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随着通信技术和信号处理手段的快速发展,在非合作通信中各种高效的信号检测与识别方法层出不穷,对通信过程的要求已经不再局限于有效性和可靠性,通信的安全性和隐蔽性也显得愈加重要。为了防止非合作方对目标信号进行截获,进而检测和识别出有用信息,低检测概率(Low Probability of Detection,LPD)信号以及低截获概率(Low Probability of Interception,LPI)信号应运而生,其在非合作通信中应用得也越来越普遍。目前常见的LPI/LPD信号主要是扩频信号和跳频信号,但是跳频和扩频技术出现时间较早,相关研究已经非常充分,针对他们的检测手段也是非常之多。在此背景下,本文提出了一种新的基于分数域的低检测概率信号,并详细研究了他的抗检测和抗识别性能。本文首先对近几年提出的加权分数傅里叶变换(Weighted-type Fractional Fourier Transform,WFRFT)这一分数域信号处理方法的基本理论进行了总结,随后介绍了基于WFRFT理论的分数域数字通信系统及相应的分数域信号,并研究了该信号的基本特征,包括信号波形、星座图等,着重研究了单参数四项加权分数傅里叶变换(Single Parameter 4-WFRFT,SP-4-WFRFT)和多参数四项加权分数傅里叶变换(Multiple Parameter 4-WFRFT,MP-4-WFRFT)的抗参数检测性能,根据仿真结果可知MP-4-WFRFT能有效提高非合作接收机的扫描检测工作量,初步验证了其低检测概率特性。其次,介绍了基于信号幅度谱的能量检测和相关性检测相结合的信号检测方法,随后基于该方法分别仿真分析了SP-4-WFRFT信号和MP-4-WFRFT信号的低检测概率特性,仿真结果表明在非合作方无法获得准确的变换参数时,分数域信号的检测成功概率将明显降低,进一步验证了其低检测概率特性。最后,基于现代信号处理中的高阶累积量方法,进一步深入研究了SP-4-WFRFT信号和MP-4-WFRFT信号的调制识别性能,仿真结果表明在非合作方无法确知变换参数时,高阶累积量方法对于分数域信号调制方式和调制阶数的识别概率都将大幅降低。通过与普通调制信号的识别概率相比较,再次验证了分数域信号的抗检测能力。