[发明专利]一种基于循环谱的无线通信信号调制识别及参数估计方法

摘要

本发明公开一种基于循环谱的无线通信信号调制识别方法，首先对信号带宽进行粗估计，进行带通滤波，再利用谱相关方法计算信号循环谱密度，根据循环谱密度对循环谱特定截面进行谱峰值搜索获取相关的谱峰值大小，并以此计算出特征参数，最后根据特征参数对调制方式信号进行识别，能够在无任何先验信息的情况下对通信信号调制方式进行准确识别。本发明还在调制识别的基础上进一步公开了调制识别与参数估计方法，根据调制识别结果利用信号的原始循环谱、二次方谱以及四次方谱对不同调制方式信号进行载波频率估计和符号率估计。

主权项

1.一种基于循环谱的无线通信信号调制识别方法，其特征在于，包括以下步骤：1)信号带宽粗估计：接收端在接收未知信号后，对该未知信号的带宽进行粗略估计，得到带宽估计值和中心频率；2)带通滤波：根据得到的信号中心频率和带宽估计值，对其进行带通滤波；3)计算信号循环谱：利用快速傅里叶变换累加算法计算信号的循环谱；4)提取特征参数：根据计算得到的循环谱在其不同截面的谱峰值特点上提取特征参数，这些特征参数包括：截面峰值个数NR、截面谱峰下降度D、截面最大值M、截面最大值与次大值比R₁和截面最大值与截面最大值比值R₂；5)调制方式识别：根据得到的信号特征参数，采用基于二叉树分类方式对未知信号进行调制识别，二叉树分类方式以预先设定的阈值作为比较判决的依据，能识别的无线通信信号的调制方式包括：2ASK、2FSK、BPSK、QPSK、MSK或16QAM；二叉树分类方式具体为：比较截面峰值个数NR与第一预设阈值Thr1，当NR＝Thr1时，则调制方式为2FSK；否则，比较截面谱峰下降度D与第二预设阈值Thr2，若D>Thr2，则调制方式2ASK；否则，比较截面最大值M与第三预设阈值Thr3，若M<Thr3，则调制方式为BPSK或MSK，需做进一步识别判断，若M≥Thr3，则调制方式为QPSK或16QAM，需做进一步识别判断；比较截面最大值与次大值比R₁与第四预设阈值Thr4，若R₁<Thr4，则调制方式为MSK，否则为BPSK；比较截面最大值与截面最大值比R₂与第五预设阈值，若R₂<Thr5，则调制方式为16QAM，否则为QPSK，所述第一预设阈值Thr1为4，第二预设阈值Thr2为0.3，第三预设阈值Thr3为0.9，第四预设阈值Thr4为2.5，第五预设阈值Thr5为0.6；载波频率估计：若调制方式为2ASK或BPSK，则载波频率估计值若调制方式为2FSK，则载波频率估计值和若调制方式为MSK，则载波频率估计值若调制方式为QPSK，则载波频率估计值若调制方式为16QAM，则载波频率估计值其中，f_s为采样频率，N′为循环谱计算中的FFT点数，I_max1为截面上谱峰最大值所对应的位置，I_{max_square}为二次方循环谱截面上谱线最大值所对应的坐标，I_{max_forth}为四次方循环谱截面上谱线最大值所对应的坐标， I_max2 为谱峰次大值与其对应的坐标；符号率估计：找到原始信号循环谱截面的最大值f_c的坐标，对循环谱截面进行搜索，记录除中心点外谱峰最大值所在的坐标I_max3；若调制方式为2ASK或BPSK，则符号率估计值若调制方式为2FSK，则符号率估计值若调制方式为MSK，则符号率估计值若调制方式为QPSK，则符号率估计值若调制方式为16QAM，则符号率估计值