张东伟 郭 英 张坤峰 齐子森 韩立峰 尚耀波



多跳频信号频率跟踪与二维波达方向实时估计算法

张东伟*①②郭 英②张坤峰②齐子森②韩立峰①尚耀波①

①(空军工程大学装备发展与运用研究中心 西安 710051)②(空军工程大学信息与导航学院 西安 710077 )

为了实时提取跳频(FH)通信参数以及为通信对抗提供所需信息，该文提出一种多跳频信号频率跟踪和2维波达方向实时估计算法。首先建立跳频信号的L型阵列接收数据模型，并推导证明了自回归滑动平均(ARMA)模型对L型阵列数据的适用性，然后采用粒子滤波思想对阵列流型矩阵和频率进行实时估计。再基于频率估计值建立ARMA模型实时检测跳时刻，并结合流型矩阵估计值实现无需参数配对的2维波达方向(2D-DOA)准确估计。新方法通过设计合理的粒子生成以及权值更新方式，使流型矩阵与频率估计值能够迅速收敛至稳定状态。最后蒙特卡罗仿真结果验证了该算法的有效性。

信号处理；跳频；频率估计；波达方向；粒子滤波；自回归滑动平均模型

1 引言

跳频(Frequency Hopping, FH)通信具有优越的抗干扰、抗截获和多址组网等能力，已逐渐成为军事通信的主导技术，并在越来越多的信息系统中得到广泛应用[1]。FH信号跟踪和参数估计一直是通信侦察和通信对抗等领域的重要研究内容。

针对FH信号的实时估计问题，文献[8]最早提出了一种基于粒子滤波的单/多通道FH信号频率跟踪方法。文献[9]在文献[8]基础上建立了FH信号的相位统计模型，在单通道时取得了更好的跟踪性能。……