[发明专利]一种基于时频谱熵的跳频信号感知方法

说明书

本发明提供了一种基于时频谱熵的跳频信号感知方法，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。本方案提出了一种基于时频谱熵的跳频信号感知方法，将短时傅里叶变换、时频对消方法与信息熵特点结合起来，具有有效性和实用性等优点。

技术领域

本发明属于无线通信中认知无线电领域，尤其是涉及一种基于时频谱熵的跳频信号感知方法。

背景技术

跳频是最常用的扩频方式之一，其工作原理是指收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化的通信方式，也就是说，通信中使用的载波频率受伪随机变化码的控制而随机跳变。从通信技术的实现方式来说，跳频是一种用码序列进行多频频移键控的通信方式，也是一种码控载频跳变的通信系统。

跳频通信具有截获率低、抗干扰能力强和组网方便等特点，目前已成为民用和军事通信的主导技术，所以跳频信号感知是认知跳频通信的主要任务之一。现有的跳频信号感知方法大多是从跳频信号的频域出发，而从跳频信号的频域出发不能充分利用跳频信号的时频谱特点，感知性能也有待提高。也有一些关于功率谱感知方法的研究，但是感知概率不能在低信噪比下达到很好的效果，很难满足实际需求。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种基于时频谱熵的跳频信号感知方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种基于时频谱熵的跳频信号感知方法，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。

在上述的基于时频谱熵的跳频信号感知方法中，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，

在上述的基于时频谱熵的跳频信号感知方法中，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。