[发明专利]一种识别卫星通信信号调制方式的方法

说明书

本发明公开了一种识别卫星通信信号调制方式的方法。其方案为：1.对接收信号滤波，得到待识别信号；2.对待识别信号进行功率谱平滑、载波频率估计和相干解调，得到解调后信号；3.估计解调后信号的码元速率；4.利用信号二次方谱，确定接收信号是否为二进制相移键控信号；5.利用信号四次方谱、载波频率和码元速率确定接收信号是否为四进制相移键控信号或十六正交幅度调制信号；6.利用信号八次方谱，确定接收信号是否为八进制相移键控信号；7.利用信号十二次方谱、载波频率和码元速率，确定接收信号是否为十六振幅相移键控信号。本发明识别准确率高，能实现对卫星通信信号调制方式的全盲实时识别，可用于卫星通信信号的实时监测。

技术领域

本发明属于卫星通信技术领域，特别是一种涉及卫星通信信号的调制方式识别方法，可用于卫星通信信号的实时监测。

背景技术

在卫星信号通信与遥测领域，调制方式识别具有十分重要意义，它是解调器正确解调信号并获取卫星通信链路信息的必要前提条件。常用的卫星通信信号有二进制相移键控BPSK信号、四进制相移键控QPSK信号、八进制相移键控8PSK信号和十六正交幅度调制16QAM信号。转发器及天线技术的发展使得高阶调制应用变得越来越广泛，例如新一代数字卫星广播DVB-S2标准就采用了十六振幅相移键控16APSK、三十二振幅相移键控32APSK等高阶调制，高阶调制的应用能够有效提高频谱效率，这在频谱资源紧张的现代通信中具有十分重要的意义。

目前，国内外已发表的有关调制识别的文献中，调制识别方法可以分为统计模式识别和判决理论识别两大类。统计模式识别方法是指从接收信号中提取出信号的特征参数，然后根据这些特征参数来判决信号的调制方式；判决理论识别方法则复杂很多，以概率论和假设检验中的贝叶斯理论作为指导，来识别信号的调制方式，这种方法需要知道信号的一些先验知识并且运算量也很大。由于统计模式识别方法可以实现调制样式的盲识别，因此得到了广泛的应用。

2004年王建新和宋辉发表的期刊文章“基于星座图的数字调制方式识别”中提出了一种基于星座图的分类算法，《通信学报》，25(6):166-173。该算法是先对信号减法聚类，再提取聚类中心与理想星座图模型进行匹配。2014年廖灿辉、涂世龙和万坚发表的期刊文章“一种抗频偏的卫星幅相调制信号识别算法”中提出了一种自适应构造幅度分布模板的方法，《电子与信息学报》，36(2):346-352。该方法是先自适应构造幅度分布模板，再计算实际信号幅度分布向量与幅度分布模板间的匹配误差。2011年田上成、王可人和金虎发表的期刊文章“卫星通信中数字调相信号调制方式识别方法研究”中提出了一种根据信号八阶累积量和四阶累积量提取一组特征参数的方法，《信号处理》,27(2):271-275)。2011年徐峰发表的期刊文章“卫星通信常用调制方式的自动识别”中提出了一种根据信号功率谱、平方谱和四次方谱提取一组特征参数的方法，《信息通信》,(5):16-17。

上述方法在卫星通信这一特殊通信场景下存在以下不足：

1、所使用特征参数的提取往往需要较多的先验知识，不能进行全盲识别；

2、没有考虑升余弦成形对信号分类特征的影响，使得算法的正确识别率下降甚至失效；

3、算法复杂，难以做到实时的调制方式识别；

4、高阶累积量受频偏影响较大，使得算法在存在频偏情况下正确识别率低。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有方法的不足，提出一种识别卫星通信信号调制方式的方法，以简化识别的复杂度，提高识别率，实现对卫星通信信号调制方式的全盲实时识别。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下：

(1)接收待处理的调制信号r(t)，并对其进行带通滤波，得到待识别信号z(t)；