一种MPSK信号调制方式识别方法..pptx

徐天扬 一种ＭＰＳＫ信号调制方式识别方法研究电子与通信工程 作为在信号与信息处理领域中一个非常活跃的研究方向，盲信号分离在图像处理，通信，电子对抗等领域得到了广泛的研究和应用，并取得了大量的成果。 信号调制方式识别技术是盲信号处理的关键技术之一。在研究ＭＰＳＫ信号的常用分类识别方法的基础上，针对其识别特征易受到噪声以及载波频率估计误差影响的不足，提出一种改进的分类识别方法并对其分类识别性能进行了实验仿真，通过对仿真结果的分析可知该方法能够获得较高的正确识别率，具有一定的实用价值。 随着近些年通信技术突飞猛进的发展，无线通信的环境越来越复杂，如何在复杂电磁环境下有效地掌握电声信号的调制体制及参数是电声信号处理领域的重要研究课题 ［１］信号调制方式识别技术是盲信号处理的重要组成部分，它可在调制参数以及调制内容未知的情况下，判定接收信号的调制方式，从而为下一步正确解调、获得信号所携带的信息提供理论依据。 ［２］信号的调制方式识别可以分为类间识别和类内识别， 类间识别是指不同调制体制之间的识别，比如ＰＳＫ和ＦＳＫ之间的识别区分；类内识别是指在同一调制体制下不 同 调 制 阶 数 间 的 识 别 区 分，本 文 主 要 研 究 了 ＭＰＳＫ信号的类内识别方法。 文献［３］研究了基于瞬时相位特征的统计直方图进行分类识别的方法，该方法的识别性能不稳定，具有很大的局限性。文献［４］以相邻码元固定位置相位差作为识别特征，有效地识别区分了π／４ＱＰＳＫ和８ＰＳＫ信号。文献［５］研究了基于信号特征的零中心归一化绝对值方差的识别方法，该方法可取得较高的正确识别率。本文针对文献［６］中识别方法的不足研究了一种改进的ＭＰＳＫ类内识别方法，并对其识别性能进行了实验仿真。时相位特征的统计直方图进行分类识别的方法.本文针对文献中识别方法的不足研究了一种改进的。ＰＳＫ类内识别方法，并对其识别性能进行了实验仿真。 １　识别算法描述 １．１常见的识别算法介绍 ＭＰＳＫ信号的一般表达式为： 式中，表示均匀间隔的载波相位，其取值相对应于基带信号的分组码元；ｆｃ表示载波频率；Ｔｓ表示码元的持续时间；ｇ（ｔ）表示基带矩形脉冲波形。由式（１）可知ＭＰＳＫ信号的调制阶数等于其初始２０１３（２） 王晓东：一种ＭＰＳＫ信号调制方式识别方法研究相位个数，所以可以通过提取信号的瞬时相位特征来确定信号的调制类型。 (1) 设接收信号为： (2) 则信号的解析式可表示为： 式中 表示信号ｓ（ｔ）的希尔伯特变换。信号的瞬时相位可以通过解析式求得： (3) (4) 但是式（４）计算得到的相位存在相位卷叠的问题， 是模２π后的相位，而区分识别信号需要提取的是码元 的初始相位，所以需要对求得的瞬时相位进行去相位 卷叠处理。定义一个修正序列 （5） 式中，Ｃｋ（０）的取值为０。将所得修正序列与瞬时相加便得到了去相位卷叠序列，即： 上述所求得的相位还包含有载波引起的线性分量，而信号区分识别需要的是码元的初始相位，所以还要进一步对上述去相位卷叠的序列去除线性分量，即： （6） （7） 然后对去线性分量后的序列再进行模２π处理得到的便是识别调制类型需要的相位特征信息。 如式（７）所示，若利用信号 的 瞬 时 相 位 来 实 现ＭＰＳＫ信号的类内识别的前提是载波频率已知或信号预处理中载波估计值准确，那么只有在载波频率精确的情况下才能去除相位的线性分量，最终得到正确的初始相位特征。但是在实际情况中截获信号的载波频率是未知的，只能通过载波估计得到一个估计值，存在误差，所以该方法在实际利用中具有很大的局限性。文献［３］利用检测瞬时相位的统计直方图峰值个数的办法实现ＭＰＳＫ信号的类内识别，但是这种方法受噪声干扰严重，极大地影响了正确识别率。 １．２　改进的识别算法介绍 ［３］中瞬时相位识别特征易受载波估计误差影响的不足，文中采用文献［４］的思想将相邻码元固定位置的相位差作为识别特征。ＭＰＳＫ信号中第ｉ个码元的第ｋ个采样点的相位可表示为： 则第ｉ＋１个码元的同一位置采样点的相位表达式为： （8） （9） 所以相邻两个码元同一位置采样点的相位差为： 式中Ｍ表示码元持续时间内的采样点数；表示相邻码元的初始相位的差值。由式（１０）可知相邻码元在同一位置的相位差和Ｋ没有关系，仅增加了固定的相位偏转量２πｆｃＭ／ｆｓ，而初始相位差值取值个数就等于ＭＰＳＫ信号的调制阶数，可见将相邻码元固定位置相位差作为识别特征可有效消除载波估计误差的影响。同时针对利用统计直方图识别信号调制方式的方法易受噪声干扰的不足，本文采用文献［５］中求识别特征零均值归一化绝对值方差的方法实现ＭＰＳＫ信号的类内识别，极大地提高了识别方法的抗干扰能力。定义零中心均值归一化绝对值方差算子为： （10） （11） 式中，ｍｅａｎ(