[發明專利]一種頻移鍵控通信信號調制方式識別方法

有效

• 申請號: 202010417940.6
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111612130B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 孫曉東;魏久晰;苗順程;王瑩
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G06N3/04
• 分類號: G06N3/04;G06K9/62;G06K9/00;H04L27/00
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 吳林

本發明公開了一種頻移鍵控通信信號調制方式識別方法，涉及通信技術領域，通過提升信號時頻圖的信噪比，凸顯調制信號瞬時頻率特征，利用卷積神經網絡進行實現低信噪比下頻移鍵控通信信號類內調制模式的識別，提出一種高斯白噪聲背景下基于時頻圖信噪比提升和卷積神經網絡相結合的頻移鍵控信號調制方式識別方法。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，特別涉及一種頻移鍵控通信信號調制方式識別方法。

背景技術

目前通信技術快速發展，作為接受信號與信號解調之間的中間環節，通信信號的調制識別技術在電子對抗、頻譜管理、認知無線電等領域發揮著重要作用。頻移鍵控信號由于調制簡單、成本便利等優點，在軍事及民用領域有著廣泛的應用，因此對頻移鍵控信號調制方式識別的研究具有重要意義。

現有信號調制方式識別主要分為兩類：基于決策理論的最大似然假設檢驗方法和基于特征提取的模式識別方法。對于頻移鍵控信號的調制識別，基于決策理論的最大似然假設檢驗方法所需先驗知識較多，并且判決運算復雜，不具有工程實時應用性。基于特征提取的模式識別方法首先需要提取信號特征，再根據特征設計分類器做出決策分類。常用的基于瞬時特征以及高階累積量等特征的識別方法，存在受信噪比影響較大以及閾值難以確定的問題，導致基于特征提取的模式識別方法調制識別效果較差。因此如何在低信噪比下簡便、有效地識別頻移鍵控通信信號調制方式是通信信號識別領域亟需解決的問題。

本申請提供了一種頻移鍵控通信信號調制方式識別方法，通過提升信號時頻圖的信噪比，凸顯調制信號瞬時頻率特征，利用卷積神經網絡進行實現低信噪比下頻移鍵控通信信號類內調制模式的識別，提出一種高斯白噪聲背景下基于時頻圖信噪比提升和卷積神經網絡相結合的頻移鍵控信號調制方式識別方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種頻移鍵控通信信號調制方式識別方法，通過提升信號時頻圖的信噪比，凸顯調制信號瞬時頻率特征，利用卷積神經網絡進行實現低信噪比下頻移鍵控通信信號類內調制模式的識別。

本發明提供了一種頻移鍵控通信信號調制方式識別方法，包括以下步驟：

S1：對頻移鍵控信號進行采樣，對采樣的頻移鍵控信號進行平滑偽Wigner-Ville分布SPWVD變換時頻分析；

S2：利用SPWVD時頻分布的能量沿瞬時頻率集中的特性，估計調制信號的瞬時頻率；

S3：利用估計得到的信號瞬時頻率重構解析信號，利用SPWVD生成信號時頻圖，把信號時頻分布圖處理為灰度圖，作為卷積神經網絡的輸入；

S4：利用卷積神經網絡對含有信號時頻特征的灰度圖進行分類識別。

進一步地，對步驟S1中的采樣的頻移鍵控信號做分段處理，對長度為L的信號進行分段，共分為N段，每段長度為2048個采樣點，N的取值為50或100。

進一步地，在較低信噪比的情況下實現步驟S2中迭代的瞬時頻率的估計，其步驟為：

S21：對原始信號z₀(t)進行SPWVD變換，得到信號時頻分布圖，檢測SPWVD時頻分布每個時刻對應的能量峰值點，得到該時刻能量峰值點對應頻率，并作為初次估計的瞬時頻率

S22：根據初次估計的瞬時頻率在時間上的積分求出估計信號的瞬時相位，進而重構信號時間序列該時間序列為原始信號的估計值；

S23：對重構信號進行下一次的SPWVD時頻分布峰值檢測，得到下一次的瞬時頻率估計值重構信號

S24：若第n次迭代得到頻率和第n-1次瞬時頻率估計的誤差小于預設閾值，則此時瞬時頻率估計值為含噪信號的精確瞬時頻率估計值，否則繼續迭代。

進一步地，如步驟S3中所述生成信號時頻圖的步驟為：