[发明专利]一种基于USRP平台的数字调制方式自动识别平台及方法

权利要求书

1.一种基于USRP平台的数字调制方式自动识别平台，其特征在于：包括数字信号的产生与调制模块、发射模块、接收模块、特征参数提取模块和识别分类模块；

数字信号的产生与调制模块是数字调制方式自动识别平台的入口，产生待识别数字调制方式集合中每一种调制方式的中频数字信号；发射模块将产生的中频数字信号上变频到射频频段，并通过发射天线发射到无线空间中；接收模块则在射频频段接收信号，对信号进行下变频后，采样得到数字采样信号；特征参数提取模块则利用数字采样信号，计算得到各特征参数，包括瞬时特征参数、高阶矩参数和统计参数；识别分类模块应用了支持向量机算法，采用了“一对一”的多分类训练策略，利用输入的特征参数值，判断输入信号的调制方式，得到有关调制方式的信息；

所述的特征参数提取模块从数字采样信号中提取全部的特征参数，具体包括以下四个步骤：

步骤1：输入数字采样信号；

将接收模块得到的数字采样信号，作为特征参数提取模块的输入；

步骤2：希尔伯特变换；

对输入的t时刻的数字采样信号r(t)，进行希尔伯特变换，得到希尔伯特变换式

这样得到数字采样信号的复数形式：

步骤3：计算瞬时信息和波形段信息；

瞬时信息包括t时刻的瞬时幅度A(t)、瞬时相位和瞬时频率f(t)：

步骤4：计算瞬时特征参数、高阶矩参数和统计参数；

所述的瞬时特征参数共有五个参数，分别为：

(1)零中心归一化瞬时幅度谱密度的最大值γ_max：

其中，N_s为采样点数，f_s是采样率，a_cn(i)为t＝i/f_s时刻的零中心归一化瞬时幅度值，i＝1,2,...,N_s，定义为：

m_a为t时刻采集的第i个采样点的瞬时幅度a(i)的平均值；

(2)零中心非弱信号段瞬时相位非线性分量的标准差σ_dp：

其中a_i是判断信号是否为非弱信号的判决门限值，C为N_s个采样点中满足a_n(i)＞a_i的个数，是经过零中心归一化后瞬时相位的非线性分量；

(3)零中心非弱信号段瞬时相位非线性分量绝对值的标准差σ_ap：

(4)零中心归一化瞬时幅度绝对值的标准差σ_aa：

(5)零中心归一化瞬时频率绝对值的标准差σ_af：

其中，f_N(i)是经过零中心归一化后的瞬时频率，其定义为：

其中，m_f是数字采样信号瞬时频率f(i)的平均值，所述的高阶矩参数包含四个表示高阶累积量之间的关系的参数，分别是：

对于均值为零的复随机序列y(n)，其p阶混合矩M_pq表示为：

M_pq＝E[y(n)^p-qy^*(n)^q],q＝0,1,...,p-1

其中，*表示共轭，这样p阶累积量C_pq的表示如下：

C₂₀＝E[y²(n)]＝M₂₀

C₂₁＝E[y(n)×y^*(n)]＝E[|y(n)|²]＝＝M₂₁

C₄₁＝E[y(n)×y(n)×y(n)×y^*(n)]＝M₄₁-3M₂₀M₂₁

所述的统计参数包括四个参数，即段幅度平方的均值M_sa和方差V_sa、段周期平方的均值M_sp和方差V_sp：

其中，N_seg为段总数，A_n为段幅度，T_n为段周期。