[發明專利]基于相關性分簇的兩級融合調制識別方法

有效

• 申請號: 201310040697.0
• 申請日: 2013-02-03
• 公開（公告）號: CN103152790A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 朱琦;辛艷雙
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W40/10
• 分類號: H04W40/10;H04W40/16;H04W84/18
• 代理公司: 江蘇愛信律師事務所 32241
• 代理人: 唐小紅

技術領域

本發明涉及一種調制方式自動識別技術中兩級融合的實現方案，屬于通信技術領域。

背景技術

????通信的目的是通過信道有效、安全、準確的傳輸信息，無論有線通信或是無線通信，由于信道的限制也為了充分利用信道的容量，滿足用戶的不同需求，基帶信號都不能直接傳輸，必須經過調制。通過調制，可使信號更安全的傳輸，也可獲得更高的通信速率，更有效的頻譜利用率。隨著電子技術的快速發展，以及對信息傳輸技術的不斷提高，通信信號的調制方式也越來越多。目前的通信系統中應用了各種各樣的調制方式，并將信號調制到不同的頻帶上進行傳輸。在大部分民用通信中，大都采用合作通信即事先知道傳輸信號的調制方式、調制參數，接收機只需要將接收到的信息按事先所給的調制方式和調制參數解調即可。但是接收端可能會接收到各種各樣的信號，畢竟在通信信號如此發達的今天，周圍空間中的信號復雜繁多，如何從接收端提取出真正要接收的信號也是一個重要的問題，有一種方法就是對接收到的信號進行識別，得到其調制方式和調制參數，然后和事先給定的信號比對，如果確定是發送端的信號就對其進行接收并解調。同時目前軟件無線電接收機也都實現了多頻帶、多調制信號的自動接收，也需要先進行信號的調制模式識別和信號參數識別，才能正確接收。非合作通信主要應用的就是軍事領域，電子戰是現代戰爭的重要標志。通信對抗是電子戰的主要內容，包括敵方信號的截獲、檢測、識別和定向測位對方信號，進而破譯對方的通信信啟、或發出相同的信號對敵方信號進行干擾。然而通信信號調制方式的識別是實現偵聽和干擾的前提，只有正確識別對方信號的調制方式才有可能進一步檢測出對方信號的相關調制參數，從而達到破譯敵方信號的目的。調制識別在軍事和民用方面都有重要的意義和價值。

????信號調制特點反映在時頻兩域，想準確地提取不同信號調制特點需要從時頻兩域進行。小波變換具有不同于傅里葉變換的多分辨分析特點，能從時域頻域很好地表征信號局部特性，從而可用來提取不同調制類別的特征。神經網絡作為分類器進行分類識別，不需要先驗知識和選取門限值，能夠在個別參數不準確或失真的情況下保證整體的識別率。因此，小波分析和神經網絡結合的無線通信信號調制類別檢測系統，具有很大的應用前景。

???無線環境中“隱終端”、衰落等問題將會導致識別性能的惡化。為了克服這些問題，采用多個接收用戶協作識別的方法，將不同用戶接收到的來自同一發送端的信息加以融合，避免了單用戶識別的獨斷性，同時還能夠節省單用戶的能耗。協作實際建立了空間分集，利用了相同無線信號在不同終端不同傳輸路徑的多接收優勢。

分簇結構的應用使得接收用戶向簇頭而不是直接向匯聚中心報告信息，與傳統策略相比，報告信道的距離縮小了，從而可以延長整個網絡的生存時間，而且分簇式拓撲結構有利于分布式算法的應用。根據相似性進行分簇的算法，利用了成員節點受到多種因素共同影響且可以周期性重復的特點，實現了有效的自適應分簇，而協作增益隨協作的用戶距離增加，相關性減小而增大。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種基于相關性分簇的兩級融合調制識別方法，該方法能提高系統平均識別性能，是一種低信噪比下的很好的調制識別方法。

技術方案：本發明的調制信號特征提取方法是用db3小波對BPSK，2FSK，2ASK，QPSK，4FSK，以及4ASK六種信號進行7層分解，提取各層小波系數，重構各層信號并計算各層信號的平均方差S，得到S1~S8八種參數；同時引入四種特征參數：????????????????????????????????????????????????、、、。為克服“隱終端”問題，采用了一種基于接收信號相關性分簇的兩級融合調制識別的方法，該方法基于接收信號能量的相關性進行分簇，簇內節點根據接收信噪比的大小提取不同參數進行協作，每個節點按上述方法只提取一種特征參數，送往簇頭，在簇頭處進行初級特征融合，簇頭將初級判決結果送至匯聚中心，在匯聚中心進行決策級融合。

具體的方法為：

????a.各節點計算相關性矩陣R，節點j在第t次循環接收信號能量為

????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????其中為信號的采樣點數，是j節點在第t次循環接收到的信號，表達式為??

?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????