[发明专利]一种基于短时分数阶傅里叶变换的跳频信号的参数估计方法

说明书

本发明公开了一种基于短时分数阶傅里叶变换的跳频信号的参数估计方法，其特征是，包括如下步骤：1）对采集到的跳频信号作短时分数阶傅里叶变换；2）得到矢量；3）小波变换；4）计算的均值、求其幅值；5）得到跳频周期；6）找出时频脊线；7）对时频脊线求差分；8）得到脉冲序列；9）得到跳变时刻的估计值；10）得到跳变频率。这种方法能抑制交叉项干扰，能提高跳频参数估计的时频分析精度。

技术领域

本发明涉及信号处理领域，具体是一种基于短时分数阶傅里叶变换的跳频信号的参数估计方法。

背景技术

跳频通信作为扩频通信的一种通信技术，因其具有低截获率、强抗干扰性能等优势被广泛的应用于通信领域。随着技术的发展，跳频通信也已逐渐的渗入到民用领域方面，如无人机飞控信号通信，蓝牙通信等都是采用跳频信号进行通信。因此，对于接收端来说，准确估计跳频信号的参数估计是具有重大意义的。目前关于跳频参数的估计主要是基于时频分析的方法，最常用的跳频参数估计方法是采用短时傅里叶变换估计跳频参数的方法，运算量低，实现简单，但是时频分辨率精度不够高，基于魏格纳(WVD)变换的参数估计方法，虽提高了时频分辨率，但存在严重的交叉项干扰。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术不足，而提供一种基于短时分数阶傅里叶变换的跳频信号的参数估计方法。这种方法能抑制交叉项干扰，能提高跳频参数估计的时频分析精度。

实现本发明目的的技术方案是：

一种基于短时分数阶傅里叶变换的跳频信号的参数估计方法，与现有技术不同的是，包括如下步骤：

1)对采集到的跳频信号x(n)作短时分数阶傅里叶变换：对采集到的跳频信号x(n)作短时分数阶傅里叶变换，与短时傅里叶变换类似，短时分数阶傅里叶变换也是一种加窗变换，p阶短时分数阶傅里叶变换STFRFT_x,p(n,u)可表示为公式(1)：

核函数K_p(τ,u)为公式(2)：

其中，g(τ)为窗函数，

2)得到最大值矢量y(n)：计算STFRFT_x,p(n,u)沿着时间轴上每个时刻n的最大值，得到矢量y(n)为公式(3)：

3)小波变换：对矢量y(n)作小波变换，得到小波变换后的时域信号CWT(n,u)；

4)计算CWT(n,u)的均值、求其幅值：计算CWT(n,u)的均值，去掉直流分量，并求其幅值，得到y₁(n)为公式(4)：

y₁(n)＝abs{CWT(n,u)-mean(CWT(n,u))} (4)；

5)得到跳频周期：对幅值序列y₁(n)作傅里叶变换，即可估计得到跳速fh，由此可估计得到跳频周期

6)找出时频脊线：找出步骤2)得到的最大值矢量y(n)所在的位置loc(n)，即时频脊线为公式(5)：

其中，f_s为采样频率，N_f为频点数；

7)对时频脊线求差分：对时频脊线loc(n)求一次差分，得到差分序列d₁(n)为公式(6)：

d₁(n)＝abs(diff(loc(n))) (6)；