[發(fā)明專利]一種基于星座圖正交掃描特征的調(diào)制識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811389534.2
• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN109274626B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王衛(wèi)東;甘露;廖紅舒
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04L27/00
• 分類號: H04L27/00
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是涉及一種基于星座圖正交掃描特征的調(diào)制識別方法。本發(fā)明利用正交掃描，相比于采用密度統(tǒng)計窗將星座圖轉(zhuǎn)換為彩色密度譜圖像的做法，將信號特征提取階段的時間復(fù)雜度從O(n²)減少到了O(n)，且由于提取到的信號特征是一維的，所以可以選用更為簡單的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器，占用資源較少，計算量較小，識別速度更快，識別準(zhǔn)確率也有所提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是涉及一種基于星座圖正交掃描特征的調(diào)制識別方法。

背景技術(shù)

自從C.S.Weaver等四名學(xué)者于1969年在斯坦福大學(xué)的技術(shù)報告上發(fā)表了第一篇研究通信信號自動調(diào)制識別的文章以來，通信信號的自動調(diào)制識別技術(shù)一直是通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，其在電子偵察與對抗、頻譜監(jiān)測與管理等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，對于通信智能化具有重要意義。現(xiàn)有調(diào)制識別技術(shù)主要分為兩大類：基于假設(shè)檢驗的最大似然方法和基于特征提取的模式識別方法。

基于假設(shè)檢驗的最大似然方法利用概率模型推導(dǎo)，在觀測值的概率密度達(dá)到最大時找出最為合理的參數(shù)估計量，從貝葉斯估計的角度來說，其結(jié)果是最優(yōu)的，但該類方法對于參數(shù)偏差和模型失配較為敏感，在現(xiàn)實的復(fù)雜通信環(huán)境中難以廣泛應(yīng)用。相比于基于假設(shè)檢驗的最大似然方法，基于特征提取的模式識別方法比較穩(wěn)定，實用性更強(qiáng)。目前，用于調(diào)制識別的信號特征主要包括瞬時幅度、頻率和相位等時域特征，星座圖幾何特征，時頻分布特征，高階統(tǒng)計量特征，循環(huán)平穩(wěn)特征等。

數(shù)字調(diào)制信號的星座圖可以直觀地反映信號的調(diào)制類型，但傳統(tǒng)基于星座圖幾何特征的識別方法如模糊C-均值聚類等統(tǒng)計星座圖符號簇的做法，對于信噪比有著較高要求。針對這一問題，有研究人員提出可以采用密度統(tǒng)計窗將普通的星座圖轉(zhuǎn)換為彩色的密度譜視圖，即關(guān)于星座圖上符號采樣點(diǎn)分布密度的統(tǒng)計圖像，并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別該圖像，使得基于星座圖幾何特征的方法在低信噪比下的適用性大大增強(qiáng)。但該方法在信號特征提取階段的時間復(fù)雜度為O(n²)，且為了達(dá)到較高的圖像識別精度，采用了深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，如GoogLeNet、AlexNet等模型，這些模型的參數(shù)數(shù)量都在百萬和千萬量級，占用資源較多，計算量較大，因而識別速度也較慢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，就是針對上述問題，提供一種基于星座圖正交掃描特征的調(diào)制識別方法，本質(zhì)依然是在對星座圖上符號采樣點(diǎn)的分布進(jìn)行密度統(tǒng)計。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種基于星座圖正交掃描特征的調(diào)制識別方法，主要用于識別數(shù)字調(diào)制方式(PSK/QAM)，其特征在于，所述調(diào)制識別方法包括以下步驟：

S1：準(zhǔn)備信號數(shù)據(jù)

假設(shè)待識別的信號調(diào)制方式有v種，現(xiàn)用類別標(biāo)簽t表示各調(diào)制方式，則待識別的信號集可表示為T＝{t|t＝1，2，…，v}。通過MATLAB生成仿真信號，然后模擬實際的信號發(fā)送、傳輸和接收過程，或是通過信號接收機(jī)直接采集實際信號。最終得到的是基帶信號，設(shè)每次采集m個碼元符號，得到符號序列序列元素(x_i，y_i)是符號s_i在星座圖上的坐標(biāo)。

S2：對星座圖執(zhí)行正交掃描

設(shè)定密度統(tǒng)計窗的寬度w和掃描長度n，假設(shè)從星座圖的左上角開始掃描，則掃描起始位置為掃描過程如圖1所示。

對星座圖的X軸方向掃描得到長度為n的密度統(tǒng)計向量對Y軸方向掃描得到具體的掃描過程如下：

x＝x₀，y＝y(tǒng)₀

fork＝1，2，…，ndo

x′＝x+w/2

y′＝y(tǒng)-w/2