1.一种基于顶点最大度特征的微弱信号检测方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:对过采样后的观测信号进行去均值处理;
步骤2:计算经去均值处理后的观测信号的自相关函数;
步骤3:将自相关函数转化为具有q个顶点的图;
步骤4:计算图的各顶点的度,并获取其最大度dm作为判决统计量,并设置相应的判决门限η;
步骤5:通过将图的最大度dm与门限η进行比较,获得信号的检测结果;
所述步骤1中,将经过路径损耗的传输信号s(t)和加性高斯白噪声w(t)组成的观测信号x(t)表示为:x(t)=s(t)+w(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,x(t)以采样频率 被过采样,Q是过采样因子;
N个连续接收信号样本的集合表示为:
x(n)=s(n)+w(n)
2
式中,n=0,1,…,N‑1是离散时间序列,w(n)是均值为0方差为σ的加性高斯白噪声样本,s(n)是经过路径损耗的传输信号样本;
信号检测结果包含H0和H1两种情况:H0表示信道中不存在信号;H1表示信道中存在信号;
在这两种情况下的传输模型如下:
H0:x(n)=w(n)
H1:x(n)=s(n)+w(n)
对观测信号先作去均值处理,得到零均值的观测信号:其中, 为x(n)的均值;
所述步骤2中,计算r(n)的自相关函数:式中,Crr(m)表示r(n)的自相关函数,m是自相关函数的自变量;
所述步骤3中,通过归一化和均匀量化的方法将自相关函数转化为具有q个顶点的图;
所述步骤3具体如下:
先将自相关函数Crr(m)作归一化处理,得到其归一化频谱之后,设定量化级数q,对 均匀量化,量化后的频谱U(m)=i+1,其中,i/q<U(m)<i+1/q,0≤i≤q‑1;
将U(m)转换到图域,构成图G(V,E),其中V和E分别表示图的顶点集V={v1,v2,...vq}和边集合E={eα,β|να∈V,νβ∈V},eα,β表示图的两个顶点之间的边;构成图G(V,E)的具体做法是:从U(m)到U(m+1),m=0,1...,N‑2逐个遍历,当存在vα到vβ的电平跳变时,则两个顶点相连,eα,β=1;反之,则两个顶点无连接,eα,β=0;
所述步骤4具体如下:
计算图的度矩阵D,并提取其对角线元素构成图的度向量d=(d1,d2,...,dj,...,dq),其中dj为第j个顶点上连接的边数之和,以度向量中元素的最大值dm,即图的最大度作为信号检测统计量;
设置适当的门限值η用以进行判决,η取1或2;
所述步骤5中,通过将图的最大度dm与门限η进行比较,若dm>η,则判为H0,否则判为H1。