[发明专利]一种基于时频谱熵的跳频信号感知方法

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STFT_x(m,n)，并计算时频谱P_x(m,n)；

S3.将时频谱P_x(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P_x(m,n)上减去对应频率的平均功率谱得到时频对消谱P_sub(m,n)；

S5.对所得到的时频对消谱P_sub(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，T_H为跳周期，a(t)为基带复包络，A_s为跳频信号的幅度，f_k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，A_J、f_J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STFT_x(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STFT_x(m，n)；

通过以下方式计算所述的时频谱P_x(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P_x(m，n)＝|STFT_x(m，n)|²，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P_sub(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：