信号检测不同虚警概率下检测性能曲线MATLAB仿真

第三章作业
MATLAB仿真
一.程序
clc;
close all;
d2=0:0.01:20;%检测指数
d=sqrt(10.^(d2/10));
pf1=0.05;%虚警概率
pf2=0.01;
pf3=0.001;
pd1=qfunc(qfuncinv(pf1)-d);%Q函数及其反函数运用计算检测概率
pd2=qfunc(qfuncinv(pf2)-d);
pd3=qfunc(qfuncinv(pf3)-d);
figure(1);%画出理论检测性能曲线
plot(d2,pd1,'red',d2,pd2,'green',d2,pd3,'blue');
xlabel('d/dB');
ylabel('Pd');
legend('pf=5%','pf=1%','pf=0.1%');
title('理论检测性能曲线');
%线性调频信号参数设置
f0=1e5;%基频
fs=5e5;%采样频率
B=20e3;%带宽
T=30e-3;%脉冲宽度
K=B/T;%调斜频率
N=T*fs;%采样点数
A=1;%信号幅度
t=(-N/2:N/2-1)/fs;%时间采样点
s=A*sin(2*pi*f0*t+pi*K.*t.*t);%产生线性调频信号
w=fir1(1024,[90000,110000].*2/fs);%90KHz到110KHz的带通滤波器
C1=2000;%蒙特卡洛试验次数
F1=0;F2=0;F3=0;%计数初值
pd1=zeros(1,21);
pd2=zeros(1,21);
pd3=zeros(1,21);%不同信噪比下检测概率对应数组
noise_max=zeros(1,C1);%噪声匹配滤波器后幅度最大值
for i=0:20
SNR1=-30+i;%输入信噪比从-30到-10dB
for j=1:C1%蒙特卡洛实验次数
noise1=randn(1,N);%产生随机数
noise_f=filter(w,1,noise1);%将噪声随机数通过带通滤波器
snr_radio=sqrt(2*sum((noise_f).^2)/length(noise_f)*10^(SNR1/100)); noise2=noise_f*A/snr_radio;%得到带限白噪声
rn=xcorr(noise2,s);%噪声通过匹配滤波器
Rn=abs(hilbert(rn));%产生包络
noise_max(j)=max(Rn);%输出幅度的最大值
end
order=sort(noise_max,'descend');%对得到的最大值进行降序排序for j=1:C1%蒙特卡洛试验次数
noise1=randn(1,N);%产生随机数
noise_f=filter(w,1,noise1);%将噪声随机数通过带通滤波器
snr_radio=sqrt(2*sum((noise_f).^2)/length(noise_f)*10^(SNR1/100)); noise2=noise_f*A/snr_radio;%得到带限白噪声
r=s+noise2;%信号加噪声
ro=xcorr(r,s);%匹配滤波器总输出信号
Ro=abs(hilbert(ro));%产生包络
Ro_max=Ro(N);%包络检波T=t
%VT计算
pf=0.05;%虚警概率
VT1=order(C1*pf);
pf=0.01;%虚警概率
VT2=order(C1*pf);
pf=0.001;%虚警概率
VT3=order(C1*pf);
if Ro_max>VT1
F1=F1+1;
end
if Ro_max>VT2
F2=F2+1;
end
if Ro_max>VT3
F3=F3+1;
end
end
pd1(SNR1+31)=F1/C1;%检测概率
pd2(SNR1+31)=F2/C1;
pd3(SNR1+31)=F3/C1;
F1=0;F2=0;F3=0;%信噪比改变，计数清零
end
snr=-30+10*log10(2*B*T):1:-10+10*log10(2*B*T);%横坐标figure(2)%画出不同虚警概率下检测性能曲线
plot(snr,pd1,'red',snr,pd2,'green',snr,pd3,'blue'); xlabel('d^2/dB');
ylabel('Pd');
legend('pf=5%','pf=1%','pf=0.1%');
title('不同虚警概率下检测性能曲线');
二.实验结果
三.实验结果分析
此次仿真实验绘出的不同虚警概率下的理论检测性能曲线与查询资料得到的理论检测性能曲线相符合。

可以看出当检测指数相同时，随着虚警概率的增大，检测概率增大，检测性能提高，且随着检测指数的增大，不同虚警概率下的检测性能逐渐趋于相近。

而通过先进行脉
冲压缩，然后利用包络检测，最大值检测，绘制出的不同虚警概率下的性能曲线与理论的不同虚警概率下的检测性能曲线相比，进行脉冲压缩，然后又利用包络检测，最大值检测绘制出的检测性能曲线在相同的虚警概率下有更高的检测概率，检测性能更高。