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随着以非合作通信信号处理和微弱信号检测为基础的通信侦测技术的飞速发展,现有通信波形低检测概率(low probability of detection,LPD)性能的提升遇到了技术瓶颈。
面向现有LPD通信信号检测方法的技术特点,从提升通信波形各域特征不彰性的角度,引入波形时宽-波形样本基联合捷变的波形设计思路,利用变时宽(varied time width,VTW)参数配置和波形基捷变有望提升通信波形周期特征和各域聚敛特征不彰性的潜能,研究基于变时宽-非单频基(VTW non-single frequency,VTW-NSF)的通信波形LPD性能。在变时宽线性调频(VTW-linear frequency modulation,VTW-LFM)、变时宽正弦调频(VTW- sinusoidal frequency modulation,VTW-SFM)通信波形的基础上,提出一种基于波形时宽和波形基联合捷变的LPD通信波形——变时宽切普扩频/正弦调频扩频(VTW-chirp/sinusoidalfrequencyspreadspectrum,VTW-CSS/SFSS,简称VTW-C/SFSS)混合波形;分析论证所提通信波形的信道适应能力、各域特征不彰性。
首先,构建有限长线性调频(linear frequency modulation,LFM)和正弦调频(sinusoidal frequency modulation,SFM)波形样本及其比特能量、波形样本正交性、相关函数、能量谱密度函数、分数阶傅里叶变换(fractional Fourier transform,FrFT)域分布函数、正弦调频变换(sinusoidal frequency modulation transform,SFMT)域分布函数等各域特征数学模型,以此作为后续通信波形性能分析的数学基础。
其次,引入支撑波形时宽捷变的VTW参数配置构架,以有限长LFM波形样本为波形基,提出VTW-LFM通信波形,重点分析论证VTW参数配置与波形各域特征的内在关联。在此基础上,提出基于VTW-LFM波形样本的数字调制解决方案,并建模分析VTW参数配置与系统信道适应能力的关系。
再次,以有限长SFM波形样本为波形基,针对调频函数周期性引起的自相关函数强“旁峰”的问题,提出面向自相关特征优化需求的半周期VTW-SFM波形基通信波形,重点分析VTW参数配置与波形各域特征的内在关联。进而提出基于半周期VTW-SFM波形样本的数字调制解决方案,并建模分析VTW参数设置与系统信道适应能力的关系。
最后,引入波形时宽-波形基联合捷变的技术思想,提出基于VTW-C/SFSS混合波形的LPD通信波形。面向分析论证LPD性能的需求,研究VTW-C/SFSS混合波形的能量谱平坦度、时频域聚敛特征弥散度等问题,着重分析VTW参数设置、波形基捷变与能量谱平坦度、时频域能量聚敛特征弥散度的内在关联。
面向现有LPD通信信号检测方法的技术特点,从提升通信波形各域特征不彰性的角度,引入波形时宽-波形样本基联合捷变的波形设计思路,利用变时宽(varied time width,VTW)参数配置和波形基捷变有望提升通信波形周期特征和各域聚敛特征不彰性的潜能,研究基于变时宽-非单频基(VTW non-single frequency,VTW-NSF)的通信波形LPD性能。在变时宽线性调频(VTW-linear frequency modulation,VTW-LFM)、变时宽正弦调频(VTW- sinusoidal frequency modulation,VTW-SFM)通信波形的基础上,提出一种基于波形时宽和波形基联合捷变的LPD通信波形——变时宽切普扩频/正弦调频扩频(VTW-chirp/sinusoidalfrequencyspreadspectrum,VTW-CSS/SFSS,简称VTW-C/SFSS)混合波形;分析论证所提通信波形的信道适应能力、各域特征不彰性。
首先,构建有限长线性调频(linear frequency modulation,LFM)和正弦调频(sinusoidal frequency modulation,SFM)波形样本及其比特能量、波形样本正交性、相关函数、能量谱密度函数、分数阶傅里叶变换(fractional Fourier transform,FrFT)域分布函数、正弦调频变换(sinusoidal frequency modulation transform,SFMT)域分布函数等各域特征数学模型,以此作为后续通信波形性能分析的数学基础。
其次,引入支撑波形时宽捷变的VTW参数配置构架,以有限长LFM波形样本为波形基,提出VTW-LFM通信波形,重点分析论证VTW参数配置与波形各域特征的内在关联。在此基础上,提出基于VTW-LFM波形样本的数字调制解决方案,并建模分析VTW参数配置与系统信道适应能力的关系。
再次,以有限长SFM波形样本为波形基,针对调频函数周期性引起的自相关函数强“旁峰”的问题,提出面向自相关特征优化需求的半周期VTW-SFM波形基通信波形,重点分析VTW参数配置与波形各域特征的内在关联。进而提出基于半周期VTW-SFM波形样本的数字调制解决方案,并建模分析VTW参数设置与系统信道适应能力的关系。
最后,引入波形时宽-波形基联合捷变的技术思想,提出基于VTW-C/SFSS混合波形的LPD通信波形。面向分析论证LPD性能的需求,研究VTW-C/SFSS混合波形的能量谱平坦度、时频域聚敛特征弥散度等问题,着重分析VTW参数设置、波形基捷变与能量谱平坦度、时频域能量聚敛特征弥散度的内在关联。