本發明屬于信號檢測,具體地說是一種非高斯噪聲下基于對數秩變換的信號檢測方法。
背景技術:
1、信號檢測是通信技術領域的重要任務,尤其在相控陣雷達、水下聲吶和移動通信等領域有著廣泛應用。傳統的信號檢測方法,如能量檢測器,在高斯噪聲背景下具有良好的檢測性能。
2、然而,在實際環境中,噪聲往往呈現出非高斯特性,包含大量持續時間短但幅值大的異常值,這些異常值會顯著降低系統信噪比,導致傳統信號檢測方法失效。
3、因此,開發一種能夠在非高斯噪聲環境下有效檢測信號的方法具有迫切需求。
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題,本發明提供一種非高斯噪聲下基于對數秩變換的信號檢測方法,以解決現有技術中噪聲往往呈現出非高斯特性,包含大量持續時間短但幅值大的異常值,這些異常值會顯著降低系統信噪比,導致傳統信號檢測方法失效等問題。
2、本發明的目的采用如下方案實現:
3、一種非高斯噪聲下基于對數秩變換的信號檢測方法,包括:
4、s10、獲取兩路傳感器接收到的采樣信號;
5、s20、計算兩路采樣信號的秩以及反秩,并對兩路采樣信號進行對數秩變換;
6、s30、基于變換后兩路信號的內積構建檢驗統計量;
7、s40、計算檢驗統計量的方差并設置檢測門限;
8、s50、比較檢驗統計量和檢測門限的大小,確定目標信號的檢測結果。
9、在其中一個實施例中,所述兩路采樣信號具體為:
10、xi=θ1si+zi
11、yi=θ2si+wi
12、i=1,2…,n
13、其中,{xi,yi}是兩路傳感器在時刻i接收到的采樣信號,si為待檢測的目標信號,θ1和θ2表示信道增益系數,zi和wi表示非高斯噪聲,n為信號長度。
14、在其中一個實施例中,所述計算兩路采樣信號的秩以及反秩具體為
15、
16、其中,ri和分別是樣本點xi的秩和反秩,qi和分別是樣本點yi的秩和反秩,h{·}表示階躍函數,n為信號長度。
17、在其中一個實施例中,所述計算兩路采樣信號的對數秩變換具體為:
18、
19、其中,x'i表示樣本點xi經過對數秩變換后的信號,y'i表示樣本點yi經過對數秩變換后的信號,sgn{·}表示符號函數,ln{·}表示對數函數,n為樣本長度。
20、在其中一個實施例中,基于變換后兩路信號的內積構建檢驗統計量具體為:
21、
22、其中,t表示檢驗統計量,n為樣本長度。
23、在其中一個實施例中,所述計算檢驗統計量的方差并設置檢測門限具體為:
24、
25、βi=sgn(2i-n-1)ln(n+1-|2i-n-1|)
26、λ=σφ-1(1-pf)
27、其中,σ2表示檢驗統計量的方差,λ表示檢測門限,pf表示虛警概率,φ-1表示標準正態分布的分位數函數,n為樣本長度。
28、在其中一個實施例中,所述比較檢驗統計量和檢測門限的大小具體為:
29、比較檢驗統計量和檢測門限的大小,若檢驗統計量大于檢測門限,則目標信號存在;反之,則認為目標信號不存在。
30、第二方面,本申請提供了一種非高斯噪聲下基于對數秩變換的信號檢測系統,該系統配置有以下模塊:
31、信號獲取模塊,用于獲取兩路傳感器接收到的采樣信號,其中所述采樣信號包含待檢測的目標信號以及非高斯噪聲;
32、秩與反秩計算模塊,用于計算所述兩路采樣信號的秩以及反秩;
33、對數秩變換模塊,用于對所述兩路采樣信號進行對數秩變換,得到變換后的信號;
34、檢驗統計量構建模塊,用于基于變換后兩路信號的內積構建檢驗統計量;
35、檢測門限設置模塊,用于計算所述檢驗統計量的方差,并根據預設的虛警概率設置檢測門限;
36、信號檢測模塊,用于比較所述檢驗統計量與所述檢測門限的大小,若檢驗統計量大于檢測門限,則判定目標信號存在,反之,則判定目標信號不存在。
37、第三方面,本申請還提供了一種計算機設備,包括存儲器和處理器,所述存儲器存儲有計算機程序,所述處理器執行所述計算機程序時實現上述的非高斯噪聲下基于對數秩變換的信號檢測方法。
38、第四方面,本申請還提供了一種計算機可讀存儲介質,其上存儲有計算機程序,所述計算機程序被處理器執行時實現上述的一種非高斯噪聲下基于對數秩變換的信號檢測方法。
39、與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:
40、1、本發明通過引入對數秩變換,有效解決了非高斯噪聲環境下傳統信號檢測方法失效的問題,提高了信號檢測的魯棒性。
41、2、本發明通過對采樣信號的秩與反秩進行精確計算,并利用變換后的信號特征構建檢驗統計量,實現了更準確的信號檢測。
42、3、本發明根據預設的虛警概率合理設置檢測門限,確保了檢測結果的客觀性和可靠性,為通信技術領域提供了一種新的、有效的信號檢測方法。
1.一種非高斯噪聲下基于對數秩變換的信號檢測方法,其特征在于,包括:
2.如權利要求1所述一種非高斯噪聲下基于對數秩變換的信號檢測方法,其特征在于:所述兩路采樣信號具體為:
3.如權利要求1所述一種非高斯噪聲下基于對數秩變換的信號檢測方法,其特征在于:所述計算兩路采樣信號的秩以及反秩具體為
4.如權利要求1所述一種非高斯噪聲下基于對數秩變換的信號檢測方法,其特征在于:所述計算兩路采樣信號的對數秩變換具體為:
5.如權利要求1所述一種非高斯噪聲下基于對數秩變換的信號檢測方法,其特征在于:基于變換后兩路信號的內積構建檢驗統計量具體為:
6.如權利要求1所述一種非高斯噪聲下基于對數秩變換的信號檢測方法,其特征在于:所述計算檢驗統計量的方差并設置檢測門限具體為:
7.如權利要求1所述一種非高斯噪聲下基于對數秩變換的信號檢測方法,其特征在于:所述比較檢驗統計量和檢測門限的大小具體為:
8.一種非高斯噪聲下基于對數秩變換的信號檢測系統,其特征在于:適用于如權利要求1-7任一所述一種非高斯噪聲下基于對數秩變換的信號檢測方法,包括:
9.一種計算機設備,包括存儲器和處理器,所述存儲器存儲有計算機程序,其特征在于,所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1至7中任一項所述的方法。
10.一種計算機可讀存儲介質,其上存儲有計算機程序,其特征在于,所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1至7中任一項所述的方法。