對單頻信號頻譜檢測方法的仿真實驗

本文是對單頻信號頻譜檢測方法的仿真實驗。主要對比了理論檢測概率、統(tǒng)計檢測概率和CA-CFAR檢測概率隨信噪比變化的曲線。

值得注意，CA-CFAR檢測方法在檢測單頻信號時，具有較高的檢測概率。當信號具有一定帶寬時，參考頻點中會引入信號成分，這將使得噪聲功率估計值偏高，CA-CFAR檢測方法的檢測概率將會急劇惡化。這里僅討論單頻信號檢測。

實驗1：已知噪聲功率為1，對比理論檢測概率與統(tǒng)計檢測概率。FFT點數(shù)為1024，虛警概率為1e-3, 信噪比從-30dB到10dB變化。

單頻信號的頻率位于第128個頻點處。蒙特卡洛實驗1000次。檢測概率隨信噪比的變化曲線如下圖所示。由圖可知，理論檢測概率與統(tǒng)計檢測概率非常接近，可驗證前述公式推導的正確性。

實驗2：噪聲功率未知，采用CA-CFAR估計噪聲功率，對比理論檢測概率與CA-CFAR檢測概率。FFT點數(shù)為1024，虛警概率為1e-3, 信噪比從-30dB到10dB變化。單頻信號的頻率位于第128個頻點處，參考頻點個數(shù)為16和64。

蒙特卡洛實驗1000次。當參考頻點個數(shù)為64時，理論檢測概率與CA-CFAR檢測概率隨信噪比的變化曲線如圖所示。由圖可知，當檢測單頻信號時，CA-CFAR的檢測概率與理論檢測概率非常接近。

當參考頻點個數(shù)為16時，理論檢測概率與CA-CFAR檢測概率隨信噪比的變化曲線如圖所示。由圖可知，當檢測單頻信號時，CA-CFAR的檢測概率略低于理論檢測概率。

由此可知，參考頻點個數(shù)的選取會影響CA-CFAR的檢測概率。在高斯白噪聲環(huán)境下，當檢測單個單頻信號時，增加參考頻點個數(shù)，可提高檢測概率，但不管怎么選擇參考頻點個數(shù)，CA-CFAR的檢測概率都不會超過理論檢測概率。

審核編輯：劉清