基于自适应周期跟踪窗的跳频信号稳定跳变时刻估计方法与流程

本发明属于信号处理领域，特别是一种基于自适应周期跟踪窗的跳频信号稳定跳变时刻估计方法。

背景技术：

1、跳频通信信号是一种典型的非平稳信号，信号频点随时间以一定的周期发生随机跳变，具有截获概率低、频谱利用率高的特点，当前对跳频通信信号的接收处理已成为信号处理的重要研究方向之一。对非合作式跳频信号进行接收处理的首要步骤为信号检测，在信号检测过程中虚警率与漏检率互相矛盾，为满足灵敏度条件下尽量不漏检的要求，在检测中会存在一定概率的虚警。在这种条件下，对跳频信号频率跳变时刻的估计也会出现不准确的情况，基于频率跳变时刻估计结果对跳频信号进行采集存储与参测，受虚警的影响，存储的数据可能存在跨跳的现象，引起跳频信号参数测量精度较差的问题。

2、为了提高跳频信号检测的有效性、参数测量的精确性，同时考虑应用场景的通用性，研究基于自适应周期跟踪窗的跳频信号稳定跳变时刻估计方法具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对跳频信号频率跳变时刻的估计，由于信号检测过程中的虚警率与漏检率相互矛盾，为满足灵敏度条件下尽量不漏检的要求，在检测中会存在一定概率的虚警，影响频率跳变时刻估计以及后续跳频参数测量的精度。本发明提出一种基于自适应周期跟踪窗的跳频信号稳定跳变时刻估计方法，通过自适应稳定估计跳频信号的跳变周期，根据该稳定跳变周期估计结果对原始频率跳变时刻粗估计值进行稳定跟踪与虚警滤除，提高频率跳变时刻估计的稳定性，从而提高后续跳频信号参数测量的精度。

2、实现本发明的技术解决方案为：一种基于自适应周期跟踪窗的跳频信号稳定跳变时刻估计方法。步骤如下：

3、步骤1、对跳频信号进行频谱分析与信号检测，获取连续多帧检测结果，包括信号检测标记、信号峰值频率索引、信号频率左边界索引、信号频率右边界索引。

4、步骤2、设置可配置的频率索引保护间隔，设计对上一跳有效信号频率索引的锁存机制，逐帧分析步骤1中获得的信号检测结果集合，通过分析信号频率索引的变化情况，考虑灵敏度环境及频率跳变时刻频谱重叠效应，估计跳频信号频率跳变时刻，获得频率跳变时刻粗估计值序列。

5、步骤3、分析步骤2中的频率跳变时刻粗估计值差值，获得实时频率跳变周期估计结果，设定有效跳变周期档位，对实时结果进行准实时有效判定累加平均与稳定分档统计，获得稳定频率跳变周期估计结果，实现对频率跳变周期的自适应稳定估计。

6、步骤4、基于步骤3获得的稳定频率跳变周期估计结果进行初始跟踪，获得满足稳定频率跳变周期的稳定基准跳变时刻，以该时刻及稳定跳变周期估计结果生成稳定周期跟踪窗。

7、步骤5、基于步骤4生成的稳定周期跟踪窗对步骤2中的频率跳变时刻粗估计值序列进行实时跟踪滤除，获得稳定频率跳变时刻估计值序列，同时设置双重稳定跟踪状态反馈机制，自适应实现重启跟踪。

8、本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

9、1）对频率跳变周期进行准实时估计与分档统计分析，实现频率跳变周期的自适应稳定估计；2）基于稳定频率跳变周期估计结果进行稳定跟踪，可滤除虚警引起的虚假频率跳变时刻估计值；3）该方法具有简单、稳定、高效的优点，相较于传统信号处理流程，能够自适应跳频信号频率跳变周期的变化，并对频率跳变时刻进行稳定跟踪，获取稳定的频率跳变时刻，从而引导后续的数据存储与参数测量，保证进行参数测量的数据在一跳内，提高跳频信号参数测量的精度。

1.一种基于自适应周期跟踪窗的跳频信号稳定跳变时刻估计方法，其特征在于，基于跳频信号检测结果进行跳变时刻粗估计，对跳变周期进行稳定自适应估计，根据稳定的跳变周期统计估计结果生成周期跟踪窗，对跳变时刻粗估计值进行跟踪滤除，输出跳频信号稳定的频率跳变时刻估计值，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于自适应周期跟踪窗的跳频信号稳定跳变时刻估计方法，其特征在于，步骤1中，对跳频信号进行频谱分析与信号检测，获取连续多帧检测结果，包括信号检测标记、信号峰值频率索引、信号频率左边界索引、信号频率右边界索引，具体包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种基于自适应周期跟踪窗的跳频信号稳定跳变时刻估计方法，其特征在于，步骤2中，设置可配置的频率索引保护间隔，设计对上一跳有效信号频率索引的锁存机制，逐帧分析步骤1中获得的信号检测结果集合，通过分析信号频率索引的变化情况，考虑灵敏度环境及频率跳变时刻频谱重叠效应，估计跳频信号频率跳变时刻，获得频率跳变时刻粗估计值序列，具体包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种基于自适应周期跟踪窗的跳频信号稳定跳变时刻估计方法，其特征在于，步骤3中，分析步骤2中的频率跳变时刻粗估计值差值，获得实时频率跳变周期估计结果，设定有效跳变周期档位，对实时结果进行准实时有效判定累加平均与稳定分档统计，获得稳定频率跳变周期估计结果，实现对频率跳变周期的自适应稳定估计，具体包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种基于自适应周期跟踪窗的跳频信号稳定跳变时刻估计方法，其特征在于，步骤4中，基于步骤3获得的稳定频率跳变周期估计结果进行初始跟踪，获得满足稳定频率跳变周期的稳定基准跳变时刻，以该时刻及稳定跳变周期估计结果生成稳定周期跟踪窗，具体包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种基于自适应周期跟踪窗的跳频信号稳定跳变时刻估计方法，其特征在于，步骤5中，基于步骤4生成的稳定周期跟踪窗对步骤2中的频率跳变时刻粗估计值序列进行实时跟踪滤除，获得稳定频率跳变时刻估计值序列，同时设置双重稳定跟踪状态反馈机制，自适应实现重启跟踪，具体包括以下步骤：