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专利号: 2021106526398
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于时频谱熵的跳频信号感知方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:S1.接收机截获观测信号;

S2.获取观测信号的短时傅里叶变换STFTx(m,n),并计算时频谱Px(m,n);

S3.将时频谱Px(m,n)的不同频率分量在所有时间点的功率进行累加,得到只与频率相关的平均功率谱

S4.在原时频谱Px(m,n)上减去对应频率的平均功率谱 得到时频对消谱Psub(m,n);

S5.对所得到的时频对消谱Psub(m,n)进行归一化处理,并计算得到的时频对消谱的信息熵H;

S6.将时频对消谱的信息熵H与门限比较,进行跳频信号感知。

2.根据权利要求1所述的一种基于时频谱熵的跳频信号感知方法,其特征在于,步骤S1中,所截获的观测信号可能包含跳频信号,所述的跳频信号为公式(1)其中,T为总观测时间,0≤t≤T,K为观测时间内的总跳数,TH为跳周期,a(t)为基带复包络,As为跳频信号的幅度,fk和 分别表示第k跳的载波频率和相位,

3.根据权利要求2所述的一种基于时频谱熵的跳频信号感知方法,其特征在于,步骤S1中,所截获的观测信号可能包含定频信号,所述定频信号为公式(2)其中,AJ、fJ和 分别表示为定频信号的幅度、载波频率和相位。

4.根据权利要求3所述的一种基于时频谱熵的跳频信号感知方法,其特征在于,步骤S1中,通过以下方式确定所述的观测信号:对于给定的连续信号x(t),其短时傅里叶变换表示为公式(3):*

其中h(t)是窗函数,h(t)是它的共轭形式;

令仅存在噪声的假设为H0,噪声中存在跳频信号和定频信号的假设为H1,得到接收机截获的观测信号为公式(4):

则观测信号的短时傅里叶变换表示为公式(5):

5.根据权利要求4所述的一种基于时频谱熵的跳频信号感知方法,其特征在于,在步骤S2中,通过以下方式获取所述的短时傅里叶变换STFTx(m,n):对观测信号x(t)进行采样,窗长为P,每次滑动一定的长度,计算得到其离散时间信号短时傅里叶变换STFTx(m,n);

通过以下方式计算所述的时频谱Px(m,n):对观测信号的短时傅里叶变换进行取模值平方计算,即令时频谱为Px(m,n)=|STFTx2

(m,n)|,其中,频率维度m=1,2,…,M,M=P/2,时间维度n=1,2,…,N。

6.根据权利要求5所述的一种基于时频谱熵的跳频信号感知方法,其特征在于,步骤S3中,通过以下公式(6)获得只与频率相关的平均功率谱

7.根据权利要求6所述的一种基于时频谱熵的跳频信号感知方法,其特征在于,步骤S4中,通过以下公式(7)得到时频对消谱Psub(m,n):

8.根据权利要求7所述的一种基于时频谱熵的跳频信号感知方法,其特征在于,步骤S5中,通过以下公式(8)对所得到的时频对消谱进行归一化处理,以避免噪声方差对信号感知结果产生影响:

9.根据权利要求8所述的一种基于时频谱熵的跳频信号感知方法,其特征在于,步骤S5中,通过以下方式计算时频谱的信息熵H;

令pmax,pmin分别表示为时频谱矩阵元素的最大值和最小值,将范围[pmax,pmin]分成L段,各段的宽度用Δ=(pmax‑pmin)/L表示;令ki表示在第i段内出现的次数, N为信号点数,则时频谱的信息熵H可以用式(9)表示:

10.根据权利要求9所述的一种基于时频谱熵的跳频信号感知方法,其特征在于,步骤S6中,通过以下规则进行跳频信号感知:若H<λ时,则判跳频信号存在;反之,则判跳频信号不存在;其中,λ为门限,由根据给定的虚警概率确定。