改进的循环谱参数估计方法  72-73
    5.3.3 参数估计仿真实验  73-75
  5.4 本章小结  75-76
结束语  76-78
参考文献  78-81
作者简历攻读硕士学位期间完成的主要工作  81-82
致谢  82

基于HHT的直扩信号检测与参数估计

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