[發(fā)明專利]一種基于一階循環(huán)平穩(wěn)性的MFSK調(diào)制識(shí)別方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010189101.3
• 申請(qǐng)日: 2020-03-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111490956A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王洪君;許瑩;許建華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L27/00
• 分類號(hào): H04L27/00;H04L27/10
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 趙龍群

本發(fā)明涉及一種基于一階循環(huán)平穩(wěn)性的MFSK調(diào)制識(shí)別方法，該方法包括：步驟1、將功率歸一化的接收到的信號(hào)劃分為等長(zhǎng)的K個(gè)數(shù)據(jù)段；步驟2、將接收信號(hào)的K個(gè)自相關(guān)函數(shù)進(jìn)行累加后求均值，估計(jì)出MFSK信號(hào)一階循環(huán)頻率處的一階循環(huán)矩；步驟3、對(duì)求得的MFSK信號(hào)的一階循環(huán)矩進(jìn)行零均值化與歸一化處理；步驟4、根據(jù)檢測(cè)一階循環(huán)矩的局部最大值，來(lái)確定一階循環(huán)頻率的個(gè)數(shù)；步驟5、根據(jù)一階循環(huán)頻率的個(gè)數(shù)來(lái)確定MFSK信號(hào)的調(diào)制階數(shù)M。本發(fā)明通過(guò)估計(jì)MFSK信號(hào)的一階循環(huán)矩并檢測(cè)一階循環(huán)頻率的個(gè)數(shù)；還采用自相關(guān)累積算法來(lái)抑制噪聲，在信噪比較低的情況下，能夠檢測(cè)出檢測(cè)出譜峰，提高M(jìn)FSK信號(hào)的正確識(shí)別率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于一階循環(huán)平穩(wěn)性的MFSK調(diào)制識(shí)別方法，屬于數(shù)字通訊技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

頻移鍵控(FSK)是通信系統(tǒng)中使用較早的一種調(diào)制方式，它的實(shí)現(xiàn)過(guò)程比較容易，抗噪和抗衰減能力較強(qiáng)，因而在中低速信息傳輸中得到了廣泛應(yīng)用。

對(duì)于FSK信號(hào)調(diào)制識(shí)別研究，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者提出了一些行之有效的方法，最早是使用信號(hào)高階相關(guān)技術(shù)和似然函數(shù)對(duì)FSK信號(hào)進(jìn)行了分類，但此方法需要接收信號(hào)的信噪比、符號(hào)率等參數(shù)信息。之后，A.Rosti首次提出用MFSK(多進(jìn)制頻移鍵控)信號(hào)復(fù)包絡(luò)的均值來(lái)確定FSK信號(hào)的調(diào)制階數(shù)。Z.Yu,Y.shi開(kāi)發(fā)了基于快速傅立葉變換的MFSK信號(hào)分類器(FFTC),在信噪比大于0dB的條件下，2FSK、4FSK、8FSK、16FSK、32FSK信號(hào)的識(shí)別成功率可達(dá)95％，但上述兩種方法受信道衰落影響較大，且性能與調(diào)制信號(hào)的頻偏有很大關(guān)系。也有學(xué)者使用了歸一化瞬時(shí)頻率的標(biāo)準(zhǔn)偏差和歸一化瞬時(shí)頻率的功率譜密度的最大值作為分類器的主要特征，然而當(dāng)使用瞬時(shí)特征作為分類依據(jù)時(shí)，噪聲的影響是不可避免的，在信噪比較低的環(huán)境下，算法的性能將降低。后來(lái)有研究者進(jìn)行了改進(jìn)，使用了瞬時(shí)幅度將FSK和MSK(Minimum Shift Keying，最小頻移鍵控)信號(hào)從線性調(diào)制信號(hào)中區(qū)分出來(lái)，然后再通過(guò)估算譜峰來(lái)進(jìn)一步區(qū)分FSK和MSK信號(hào)，但此方法的仿真結(jié)果表明，若想得到理想的分類效果需要更高的信噪比，在低信噪比下此算法不具一般性。因此，本發(fā)明提出一種基于一階循環(huán)平穩(wěn)性的改進(jìn)算法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于一階循環(huán)平穩(wěn)性的MFSK調(diào)制識(shí)別方法，該算法通過(guò)估計(jì)MFSK信號(hào)的一階循環(huán)矩(CM)并檢測(cè)一階循環(huán)頻率的個(gè)數(shù)，即可確定MFSK的調(diào)制階數(shù)；還采用了自相關(guān)累積算法(PACA)來(lái)抑制噪聲，從而提高了算法的抗噪性能。

術(shù)語(yǔ)解釋：

分段自相關(guān)累積(PACA)：假設(shè)把信號(hào)分成L個(gè)長(zhǎng)度相等的時(shí)間窗，相鄰兩個(gè)時(shí)間窗的數(shù)據(jù)互不重疊，分別對(duì)這L個(gè)時(shí)間窗的的實(shí)信號(hào)作自相關(guān)估計(jì)，最后對(duì)這L段數(shù)據(jù)的相關(guān)函數(shù)相加后求均值，這一系列過(guò)程即為PACA處理，所得到的的均值即為PACA的輸出。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種基于一階循環(huán)平穩(wěn)性的MFSK調(diào)制識(shí)別方法，用于確定MFSK信號(hào)的調(diào)制階數(shù)，該方法包括以下步驟：

步驟1、對(duì)接收信號(hào)的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行功率歸一化，然后將功率歸一化的信號(hào)按照時(shí)間窗長(zhǎng)度劃分為等長(zhǎng)的K個(gè)數(shù)據(jù)段，并設(shè)置50％的數(shù)據(jù)段重疊，分別計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)段的自相關(guān)函數(shù)；通過(guò)設(shè)置重疊來(lái)增加噪聲分段之間的非相關(guān)性，以達(dá)到理想的信噪比提升效果，能夠平衡分辨率與改善信噪比之間矛盾；