[發明專利]用于通信信號調制模式識別的時頻特征提取方法及系統

有效

• 申請號: 202110028826.9
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112800863B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 孫曉東;劉昕宇;孫思瑤;劉禹震;于曉輝
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 楊媛媛

1.一種用于通信信號調制模式識別的時頻特征提取方法，其特征在于，包括：

獲取原始通信信號，對所述原始通信信號進行零均值化；

獲取零均值化后的通信信號的三階累積量切片譜；

根據所述三階累積量切片譜判斷所述零均值化后的通信信號的主要頻率分量個數，基于所述主要頻率分量個數確定VMD分解的分解層數；從所述分解層數中確定最佳分解層數k₀；

所述基于所述主要頻率分量個數確定VMD分解的分解層數；從所述分解層數中確定最佳分解層數k₀，具體包括：

設所述主要頻率分量個數為k，則VMD分解的分解層數為k+1，k+2，k+3，...，k+8；

任意選取一個所述分解層數，對所述原始通信信號進行VMD分解，產生k₁個本征模態函數分量，對每個所述本征模態函數分量計算零時延四階累積量；

基于高階累積量的判定準則，對每個所述本征模態函數分量進行有用信號分量和噪聲分量的判定，得到判定為有用信號分量的本征模態函數分量，記為有用信號分量；

將所有所述有用信號分量相加，得到重構信號，計算所述重構信號與所述原始通信信號在時間延遲為0處的互相關函數值；

返回步驟“任意選取一個所述分解層數”，直至遍歷所有所述分解層數；對每個所述分解層數得到對應的所述互相關函數值；

選擇最大的互相關函數值對應的分解層數為最佳分解層數；

根據所述最佳分解層數k₀，對所述原始通信信號進行VMD分解，得到k₀個本征模態函數分量，對每個所述本征模態函數分量分別計算零時延四階累積量；

根據基于高階累積量的判定準則，對每個所述本征模態函數分量進行有用信號分量和噪聲分量的判定，得到判定為有用信號分量的本征模態函數分量，記為有用信號分量；

對所有所述有用信號分量分別做ZAM時頻變換，得到變換后的時頻信號分量；

將所有所述變換后的時頻信號分量疊加，得到所述原始通信信號的時頻特征。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，對所述原始通信信號進行零均值化的表達式為：

其中，x(t)為原始通信信號，為原始通信信號均值，x'(t)為零均值化后的通信信號。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述三階累積量切片譜的表達式為：

其中，S(f)為三階累積量切片譜，f為頻率，τ為時間延遲，c(τ,τ)為x'(t)的三階累積量切片；

c(τ,τ)＝E[x'(t)x'(t+τ)x'(t+τ)]

式中，x'(t)為零均值化后的通信信號，t為采樣時間，τ為時間延遲，E(.)為數學期望符號。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述計算所述重構信號與所述原始通信信號在時間延遲為0處的互相關函數值，具體包括：

所述重構信號與所述原始通信信號的互相關函數表達式為：

r_xx”(τ)＝E[x(t)x”(t+τ)]

其中，r_xx”(τ)為互相關函數值，x(t)為原始通信信號，x'(t)為零均值化后的通信信號，E(.)為數學期望符號，τ為時間延遲；

令τ＝0，則r_xx”(0)為所述重構信號與所述原始通信信號在時間延遲為0處的互相關函數值。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對每個所述本征模態函數分量分別計算零時延四階累積量，具體包括：

對每個所述本征模態函數分量進行零均值化處理；

對每個零均值化后的本征模態函數分量進行最大幅值歸一化處理；

根據零時延四階累積量表達式計算每個歸一化后的本征模態函數分量的零時延四階累積量。