[发明专利]基于回溯法的莫尔斯信号自适应识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及莫尔斯信号的识别，属通信技术领域。

背景技术

摩尔斯信号用一个平稳而不变调的、时断时续的无线电信号传输，通讯设备十分简单，能在高噪声、低信号的环境中使用，目前仍然广泛的应用于通信领域，尤其在气象、农业、军事等领域仍然发挥着重要的作用。

人工电报拍发时，莫尔斯信号是靠相邻信号的按键长短而构成“点”、“划”与各种“间隔”构成，点划及间隔长短组合代表不同的数字和符号。莫尔斯电报信号经信号采集模块采样处理后得到一连串的方波信号，对方波信号进行量化处理就得到了与按键时长比例相对应的数字，实现了莫尔斯信号数字化处理。

莫尔斯码由点、划、码间隔、字间隔、组间隔等组成，在中文发报中规定，其时间长度比例为1:3:1:3:5。也就是说，点、划以及各种间隔之间没有明确的值的规定而是一种比值关系。在莫尔斯编码表中包括：字母、数字、标点和同一符号。中文发报系统中主要使用数字编码表，数字编码表分为长码和短码两种。

目前在计算机系统中已有多种莫尔斯信号识别方法，在现有的莫尔斯信号识别方法中，一般都采用各种不同的方式来计算基准点，再根据基准点来区分信号所代表的是“点”还是“划”，进而根据点划组合查表得到信号的编码，完成信号的识别。也就是说，传统方法将莫尔斯信号的识别分成了三个步骤：1、基准点计算；2、点划识别；3、解码。但是，人工发报的过程中，受生理或心理的影响按键存在差异，点划值就往往是变化的，而且往往时间越长与基准点的差异就越大，不仅人工，相关电子设备由于信号干扰也存在点划值会变化的问题。这样基于基准点计算的方法就往往存在自适应能力差，从而导致码字识别率下降。

当然，为了适应基准点的变化，也有采用一系列复杂的方法来求出有效的基准点，但是这些方法往往要依赖大量的数据，而且必须等待，这样就不太适合在需要即时反馈解码信息的嵌入式装置中应用，而对于嵌入式设备，也往往存在内存小而无法缓存大量数据的问题。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，特别是要能即时快速的识别信号，并且内存开销小，适合在嵌入式设备中应用。为达到上述目的，本发明提出了一种新的莫尔斯信号识别方法，该方法不依赖于基准点的计算，而是按照编码规则进行识别。这种方法有较强的自适应能力，码字识别率高，同时方法执行效率高，响应速度快。该方法将信号的识别和解码结合起来，通过解码来识别信号，减少中间过程，提高执行效率。

本发明的技术方案包括如下步骤：

步骤1，建立莫尔斯信号接收缓冲区：首先要在内存中建立一个莫尔斯信号接收缓冲区，以存放接收到的莫尔斯信号，接收缓冲区是一个队列，遵守先进先出的原则；

步骤2，构造编码树：在建立缓冲区后，需要构造编码树，编码树是一棵二叉树，其规则为每个结点左子结点代表点，右子结点代表划，编码树的结点存储是对应的莫尔斯编码的值或空值。编码树至少包括短码、长码、字码或混码等常用编码构成的编码树，也可以是自定义的编码构成的编码树；

步骤3，设定运行参数：设定各个判定规则的比例值的误差范围；

步骤4，信号接收缓冲区匹配指针置0，指向接收缓冲区第一个信号，并将该信号假设为点；

步骤5，按照莫尔斯信号的点划规则，移动信号接收缓冲区指针，在编码树中进行匹配，在匹配过程中需判断缓冲区中的信号长度，如果接收到的信号不够匹配，就需要等待，等待接收到新的信号后，再触发匹配；

步骤6，根据匹配结果分情况处理，分为6种情况进行处理：

第一种情况：没有匹配，而且缓冲区中取出的第一个信号假设为点，这时就需要回溯，再假设缓冲区中取出的第一个信号为划，重新进行匹配，执行步骤（5）；

第二种情况：没有匹配，而且缓冲区中取出的第一个信号假设为划，表明已经进行了回溯，则匹配识别失败，并将该信号从缓冲区队列中移除。转至于步骤（4）；

第三种情况：有匹配，有编码值，并且匹配结点上没有二义性，则返回值，并将识别出来莫尔斯信号串从缓冲区中移除，重复步骤（4）；

第四种情况：有匹配，有编码值，匹配结点上存在二义性，此时需要用终结规则判定，若符合终结规则，则返回值，并将识别出来莫尔斯信号串从缓冲区中移除，重复步骤（4）；

第五种情况：有匹配，有编码值，匹配结点上存在二义性，但不符合终结规则，将继续执行匹配，转至步骤（5）；

第六种情况：有匹配，无编码值，将继续执行匹配，转至步骤（5）；

步骤5或步骤6中，依据以下规则进行判定：