1.一种基于分组极差图的微弱信号检测方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1、计算接收信号的功率谱:对过采样后的接收信号进行快速傅里叶变换,并进一步计算,得到功率谱;
步骤2、提取功率谱的极差谱:将功率谱样本分成L组,并提取每组的最大最小值之差构成极差谱;
步骤3、将极差谱转化为图:将极差谱转化为具有N0个顶点的图G;
步骤4、计算图的GINI系数及相应的阈值:计算反映图的各顶点度数分布均匀度的GINI系数GI,以此为判决指标,并设置相应的阈值η;
步骤5、比较判决:通过将GINI系数GI与阈值η进行比较,判断信道中是否存在信号。
2.如权利要求1所述的一种基于分组极差图的微弱信号检测方法,其特征在于:所述步骤1具体如下:
将经过路径损耗的传输信号s(t)和加性高斯白噪声n(t)组成的连续时间接收信号r(t)表示为:
r(t)=s(t)+n(t)其中
式中,ξ(δ)代表第δ个信息符号样本,g(t)表示在一个持续时间为T0的时刻内携带一个信息样本的连续时间波形,g(t‑δT0)表示第δ个码元对应的脉冲;在接收端,r(t)以采样频率 被过采样,Q是过采样因子;
K个连续接收信号样本的集合表示为:r(k)=s(k)+n(k)2
式中,k=0,1,...,K‑1是离散时间序列,n(k)是均值为0方差为σ的离散时间加性高斯白噪声样本,s(k)是经过路径损耗的传输信号样本;
信号检测结果包含以下两种情况:H0:信道中不存在信号;
H1:信道中存在信号;
在这两个假设下的传输模型如下:H0:r(k)=n(k)
H1:r(k)=s(k)+n(k)由此,定义功率谱为:
其中,K是接收信号样本数,M是快速傅里叶变换点数。
3.如权利要求2所述的一种基于分组极差图的微弱信号检测方法,其特征在于:所述步骤2具体如下:
将功率谱样本Ri(m)分成L组,并提取每组的最大最小值的差为其分组极差谱Zi(l):Zi(l)=(zi0,zi1,...,zi,L‑1),i=0,1式中,zil,l=0,...,L‑1是经尺度参数和位置参数归一化后的极差样本。
4.如权利要求3所述的一种基于分组极差图的微弱信号检测方法,其特征在于:所述步骤3具体如下:
将分组极差谱Zi(l)作为输入信号,首先将输入信号样本归一化到区域[0,1],再通过均匀量化转换成图形G(V,E),图的顶点集V和边的集合E用下式表示:E={eαβ|(α,β)∈(N0×N0)}其中,N0={1,2,...,N0}和N0分别表示顶点数和量化级数。
5.如权利要求4所述的一种基于分组极差图的微弱信号检测方法,其特征在于:所述步骤4具体如下:
设GI0和GI1分别是H0和H1假设下图的GINI系数,定义为:式中,dij表示在Hi假设下,经过升序排列后的第j个顶点的度,即Ti表示在Hi假设下,图的总顶点度数,设置适当的阈值η用以进行判决。
6.如权利要求5所述的一种基于分组极差图的微弱信号检测方法,其特征在于:所述步骤5中,将图的GINI系数GI与阈值η进行比较,若GI<η,则判为H0,否则,判为H1。