基于頻譜相關(guān)循環(huán)特征的SNCK信號參數(shù)估計及高效接收方案.pdf

1、正弦型調(diào)頻信號（Sinusoidal Frequency Modulation，SFM）是一種典型的循環(huán)平穩(wěn)信號，其廣泛應(yīng)用在雷達、聲吶的移動目標探測領(lǐng)域以及抗高速移動平臺產(chǎn)生的多普勒頻移等領(lǐng)域中。經(jīng)典的分數(shù)傅里葉變換（FractionalFourier Transform，F(xiàn)rFT）僅能正確分析處理典型的線性調(diào)頻信號（Linear Frequency Modulation，LFM），而并不能正確反映 SFM信號的特征。而對于數(shù)字調(diào)制系

2、統(tǒng)中的周期鍵控以及周期掃描等操作，信號的某些變量會產(chǎn)生周期性，頻譜相關(guān)密度特性（Spectral-Correlation Density，SCD）的研究可以清晰地分析出正弦型信號的頻譜周期特性，目前 SCD被廣泛應(yīng)用于非平穩(wěn)信號的分析與處理中。
　　首先，本文介紹了一種SFM技術(shù)—正弦型非線性切普鍵控（Sinusoidal Nonlinear Chirp Keying，SNCK），闡述了SNCK技術(shù)的信號基本特征，諸如，波形樣本的

3、數(shù)學模型、時間頻率調(diào)制曲線、時域波形、已調(diào)信號的功率譜密度以及SNCK信號相對于經(jīng)典LFM信號的優(yōu)點。同時，介紹了SCD技術(shù)以及SNCK信號的頻譜相關(guān)密度特性，其中包括，已調(diào)SNCK信號波形樣本的循環(huán)均值函數(shù)、循環(huán)自相關(guān)函數(shù)和循環(huán)譜相關(guān)函數(shù)模型。
　　然后，基于SNCK信號經(jīng)過FrFT變換以及SCD變換后的特征，對于SNCK三個重要參數(shù)估計算法的選取原因進行了闡述，提出了SNCK信號基于SCD特性的中心頻率、碼元速率以及時間帶寬積

4、的估計方法，并且對于估計參數(shù)的均方根誤差值（Root Mean Square Error，RMSE）和克拉美羅界（Cramer-Rao Lower Bound，CRLB）理論值進行了比較。另外，鑒于仿真值與實際系統(tǒng)存在差距，提出了改進的時間帶寬積估計方法，添加了一組本地存儲比值，仿真結(jié)果表明SNCK信號的頻譜相關(guān)特征十分明顯，可以準確估計出關(guān)鍵參數(shù)值。
　　最后，基于SNCK信號的SCD特征，選取了令SCD幅值最大的特定循環(huán)頻率值

5、，將這些特定循環(huán)頻率值分別設(shè)置為頻率移動濾波器組（FREQUENCY-SHIFT，F(xiàn)RESH）的濾波器參數(shù)，并且使用FRESH濾波器組對接收端與噪聲混合的SNCK信號進行處理，得到系統(tǒng)誤碼率性能。對比了不同循環(huán)頻率參數(shù)設(shè)置時經(jīng)FRESH濾波器處理后接受端的誤碼率，得出結(jié)論是，基于SCD特性的循環(huán)頻率的選取對于經(jīng)過FRESH后系統(tǒng)誤碼率性能的影響很大，濾波器的參數(shù)設(shè)置為非循環(huán)頻率時，誤碼率性能明顯下降。另外，使用了循環(huán)相關(guān)匹配濾波器（Cy