CN113947120B 一种基于阵列信号相位差矢量的信号检测方法与系统 （中山大学）

WO2018028310A1,2018.02.15一种基于阵列信号相位差矢量的信号检测本发明提供一种基于阵列信号相位差矢量不同阵元间接收信号的相位差来构造相位差矢2S2：根据所述高斯白噪声信号构造多个连续多个连续时间下的噪声信号相位差矢量求解噪声信号S3：重复步骤S2计算多个噪声信号相位差矢量相S4：根据S3获取的所述噪声信号相位差矢量相关系S6：根据所述阵元接收信号构造多个连续时间下的个连续时间下的接收信号相位差矢量求解接收信号相位差矢量相以第一个阵元为参考点，第一个阵元接收的高斯白噪声信号的频域傅里叶变换表示令第二个阵元接收的高斯白噪声信号相对于第一阵元的时延为τ,则第二个阵元接收e-jωτ3ψN2和ψNM分别为第一段时间截取的信号构造的噪声信号相位差矢量、第二段时间截取的信号构造的噪声信号相位差矢量和第M段时间截取的信号构造的噪声信号相位前后两个噪声信号相位差矢量的相关系数Jt1＝21,φ31,...,φi1]T代指参与计算的第一个噪声信号相位差矢量，ψt2=,φ'31,...,φ'i1]T代指参与计算的第二个噪声信号相位差矢量；)]T是导向矢量，第m个阵元的接收信号是amm令第二个阵元的接收信号相对参考点的时延为τ,则第二个阵元接收信号的频域傅里e-jωτ4S1,]S2和ΨSM分别为第一段时间截取的信号构造的接收信号相位差矢量、第二段时间截取的信号构造的接收信号相位差矢量和第M段时间截取的信号构造的接收信号相位S3获取所述噪声信号相位差矢量相关系数计算Num个不同时间段的噪声信号相位差矢量相关系数均值，此时噪声信号相位差矢th=μ+3σ5.一种基于阵列信号相位差矢量的信号检测第一计算模块，所述第一计算模块用于根据所述高斯白噪声信获取模块，所述获取模块用于获取所述噪声信号相位差矢量5第二计算模块，所述第二计算模块用于根据所述阵元接6[0003]较为经典的单天线检测算法包括似然比检测法(Likelihoodratiotest,LRT)、匹配滤波法(MatchedFilter,MF)、能量检测法(EnergyDetection,ED)和循环平稳法检测(ScaledLargestEigenvalue,SLE)和算术-几何平均比检测(Arithmetic-to-GeometricMean,AGM)和John检测。现有的多天线信号检测算法主要以分析噪声特性为基7所述多个连续时间下的噪声信号相位差矢量求解噪声信号相位差矢量相关述多个连续时间下的接收信号相位差矢量求解接收信号相位差矢量相关阵元的高斯白噪声信号和第i个阵元的高斯[0025]令第二个阵元接收的高斯白噪声信号相对于第一阵元的时延为τ,则第二个阵元[0029]第一个阵元和第二个阵元之间的接收的噪声信号在最高频点ω0处的相位差为8ψN2和ψNM分别为第一段时间截取的信号构造的噪声信号相位差矢量、第二段时间截取的信号构造的噪声信号相位差矢量和第M段时间截取的信号构造的噪声信号＝[φ21,φ31,...,φi1]T代指参与计,φ'31,...,φ'i1]T代指参与计算的第二个噪声信号相位差矢量；[0048]计算Num个不同时间段的噪声信号相位差矢量相关系数均值，此时噪声信号相位9m[0060]令第二个阵元的接收信号相对参考点的时延为τ,则第二个阵元接收信号的频域ψS2和ψSM分别为第一段时间截取的信号构造的接收信号相位差矢量、第二段时间截取的信号构造的接收信号相位差矢量和第M段时间截取的信号构造的接收信号,…,JS-M(M-1)][0092]与现有的单天线能量检测(ED)算法以及多天线最小描述长度检测法(Minimum[0095]图3为检测的目标信号为FM信号时，本发明提出的方法与单天线ED算法、多天线MDLD算法的不同信噪比下的检测正确率示MDLD算法的不同信噪比下的检测正确率示[0100]对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解所述多个连续时间下的噪声信号相位差矢量求解噪声信号相位差矢量相关述多个连续时间下的接收信号相位差矢量求解接收信号相位差矢量相关[0113]步骤S2中根据所述高斯白噪声信号构造多个连续时间下分别为第1个阵元的高斯白噪声信号、第2个阵元的高斯白噪声信号和第8个阵元的高斯白[0120]令第二个阵元接收的高斯白噪声信号相对于第一阵元的时延为τ,则第二个阵元[0124]第一个阵元和第二个阵元之间的接收的噪声信号在最高频点ω0处的相位差为[0129]步骤S2中根据所述多个连续时间下的噪声信号相位差矢量求解噪声信号相位差ψN2和ψNM分别为第一段时间截取的信号构造的噪声信号相位差矢量、第二段时间截取的信号构造的噪声信号相位差矢量和第M段时间截取的信号构造的噪声信号＝[φ21,φ31,φ41,φ51,φ61,φ71,φ81]T代指参与计算的第一个噪声信号,…,JS-M(M-1)]m[0155]令第二个阵元的接收信号相对参考点的时延为τ,则第二个阵元接收信号的频域[0164]步骤S6中根据所述多个连续时间下的接收信号相位差矢量求解接收信号相位差ψS2和ψSM分别为第一段时间截取的信号构造的接收信号相位差矢量、第二段时间截取的信号构造的接收信号相位差矢量和第M段时间截取的信号构造的接收信号,…,JS-M(M-1)][0178]将本实施例所提出的新的方法与单天线ED算法、多天线MDLD算法的检测性能对计检测算法；Power曲线对应平均能量检测算法；PDCD曲线对应本实施例提出的检测算法(PhaseDifferenceCorrelationDetection,PDCD)；MDLD曲线对应最小描述长度检测算的检测算法提高了阵列信号处理的优势。PDCD算法的检测正确率在SNR＝-21dB时开始上[0181]如图4所示，当需检测的目标信号为4ASK信号时，不同信噪比下的检测正确率不信噪比的恶劣接收环境。PDCD算法的检测正确率在SNR＝-23dB时开始上升，-15dB时接近[0182]上述实施例表明在目标检测信号为数字调制信号4ASK、且接收信号的SN