针对宽带非平稳信号,时频分析是一种获得信号特征的有效手段。它将时域和频域结合起来描述观察信号的时频联合特征,构成信号的时频图。时频分析的主要任务是描述信号的频谱含量是怎样随时间变化的。时频分析的最终目的是建立一种分布,以便能在时间和频率上同时表示信号的能量或者强度,对信号进行分析、处理、提取信号中所包含的特征信息。时频表示分为线性时频表示和非线性时频表示。典型的线性时频表示(也叫核函数分解法, atomin decomposition)有短时傅立叶变换(Short Time Fourier Transform, STFT)和分数阶傅立叶变换(Fractional Fourier Transform, FrFT),它们采用基于被分析信号和具有时频局部特征的基本分析或综合函数之间的内积或扩展方法而实现。非线性时频表示或二次型时频表示描述了信号的时变功率谱,典型的是WVD变换(Wigner Ville Distribution),Cohen类等。本文将对这些时频变换进行讨论,分析各自适用的场合。对各种时频方法的分析是基于信号模型的。本文将以线性调频信号作为主要模型,分析目前常见的各种时频方法对线性调频信号的特征提取能力。同时针对非线性调频信号,本文研究了一种基于优化窗的短时傅立叶变换的分析方法,它能提高短时傅立叶变换的时频分辨率,从而具有较好的信号特征提取能力。在通信系统中,常常面对干扰和抗干扰的问题。传统的扩频抗干扰方式在面对窄带干扰时效果良好。但是扩频系统的抗干扰能力取决于扩频增益,在频谱资源日益紧张的今天,不可能无限制提高扩频增益。因此,扩频系统在面对宽带非平稳干扰时,抑制效果十分有限。如果在接收端采用时频分析模块,提取干扰信号参数,对干扰进行滤波,可以大大提升系统的抗干扰能力。本文以线性调频干扰为模型,通过理论分析和仿真,验证了时频分析方法抑制宽带非平稳干扰的有效性。另外,本文还研究了基于Turbo码原理的联合迭代解调译码算法。在接收端的解调器和译码器之间交换软信息,联合迭代进行解调和译码过程,可以提高系统对抗噪声的能力。仿真结果验证了在直接序列扩频系统中采用联合迭代解调译码算法,可以进一步提高系统的误码率性能。最后,通过比较几种最常见的时频分析方法,在综合考虑误码率性能和计算复杂性下,提出了适合直接序列扩频系统的干扰抑制方案。