基于Alpha穩(wěn)定分布理論的無人機(jī)偵察信道建模與信號調(diào)制識(shí)別技術(shù)研究.pdf

1、無人機(jī)作為一類新型裝備，在軍事電子對抗和民用頻譜監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。但由于無人機(jī)偵察時(shí)所處的復(fù)雜電磁環(huán)境，以及所采用的非合作接收方式，其偵察信道會(huì)存在嚴(yán)重的多徑衰落和脈沖噪聲。由此導(dǎo)致兩方面的問題：一方面，傳統(tǒng)信道模型對無人機(jī)偵察信道不能準(zhǔn)確刻畫；另一方面，偵察信道中噪聲的脈沖特性導(dǎo)致原有的基于高斯分布的信號處理方法失效。針對上述情況，本文引入了Alpha穩(wěn)定分布理論，重點(diǎn)研究了無人機(jī)超短波和短波偵察信道建模以及無人機(jī)偵察信號的調(diào)制

2、識(shí)別，對現(xiàn)有的模型和算法進(jìn)行了改進(jìn)，其研究成果對非高斯信號處理和無人機(jī)應(yīng)用具有重要理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文的研究成果可以簡要?dú)w納如下：
　　1、根據(jù)超短波無線信道的衰落機(jī)制，針對復(fù)雜電磁環(huán)境和非合作接收對無人機(jī)偵察信道的影響，將傳統(tǒng)廣義平穩(wěn)非相關(guān)散射模型進(jìn)行改進(jìn)，用以建模無人機(jī)超短波偵察信道。利用Alpha穩(wěn)定分布模擬信道噪聲環(huán)境，增強(qiáng)了模型的靈活度和實(shí)用性；采用基于無人機(jī)飛行狀態(tài)與環(huán)境的WSSUS系統(tǒng)參數(shù)確定方法，使

3、模型更加符合實(shí)際。蒙特卡洛仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該模型的正確性和有效性。
　　2、根據(jù)短波電離層信道的特性和無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，采用改進(jìn)的短波寬帶ITS模型建模無人機(jī)短波天波偵察信道，并根據(jù)無人機(jī)偵察信道特點(diǎn)，對其應(yīng)用提出了實(shí)際建議。改進(jìn)信道模型針對傳統(tǒng)模型在靈活性、復(fù)雜度和準(zhǔn)確度上的性能缺陷，利用Alpha穩(wěn)定分布來模擬噪聲環(huán)境和信道隨機(jī)調(diào)制函數(shù)，增強(qiáng)了靈活性；利用基于錨點(diǎn)擬合的方法模擬時(shí)延功率分布，降低了復(fù)雜度；基于無人機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改進(jìn)確

4、定相位函數(shù)，提高了準(zhǔn)確度。利用實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該模型的上述性能優(yōu)勢。
　　3、在無人機(jī)偵察信道中，針對Alpha穩(wěn)定分布噪聲條件下傳統(tǒng)二階循環(huán)統(tǒng)計(jì)量失效的問題，提出了實(shí)歸一化壓縮函數(shù)(RNCF)的概念，并推導(dǎo)了基于RNCF的廣義二階循環(huán)統(tǒng)計(jì)量的相關(guān)性質(zhì)。在此基礎(chǔ)上，選取廣義循環(huán)譜特定頻率和循環(huán)頻率點(diǎn)處的幅度作為特征參量，利用最小誤差判決分類方法，實(shí)現(xiàn)了對于備擇信號的調(diào)制方式識(shí)別。仿真結(jié)果表明，該方法在Alpha穩(wěn)定分布

5、噪聲和高斯噪聲背景下均有良好的性能，相較于其它基于非線性變換的方法，性能相近且復(fù)雜度更低，魯棒性更強(qiáng)，靈活性更好。
　　4、在Alpha穩(wěn)定分布噪聲條件下，進(jìn)一步將無人機(jī)偵察信道的多徑衰落效應(yīng)納入，通過研究歸一化壓縮函數(shù)(NCF)的性質(zhì)，形成一類新型廣義循環(huán)統(tǒng)計(jì)量，提出了一種新的調(diào)制識(shí)別方法。該方法利用廣義循環(huán)統(tǒng)計(jì)量提取Alpha穩(wěn)定分布背景信號的高階循環(huán)平穩(wěn)特征，并以此為判決標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了Alpha穩(wěn)定分布噪聲背景衰落信道中多種信