[发明专利]一种非合作相位编码水声通信信号自主辨识方法

说明书

本发明公开了一种非合作相位编码水声通信信号自主辨识方法，包括以下步骤：S10、获取待识别的非合作相位编码水声通信信号采样数据序列并对其幅度进行归一化；S20、对归一化以后的信号进行多次平方变换并同时去除变换中的直流成分，使得变换后的信号包含单频信号成分；S30、估计出S20中产生的单频信号成分频率；S40、根据估计的单频信号频率产生多路匹配信号，并分别与S20中得到的平方变换信号分别做匹配滤波处理，接着根据匹配滤波输出结果识别出相位编码水声通信信号的类型。该方法能够在较低信噪比环境下准确地识别出相位编码水声通信信号的调制类型，适合工程上对相位编码水声通信信号进行快速稳健辨识。

技术领域

本发明涉及一种非合作相位编码水声通信信号自主辨识方法，属于水声信号处理技术领域。

背景技术

相位编码类通信信号，由于其良好的抗噪声性能以及工程易实现性，使得该类信号被广泛用于空中以及水下通信领域中，例如在水声OFDM通信中各子载波的调制方式通常采用BPSK或者QPSK调制样式。

通信信号的调制样式识别的基本方法，一般认为有两类：判决论方法和统计模式识别方法。基于判决论的方法一般求出信号的似然函数，这在实际应用中往往难以实现；而统计信号识别则是先从信号中提取实现选定的特征，然后进行信号识别，由于其易实现性，工程上常用此方法对信号进行识别；

在1998年，Asoke K.Nandi等人在期刊《IEEE Transactions on communications》第46期发表的论文《Algorithms for Automatic Modulation Recognition ofCommunication Signals》中，利用提取的特征：零中心非弱信号段瞬时相位非线性分量绝对值的标准偏差来对MPSK信号进行识别，在信噪比大于15dB的情况下识别率大约为94％；此后很多基于此种原理的方法被提出来了。这些基于传统特征提取的信号识别方法首先提取未知信号的特征，然后设定一个阈值，通过比较特征值与阈值的相对大小来识别信号，这在实际工程中往往难以实现，因为信号的特征在不同的信噪比条件下往往波动较大，从而难以设定一个合理的阈值，使得在低信噪比环境下此类信号识别算法几乎失效。且对MPSK信号进行辨识具有重要的军事意义，如何在低信噪比环境下下准确地识别出MPSK类信号的调制类型亟待解决。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种非合作相位编码水声通信信号自主辨识方法，该方法计算复杂度小，且在低信噪比环境下识别性能良好。

技术方案：一种非合作相位编码水声通信信号自主辨识方法，包括以下步骤：

S10、获取待识别的非合作相位编码水声通信信号采样数据序列，并对其幅度进行归一化，信号采样频率为f_s；

S20、对归一化以后的信号进行多次平方变换并同时去除变换中的直流成分，使得处理后的信号包含单频信号成分；

S30、估计出S20中产生的单频信号成分频率；

S40、根据估计的单频信号频率产生多路匹配信号，并分别与S20中得到的平方变换且去除直流成分的信号分别做匹配滤波处理，接着根据匹配滤波结果识别出非合作相位编码水声通信信号调制类型。

所述步骤10中，从传感器接收N个采样点的实时采集数据，或者从存储器中提取从检测到信号时刻起始的N个采样点的数据，作为待识别的非合作相位编码水声通信信号数据序列x(n),n＝0,1,···,N-1，并对x(n)幅度进行归一化，即：

所述步骤20包括以下步骤：

S200、对x'(n)进行平方，得到平方之后的信号x'₂(n)，即