系统工程与电子技术 ›› 2025, Vol. 47 ›› Issue (2): 360-368.doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2025.02.03

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基于特征值融合的动态信道化子带检测算法

陈侯伯1,2, 刘霖1,2,*, 崔宁1, 张旭冉3, 赵麒瑞1, 刘翔1   

  1. 1. 中国科学院空天信息创新研究院, 北京 100094
    2. 中国科学院大学电子电气与通信工程学院, 北京 100049
    3. 复旦大学信息科学与工程学院, 上海 200433
  • 收稿日期:2024-01-02 出版日期:2025-02-25 发布日期:2025-03-18
  • 通讯作者: 刘霖
  • 作者简介:陈侯伯 (2000—), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为高速实时信号处理、雷达信号处理
    刘霖 (1982—), 男, 副研究员, 硕士, 主要研究方向为合成孔径雷达、数字信号处理
    崔宁 (1995—), 男, 助理研究员, 博士, 主要研究方向为机载雷达广域GMTI、MMTI、AMTI和SAR-GMTI及其在实际雷达系统中的应用
    张旭冉 (2000—), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为光纤传感、高速光通信系统
    赵麒瑞 (1998—), 男, 助理工程师, 硕士, 主要研究方向为高速实时信号处理
    刘翔 (1979—), 男, 工程师, 本科, 主要研究方向为微流控芯片及系统可靠性
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(61971026)

Dynamic channelized subband detection algorithm based on eigenvalue fusion

Houbo CHEN1,2, Lin LIU1,2,*, Ning CUI1, Xuran ZHANG3, Qirui ZHAO1, Xiang LIU1   

  1. 1. Aerospace Information Innovation Institute, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100094, China
    2. School of Electronic, Electrical and Communication Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
    3. School of Information Science and Technology, Fudan University, Shanghai 200433, China
  • Received:2024-01-02 Online:2025-02-25 Published:2025-03-18
  • Contact: Lin LIU

摘要:

针对动态数字信道化接收领域中传统子带检测算法需要信号和噪声先验信息等问题, 提出基于特征值融合的动态信道化子带检测算法。首先, 基于随机矩阵理论(random matrix theory, RMT), 利用采样协方差矩阵中的最大、最小和平均特征值, 引入融合参数α, 构造融合检测统计量。随后, 通过最小特征值的极限分布, 推导出一种高效的检测门限, 并据此设计一套基于特征值融合的子带盲检测算法, 命名为α-最大、最小和平均特征值(α-maximum-average-minimum eigenvalue, α-MAME)算法。在实验阶段, 对不同动态数字信道化接收条件下的算法性能进行仿真验证。结果表明, 与现有算法相比, 所提子带检测算法在低信噪比和低维度条件下具有更好的检测性能。

关键词: 动态数字信道化, 子带检测, 特征值检测, 随机矩阵

Abstract:

To address issues in traditional subband detection algorithms in the field of dynamic digital channelized reception field, such as the need for prior information about signals and noise. An eigenvalue fusion based dynamic channel subband detection algorithm is proposed. Firstly, based on random matrix theory (RMT), the maximum, minimum, and average feature values in the sampled covariance matrix are employed, incorporating a fusion parameter α to construct a fusion detection statistical value. Subsequently, an efficient detection threshold is derived through the limit distribution of the minimum feature value. Based on this, a subband blind detection algorithm based on feature-value fusion is designed, which is named as the α-maximum-average-minimum eigenvalue (α-MAME) algorithm. In the experiment, the algorithm's performance is simulated and verified under various receiving conditions of dynamic digital channels. The experimental results indicate that compared to existing algorithms, the proposed subband detection algorithm demonstrates superior detection performance under low signal-to-noise ratios and low-dimensional conditions.

Key words: dynamic digital channelization, subband detection, eigenvalue detection, random matrix

中图分类号: