壓縮采樣跳頻信號TDOA估計技術(shù)研究.pdf

1、跳頻通信技術(shù)自從誕生之日起，一直以抗干擾、抗偵聽、低截獲等優(yōu)點(diǎn)著稱，不僅在軍事通信領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，而且已慢慢滲透進(jìn)民用通信。跳頻技術(shù)發(fā)展至今，跳頻信號的跳速越來越快、跳頻帶寬越來越大、跳頻圖案越來越復(fù)雜。目前各國家都已研制出各種軍用跳頻電臺并將其應(yīng)用到現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中，這就對非合作跳頻信號的偵察和定位提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此尋找有效的跳頻信號定位方法成了通信對抗領(lǐng)域的當(dāng)務(wù)之急。而在眾多的定位方法當(dāng)中，時差(TDOA)定位法憑借其無源、定位精度高

2、、設(shè)備改裝成本低、隱蔽性強(qiáng)等特點(diǎn)，成為無源定位技術(shù)的第一選擇。眾所周知，高精度的TDOA參數(shù)估計又是TDOA定位中的關(guān)鍵，因此研究高精度的TDOA參數(shù)估計方法是跳頻信號無源定位的根本問題。
　　 對跳頻信號的TDOA定位有諸多難點(diǎn)。例如，寬頻段跳頻信號需要高速的奈奎斯特采樣率，這導(dǎo)致了各監(jiān)測基站之間的大容量數(shù)據(jù)傳輸問題；復(fù)雜通信環(huán)境下的跳頻信號分選和識別問題；快速高效的TDOA參數(shù)估計算法問題。
　　 壓縮采樣技術(shù)的出現(xiàn)

3、，有望成為上述問題的新的有效解決方法。壓縮采樣使用少量的非相關(guān)測量值就能夠高效地采集稀疏或可壓縮信號，并通過少量的測量值重建原始信息。壓縮采樣的出現(xiàn)不僅緩解了ADC和后續(xù)DSP算法的壓力，而且提供了一種信號采集和處理的新思路。針對目前跳頻信號定位中的諸多難題，論文將壓縮采樣技術(shù)引入到跳頻信號的采集和處理中，提出了跳頻信號的后驗壓縮采樣和基于AIC信息稀疏分解的TDOA估計新方法。
　　 本文內(nèi)容主要包括四部分。前面的理論基礎(chǔ)部分

4、介紹了當(dāng)前主流的無源定位技術(shù)，重點(diǎn)分析了TDOA定位的原理及其優(yōu)點(diǎn)，并根據(jù)跳頻信號的特點(diǎn)分析了對非合作跳頻信號進(jìn)行TDOA定位存在的難題。第二部分介紹了近幾年出現(xiàn)的壓縮采樣理論，詳細(xì)分析了其中涉及的幾大主要問題，并根據(jù)寬頻帶跳頻信號的頻域稀疏特性，將壓縮采樣應(yīng)用到跳頻信號的高效采集當(dāng)中；隨后介紹了兩種典型的壓縮采樣實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，并對這兩種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真分析比較。第三部分的內(nèi)容根據(jù)跳頻信號的復(fù)雜通信環(huán)境，提出了基于子空間投影技術(shù)的后驗壓縮采樣