[发明专利]一种联合高阶统计量和谱峰特征的调制识别装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种联合高阶统计量和谱峰特征的调制识别方法。

背景技术

随着现代数字信号处理技术的发展，调制识别技术不断涌现，这使得研究通信信号调制方式识别具有十分广泛的应用价值和前景。调制识别技术根据其用途分为民用和军事目的两种途径。民用方面，无线电管理局可以利用调制识别技术进行信号识别和监测信号传输，通过监视来控制信息传输，发现未注册或非法发射机，从而保障无线通信环境的安全。在军事方面，调制识别技术广泛应用于电子对抗领域，通过调制识别技术来实现非协作通信，从而协助军事现代化和信息化应用。

本发明涉及高阶统计量、星座图及谱峰特征技术，涉及的调制识别对象包括高斯滤波最小频移键控（Gaussian Filtered Minimum Shift Keying，GMSK）、单载波分频多工（Single-carrier Frequency-Division Multiple Access，SC-FDMA）、多进制频移键控（M-ary Frequency-shift keying，MFSK）、多进制相移键控（M-ary Phase-shift keying，MPSK）、多进制正交振幅键控（M-ary Quadrature Amplitude Modulation，MQAM）等。

调制识别技术的发展分为人工调制识别和自动调制识别两个阶段，现阶段自动调制识别技术占据主流。1969年4月，C.S.Weaver等发表了一篇名为“Automatic classification of modulation types by pattern recognition”的论文，此后，研究自动调制识别的文献逐渐出现。1992年，Reichert.J最早提出了使用高阶累积量的方法进行调制识别，主要应用在对2ASK、2PSK、4PSK、MSK和2FSK等对象做识别，该方法可以在较低信噪比拥有较高的识别率。1997年和2000年，Swami等研究了基于四阶累积量的方法，针对ASK、BPSK、8PSK和16QAM等信号进行调制识别，该方法可在15dB时达到95%的识别率。2001年，Spooner利用四阶累积量和六阶累积量的组合对数字信号的组合进行识别，在10dB的时候达到较高识别率。2008年，Hsiao-Chun Wu等提出了一种在多径条件下利用高阶累积量的方法进行盲信道估计和调制识别，主要针对BPSK、QPSK、4QAM、16QAM和64QAM进行了识别仿真，发现了其比现有调制自动识别的性能优势，但该方法支持识别的调制方式较少。近些年，高阶累积量方法被用来实现了较多调制方式的识别，但针对长期演进（Long Term Evolution，LTE）中使用的SC-FDMA调制方式的识别目前却没发现有公开文献或方法报道。

2000年，Mobasseri提出利用信号星座图形状作为判决的标志，该算法采用的c均值迭代聚类，对QPSK、8PSK和16QAM几种调制方式，可以在0dB以上实现90%以上的调制方式识别率。2008年，程汉文等对接收信号动态聚类重构星座图，然后与预期星座图匹配，并且利用最大似然准则对星座图进行分类，在未知信号调制状态数下，可以在10dB和15dB实现90%以上调制方式识别率。2009年，Ohara S.等提出了一种基于幅值和余弦的MQAM调制识别方法，克服了单纯幅值MQAM分类方法中星座图受噪声影响大的缺点，并且针对16QAM和64QAM进行了识别仿真。以上只能针对MQAM中的部分阶数调制方式进行识别，其范围太窄，针对高阶调制识别的研究较少，尤其是没有涉及的更高阶128QAM的识别。

在相关专利方面，申请号为201210150812.5的发明提出了一种基于广义S交换的通信信号调制识别方法，通过结合短时傅立叶变换和高斯窗函数对输入信号进行广义S变换，来实现通信信号识别，但其未提及对SC-FDMA的信号识别方法。而申请号为201210234727.7的发明提出了一种通信信号的特征提取与调制识别方法，但其仅描述了分类识别的机制，未对联合高阶统计量和谱峰特征的调制识别有所界定。

因此，需要一种联合高阶统计量和谱峰特征的调制识别方法以解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明针对SC-FDMA调制方式识别，提高高阶QAM调制方式的识别率以及扩大MFSK类内识别的判决门限等通信调制信号的识别需求，提供一种实现调制方式自动识别的联合高阶统计量和谱峰特征的调制识别装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的联合高阶统计量和谱峰特征的调制识别装置采用如下技术方案：