[發明專利]一種基于循環譜相關的常用數字調制信號識別方法

有效

• 申請號: 201610093967.8
• 申請日: 2016-02-19
• 公開（公告）號: CN105721371B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 李世銀;沈勝強
• 申請（專利權）人: 徐州坤泰電子科技有限公司
• 主分類號: H04L27/00
• 分類號: H04L27/00
• 代理公司: 重慶百潤洪知識產權代理有限公司 50219
• 代理人: 劉立春

本發明公開了一種基于循環譜相關的常用數字調制信號識別方法，利用信號循環譜所具有的抗噪特性來提高信號分析的可靠性；并在信號譜相關函數的計算過程中引入α截面小波去噪和疊加求取平均的環節，有效地減弱了原譜相關估計算法結果中由采樣點數受限和外界干擾引起的隨機波動，利于調制特征的識別和提??；同時，利用信號譜相關計算所獲取譜相關圖的α截面和f截面，選取合適的特征和參數(如譜相關函數α截面和f截面最大絕對值比、α截面強譜線數目、α截面波動系數、f截面歸一化面積、α截面譜線的顯著度比等)構建分類方法對通信信號的調制方式進行識別。

技術領域

本發明屬于通信信號調制識別領域，具體涉及一種基于循環譜相關的常用數字調制信號識別方法。

技術背景

通信信號的調制方式識別是介于信號獲取和解調之間的一個重要環節，無論是在軍用還是民用通信領域中都扮演著重要角色，尤其是在動態無線電頻譜的管理和不明干擾的鑒別工作中。另外，通信信號的調制方式識別也是構建軟件無線電或認知無線電應用的基礎，也為多體制通信互聯應用提供技術支持。

基于傅里葉變換的信號功率譜分析是一種常用的較為經典的針對平穩信號的分析方法。通過信號的功率譜分析，可以較好地獲取所分析信號的基本特征，包括載波頻率、頻帶寬度等信號參數。但在通信過程中，很大一部分信號由于人工干預(如調制、編碼、掃描等)而轉換為非平穩信號，功率譜分析已不能較為全面地揭示信號的調制特征，因此基于功率譜分析的調制識別方法通常要借助較多時域統計特征，局限性較大。Gardner提出的循環譜相關理論是近年來人們研究非平穩信號的一個重要工具，該理論充分考慮了信號經過周期性人工干預后所具有的重要性質——循環平穩性，可以較為全面地揭示通信信號的調制特征，這是經典功率譜分析無法比擬的。

雖然循環譜相關理論在各領域的非平穩信號分析中得到較為廣泛的應用，但目前在通信信號調制識別領域并未普及。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種基于循環譜相關的常用數字調制信號識別方法，利用信號循環譜所具有的抗噪特性來提高信號分析的可靠性；并在信號譜相關函數的計算過程中引入α截面小波去噪和疊加求取平均的環節，有效地減弱了原譜相關估計算法結果中由采樣點數受限和外界干擾引起的隨機波動，利于調制特征的識別和提??；同時，利用信號譜相關計算所獲取譜相關圖的α截面和f截面，選取合適的特征和參數(如譜相關函數α截面和f截面最大絕對值比、α截面強譜線數目、α截面波動系數、f截面歸一化面積、α截面譜線的顯著度比等)構建分類方法對通信信號的調制方式進行識別。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案為：一種基于循環譜相關的常用數字調制信號識別方法，包括以下幾個步驟：

(1)將截獲的信噪比調制信號經采樣后分為n等份，作為進行譜相關運算的輸入信號；

(2)選取合適的傅立葉變換點數和平滑窗寬度，用基于頻域平滑的譜相關估計算法分別對這n份信號作譜相關運算；

所述基于頻域平滑的譜相關估計算法如下：

其中，為譜相關運算后的結果；X_Δt(t，f)為信號x_k(t)短時傅立葉變換的結果；信號x_k(t)為所截獲信號的n等份之一；Δt為x_k(t)持續時間；a_Δt是窗函數；Δf為頻域平滑間隔；F_s為頻域最小增量單位；T_s是時域采樣間隔；N是信號x_k(t)樣本數；M為平滑窗寬度系數；α為循環頻率；f為頻率；t為時間；(3)步驟(2)中的運算結果經α截面小波去噪后相加取平均值，得到改進的譜相關估計算法的輸出結果；

所述改進的譜相關估計算法如下：