[發(fā)明專利]alpha穩(wěn)定分布噪聲衰落信道數(shù)字調(diào)制信號(hào)識(shí)別方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710354359.2
• 申請(qǐng)日: 2017-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN107196883A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉明騫;李兵兵;張亞蕊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L27/00
• 分類號(hào): H04L27/00
• 代理公司: 西安長(zhǎng)和專利代理有限公司61227
• 代理人: 黃偉洪

本發(fā)明屬于通信及水下信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種alpha穩(wěn)定分布噪聲衰落信道數(shù)字調(diào)制信號(hào)識(shí)別方法，包括：核密度估計(jì)算法估計(jì)出脈沖噪聲的概率密度函數(shù)；期望條件最大化算法估計(jì)多徑衰落信道的參數(shù)；根據(jù)概率密度函數(shù)和信道參數(shù)對(duì)備擇集中每種信號(hào)均構(gòu)造對(duì)數(shù)似然函數(shù)，并利用復(fù)合假設(shè)檢驗(yàn)進(jìn)行數(shù)字調(diào)制信號(hào)的識(shí)別，使對(duì)數(shù)似然函數(shù)最大的假設(shè)所對(duì)應(yīng)的調(diào)制方式被判定為信號(hào)的調(diào)制方式。當(dāng)混合信噪比在10dB以上時(shí)，本發(fā)明對(duì)BPSK、QPSK、16QAM和64QAM信號(hào)的識(shí)別率在90％以上，可見本發(fā)明具有良好的識(shí)別性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信及水下信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種alpha穩(wěn)定分布噪 聲衰落信道數(shù)字調(diào)制信號(hào)識(shí)別方法。

背景技術(shù)

信號(hào)的調(diào)制識(shí)別是信號(hào)檢測(cè)和解調(diào)之間的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，在軍事和民用領(lǐng) 域都有廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的數(shù)字調(diào)制信號(hào)識(shí)別方法多以高斯噪聲為噪聲模型，而 在實(shí)際環(huán)境中的噪聲往往具有尖峰脈沖性質(zhì)且噪聲的概率密度函數(shù)有較厚的拖 尾。Nikias教授等人的研究證明，Alpha穩(wěn)定分布是描述這類脈沖噪聲信號(hào)的一 種有效的模型。在通信過程中，信道會(huì)對(duì)接收信號(hào)的包絡(luò)產(chǎn)生很大影響，從而 擾亂調(diào)制識(shí)別的結(jié)果。信號(hào)在發(fā)收兩個(gè)通信端之間傳輸時(shí)，除了包含直達(dá)路徑 外，還存在多條不同傳輸時(shí)間延時(shí)的路徑，原因是傳輸空間中的障礙物會(huì)對(duì)信 號(hào)進(jìn)行反射、散射或折射作用，使傳播中的信號(hào)幅度衰減并產(chǎn)生碼間干擾，被 稱為多徑效應(yīng)。實(shí)際傳輸中的信道多數(shù)都會(huì)體現(xiàn)多徑的性質(zhì)，因此研究脈沖噪 聲多徑衰落信道下數(shù)字調(diào)制信號(hào)的識(shí)別方法具有一定的意義。Chavali V G等人 采用混合高斯分布建立加性噪聲的模型，在平坦衰落信道下分類識(shí)別調(diào)幅調(diào)相 信號(hào)。該研究采用期望條件最大化算法迭代得出未知的信號(hào)衰減指數(shù)和噪聲參 數(shù)，最后根據(jù)復(fù)合假設(shè)檢驗(yàn)過程分類BPSK、QPSK、8PSK和16QAM信號(hào)，仿 真的平均識(shí)別準(zhǔn)確率較高，然而性能的好壞依賴于未知的信道和噪聲參量估計(jì) 的精確程度，除此之外還依賴于樣本點(diǎn)個(gè)數(shù)的多少(Chavali VG,da Silva C R C M.Maximum-likelihood classification of digital amplitude-phase modulated signals in flat fading non-Gaussian channels[J].IEEETransactions on Communications, 2011,59(8):2051-2056.)。V.GauthamChavali等人在平坦衰落信道下，研究有時(shí) 間相關(guān)高斯混合模型噪聲干擾的2/4/8PSK和16QAM信號(hào)的識(shí)別。首先采用AR 模型對(duì)時(shí)間相關(guān)的噪聲進(jìn)行建模，利用穩(wěn)健濾波器新方法估計(jì)出AR模型的參 數(shù)，然后用估計(jì)出的參數(shù)作為白化濾波器的系數(shù)，利用期望條件最大化算法估 計(jì)未知的信道和噪聲參數(shù)，最后采用復(fù)合假設(shè)檢驗(yàn)實(shí)現(xiàn)分類識(shí)別。當(dāng)GSNR在 8dB時(shí)，識(shí)別的平均準(zhǔn)確率在70％左右，識(shí)別率較低(V.GauthamChavali,Claudio R.C.M.daSilva.Classification of Digital Amplitude-Phase Modulated Signals in Time-Correlated Non-Gaussian Channels[J].IEEE Transactions on Communications,2013,61(6):2408-2419.)。Wallayt W等人采用高斯混合模型的噪聲，考慮了頻 率選擇性信道下16QAM和2/4/8PSK信號(hào)的分類識(shí)別，未知的信道和噪聲參數(shù) 采用期望條件最大化算法估計(jì)，然后選用復(fù)合假設(shè)檢驗(yàn)完成識(shí)別，但是該方法 假設(shè)多徑信道各徑的時(shí)間延遲相同(Wallayt W,Younis M S,Imran M,et al. Automatic Modulation Classification forLow SNR Digital Signal in Frequency-Selective Fading Environments[J].WirelessPersonal Communications, 2015,84(3):1-16.)。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：目前的數(shù)字調(diào)制信號(hào)的識(shí)別方法在alpha 穩(wěn)定分布噪聲衰落信道環(huán)境下存在識(shí)別率較低。

發(fā)明內(nèi)容