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专利号: 2020101143991
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.密集信号环境下基于星座轨迹图的调制识别方法,其特征在于包括如下步骤:步骤1、将接收到的采样信号经过下变频低通滤波后输入高阶幅相信号盲数字接收机进行解调,得到解调信号的基带信息和信号星座图;

步骤2、对各信号星座图中星座点幅值进行归一化,从归一化后的幅值|xk(n)|提取得到幅值分布曲线Dk(n)和幅值曲率分布曲线Ck(n);

步骤3、从幅值曲率分布曲线Ck(n)中提取信号特征参数P和Vi,k,i,k=1,...,5,并对信号特征参数P和Vi,k设置对应的参数门限;P为曲率峰值个数,Vi,k,i,k=1,...,5为第k个信号的第i个跳变点的特征参数;

步骤4、根据各信号特征参数P和Vi,k,i,k=1,...,5的不同对信号进行区分;

步骤1具体实现如下:

1‑1.经过下变频低通滤波后被分离出来的第k个信号的第n个采样点表示为:其中Ik(n)=Ak(n)·cos(θk(n))、Qk(n)=Ak(n)·sin(θk(n))分别为基带数据的同相分量、正交分量,Ak、θk分别是信号的幅度和相位, 为第k个信号的载波角频率, 为第k个信2

号的载波初始相位,n0(n)为服从N(0,σ)的高斯白噪声;具体的信号参数比较如表1所示;

表1:信号参数

将接收到的采样信号与数控振荡器的两路输出相乘,通过FIR低通滤波器滤除高频分量,得到正交的两路信号 和其中, 为本地振荡与载波信号间的相位差;

1‑2.载波同步的环路中鉴相部分采用的是高阶幅相信号盲鉴相器,鉴相方程为:其中sign(x)为符号函数;

当 时, 将式(2)、(3)代入(4)中得到鉴相误差:此时鉴相器的输出只与相位误差 成正比,与输入信号的幅度信息无关,环路稳定后误差 将逐步振荡趋近于零,最终趋向于锁定状态,解调可得到基带信息Ik(n)、Qk(n)和信号星座图。

2.根据权利要求1所述的密集信号环境下基于星座轨迹图的调制识别方法,其特征在于步骤2具体实现如下:

2‑1.经过接收机处理后得到的解调数据为 和 设 为第k个信号解调输出的第n个数据的星座点幅值,则有:

对星座点幅值进行归一化处理:

2‑2.对归一化后的星座图中各星座点幅值数据|xk(n)|进行从小到大排序,得到幅值分布曲线Dk(n),计算该曲线的曲率得到第k个信号的第n个点的曲率分布曲线Ck(n):式中,D′k(n)为该点的一阶差分,D″k(n)为该点的二阶差分。

3.根据权利要求2所述的密集信号环境下基于星座轨迹图的调制识别方法,其特征在于步骤3具体实现如下:

3‑1.各高阶幅相调制信号星座图结构如表2所示,各信号星座点幅值发生第m次幅度跳变时对应的数据位置Lm:式中,N为信息码元个数,M′为该调制信号的阶数,P0为该信号星座图同心圆个数,将表2数据代入式(9)可得表3各信号轨迹特征;

表2高阶幅相调制信号星座图结构

表3各信号轨迹特征

3‑2.从表3中看出5种目标信号其曲率峰值可能会出现的跳变点Lm总计有5个,即统计各信号曲率分布Ck(n)中n=Lm时这5个点附近共M个数据的方差作为特征参数,第k个信号的第i个跳变点的特征参数为Vi,k,i,k=1,...,5,表达式如下所示;

利用式(10)对星座图进行统计,得到特征参数集合Vi,k,i,k=1,...,5,用于判断信号幅度分布曲线的曲率在该点处是否有峰值,即是否存在幅值跳变点;

3‑3.分别对应设置第i个跳变点的门限Vhi,i=1,...,5进行判别,判定规则:记8PSK、16APSK、16QAM、32APSK、32QAM信号依次为第1、...、5个目标信号,则各跳变点处门限值设置如下:即第一个跳变点处特征参数门限为:

即第二个跳变点处特征参数门限为:

即第三个跳变点处特征参数门限为:

即第四个跳变点处特征参数门限为:

即第五个跳变点处特征参数门限为:

式中,Vi,k,i,k=1,...,5均为同一条件下500次统计数据的均值。

4.根据权利要求3所述的密集信号环境下基于星座轨迹图的调制识别方法,其特征在于步骤4具体实现如下:

4‑1.8PSK信号星座图仅有一种幅度,无幅值跳变,则P=0时判别为8PSK信号;

4‑2.16APSK信号星座图有两种幅度,存在一次幅值跳变,且跳变点在n=N/4处,则P=

1、V2,k≥Vh2时判别为16APSK信号;

4‑3.16QAM、32APSK信号星座图均有三种幅度,存在两次幅值跳变,但二者跳变点位置不同,16QAM跳变点在n=N/4和n=3N/4处,而32APSK跳变点在n=N/8和n=N/2处;则P=2、V2,k≥Vh2且V5,k≥Vh5时判别为16QAM信号,而P=2、V1,k≥Vh1且V4,k≥Vh4时判别为32APSK信号;

4‑4.32QAM信号星座图有五种幅度,存在4次幅值跳变,且跳变点在n=N/8、n=3N/8、n=N/2和n=3N/4处,仅在n=N/4处无幅值跳变,则P=4、V2,k<Vh2时判别为32QAM信号。