[发明专利]基于线性模型的伪码调相正弦调频复合信号伪码序列估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及到信号处理技术领域，尤其是一种基于线性模型的伪码（PN码）调相正弦调频（SFM）复合信号伪码序列估计。

背景技术

针对伪码调相与正弦调频复合信号（PRBC-SFM）参数估计方法正处在研究阶段，由于正弦调频信号的瞬时频率是时间的非线性函数，而且其频谱包含无穷多个频率分量，即其频带宽度为很宽，再用伪码调相进行复合调制，使得这种复合信号的参数检测和估计变得更加复杂和困难。目前还没有文献对PRBC-SFM信号的PN码序列进行估计，而对于PRBC-SFM复合信号而言，伪码特征参数和波形的估计对能否有效管理或干扰该信号至关重要，因此研究PRBC-SFM复合信号伪码序列盲估计具有重要的意义。

一般地，谱相关方法和时频分析方法是典型的非平稳信号参数估计方法，谱相关方法是一种非线性运算，计算复杂，对于PRBC-SFM复合信号，该方法只适用于信噪比高的情况。时频分析对线性调频信号具有较好的时频聚集性和跟踪瞬时频率的能力，但对于非线性调频信号将失效。（参考文献：赵惠昌，熊刚，杨小牛．基于谱相关的正弦调频脉间伪码调相复合体制侦察信号识别[J]．兵工学报，2006，27（2）:258-264.）

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，建立一种SFM信号的线性模型，提出基于此线性模型的PRBC-SFM复合信号PN码序列估计的方法，解决PRBC-SFM信号伪码序列估计难题，克服传统方法的非线性运算问题，同时降低噪声对PN码序列估计的影响，从而提高PRBC-SFM复合信号PN码序列估计的精度。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提出一种基于SFM信号线性模型的PRBC-SFM复合信号伪码序列估计方法，对SFM信号进行Jacobi-Anger展开，将非线性的SFM信号模型转化为线性信号模型，将此线性信号模型与伪码调相信号进行复合调制，即可得到PRBC-SFM复合信号的线性形式。具体包括，将复正弦调频信号s(t)=Aexp{j[ω₀t+m_fsin(ω_mt)]}，利用Jacobi-Anger进一步展为以贝塞尔函数（Bessel函数）为系数的指数级数，即根据第一类Bessel函数特殊的对称性质，取Bessel函数的非负阶数，得到SFM信号的单边线性信号形式其中K为第一类Bessel函数的最高阶数。

首先将SFM信号的单边线性信号s′(t)复合伪码调相信号，建立基于SFM信号线性模型的伪码调相复合信号；然后计算该信号的平滑伪维格纳-威利（Wigner-Ville）分布（SPWVD）S_x进行时频分析，为寻找伪码相位跳变点处出现的尖锐负脉冲做好准备；采用基于奇异值分解（SVD）计算S_x的奇异值分解S_x=UΛ_xV^H（其中，U、V为左右奇异矩阵，Λ_x为奇异值对角矩阵，H表示共轭转置），对Λ_x保留第一个最大奇异值，其它奇异值置零得到Λ_x′，在由S_x′=UΛ_x′V^H得到处理后的S_x′；求出S_x′沿频率轴的最小值切面图，在最小值切面图中搜索负尖峰对应的时刻，完成伪码调相复合信号PN码序列的估计。

为了便于检测这些负脉冲的位置及相位跳变特性，准确提取PN码序列，本发明取SPWVD等高图沿其频率轴的最小值切面图，通过检测最小值切面图中的跳变脉冲的位置，就可以完成PN码（原或反）序列的准确估计。