[发明专利]一种基于相位谱特征的BPSK信号处理结果可信性评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复BPSK(Binary Phase Shift Keying，二相相移键控)信号处理结果的可信性评估方法，尤其是一种较低信噪比条件下的复BPSK信号盲处理结果的可信性评估方法。

背景技术

在缺乏信号先验信息及低信噪比条件下，对观测信号的采样序列进行检测、调制识别及参数估计，是电子侦察及认知无线电信号(CR，Cognitive Radio)处理前端的重要环节，直接影响后续信号处理环节的处理性能。在电子侦察中，前端信号处理结果将对信号的分选、定位与跟踪、干扰及个体辐射源识别等后续处理环节产生影响。在认知无线电中，可靠的前端频谱感知、频谱分析结果是频谱判决、频谱管理等后续认知环节有效运行的前提与基础。但在非协作条件下，对观测信号的采样序列的调制识别、参数估计等只能进行盲处理。然而，对于盲处理结果是否正确、可信的有效评估方法较少。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种有效的复BPSK信号盲处理结果的可信性评估方法，实现对复BPSK信号盲处理结果进行可信性评估。

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于相位谱特征的BPSK信号处理结果可信性评估方法，复BPSK信号盲处理过程包括调制方式识别和解码，采用假设检验法对复BPSK信号盲处理结果的可信性进行评估，设有限观测时间内待盲处理的复BPSK信号为：

式中，T为观测时间，A为信号幅度，f₀为信号载频，θ为信号的初始相位，N_c为信号的码长，T_c为信号的码元宽度，c_k为第k个码字，取值为0或1；

分别对复BPSK信号的载频、码字、码长和码元宽度进行参数估计，得到的参数估计值分别为和

建立叠加了噪声的复BPSK信号的观测信号的采样序列为：

式中，Δt为信号的采样间隔，s(n)为复BPSK信号的采样信号，w(n)为复零均值限带高斯白噪声，N为样本个数，信号的信噪比为SNR＝A²/2σ²，σ²为样本方差；

假设调制方式识别正确且无解码错误，即在盲处理过程中识别的调制方式为BPSK，且不存在解码错误，则可信性评估方法包括以下步骤：

步骤1，根据调制方式识别结果构建相应的参考信号，将参考信号与观测信号的采样序列作相关，得到相应的相关序列，具体步骤如下：

(1-1)根据复BPSK信号构造的参考信号为：

(1-2)将参考信号y0(n)与观测信号的采样序列作相关，得到相关序列为：

z₀(n)＝x(n)y₀(n)＝s₀(n)+w₀(n),0≤n≤N-1

式中，w₀(n)为噪声部分，s₀(n)为信号部分，分别为：

w₀(n)＝w(n)y₀(n)

式中，为载频估计误差，在假设条件下且和Δf的值均趋向于0时，得到信号部分近似为：

s₀(n)＝Ae^{j[2πΔfnΔt+Δd(t)+θ]}

式中，Δd(t)是由于参数估计误差引起的等效误差，在假设条件下忽略不计，而w₀(n)是一个等效复零均值限带高斯白噪声，其实部与虚部相互独立，方差为2σ²；

(1-3)将相关序列写成指数形式为：

式中，a_n为s₀(n)的幅值，b_n为w₀(n)的幅值，为s₀(n)的相位，为w₀(n)的相位，进一步处理可得：

式中，φ_n和β_n均为[0,2π)上的随机相位；

(1-4)对相关序列提取相位，得到的相位序列为：

式中，Δd(n)是由于参数估计误差引起的等效误差，在假设条件下，Δf和Δd(n)的值均趋向于0，于是有：

ρ(n)≈θ+β_n；

步骤2，对相位序列提取其频谱的带宽W(Z)，具体步骤如下：