[发明专利]宽带信号调制方式的识别方法

权利要求书

1.一种宽带信号调制方式的识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，对接收信号进行盲估计，得到接收信号的瞬时频率、幅度、相位以及载波频率；具体过程为：

步骤1-1，采用希尔伯特变换法估算信号的瞬时信息：

设接收信号s(t)的表达式为：

s(t)＝x(t)+jy(t)

x(t)和y(t)分别为接收信号s(t)的实部和虚部；

对接收信号s(t)进行取样频率为f_s的采样，得到序列s(i)，s(i)的复数表达式：

s(i)＝x(i)+jy(i)＝a(i)e^jθ(i)

令接收信号瞬时的幅度序列为a(i)，由上面可知a(i)为：

瞬时相位序列θ(i)的表达式是：

因为上述计算式以模2π来计算，θ(i)的取值范围是(-π,π)，故瞬时相位序列是折叠的；

通过修正相位序列C(i)从折叠的瞬时相位序列θ(i)中恢复出完整的相位φ(i)＝C(i)+θ(i)，

瞬时频率的计算公式如下：

步骤1-2，采用零交叉法确定载波频率：

假设信号序列为{s(n)}，对其进行过零检测，即s(n_i)与s(n_i+1)的符号不同时，则可确定在的时间段内s(n)存在零点；

利用线性内插公式计算零点位置如下：

{x(i)}为检测到的零值时刻点组成的过零序列，i＝1,2,...,M_z，M_z是检测到的信号中的零点的个数；

将{x(i)}的一阶差分序列定义为过零间距序列{y(i)}，其表达式如下：

y(i)＝x(i+1)-x(i),i＝1,2,...,M_z

单频信号两个零值之间的间距为：

上式中f_c是信号的载波频率，且ε(i)服从零均值分布，则E[ε(i)]＝0，由此可得y(i)的均值E[y(i)]：

由上式可估计f_c，其公式如下：

设置一个门限值a_t＝1，当a＞a_t时，判断信号属于强信号区，载频的估算公式为：

步骤2，采用基于决策理论的假设检验方法结合谱分析判断接收信号的调制方式：首先根据接收信号的非线性变换差分点区分模拟调制信号和数字调制信号，然后通过不同的特征参数区分模拟调制信号中的AM、FM、DSB、VSB、LSB和USB信号，以及数字调制信号中的ASK、FSK、PSK和QAM信号；具体过程为：

步骤2-1，假设被测信号经过采样后的先后序列为s(i)，i＝1,2,....,N，其中N是样本总数；定义非线性变换：

q(i)＝s²(i)-s(i-1)s(i+1)

q(i)的差分序列p(i)的表达式为p(i)＝q(i+1)-q(i)

上述两个式子中的i＝1,2,...,N；

p(i)中突变点的个数为N₁，即非线性变换差分突变点的个数；选取门限p(0)，当p(i)的值满足下面条件：

非线性变换差分p(i)存在一个非线性变换差分突变点，则N₁的个数加1，将i从1到N查找，找出所有突变点，累加得出N₁的值；通过计算接收信号的特征参数N₁的值将接收信号分为模拟调制信号和数字调制信号，根据调制方式的不同，在理论上模拟信号的N₁为0，而数字信号的N₁不为0；

步骤2-2，在模拟调制信号子集中，FM信号在调制过程中无幅度变换是恒包络信号，采用特征参量归一化的零中心瞬时幅度谱密度的最大值γ_max将其从模拟调制信号中区分开来；

其中AM信号的相位是连续变化的，它的强信号段的零中心瞬时相位非线性分量的标准偏差值σ_dp的相位特征低于SSB信号和DSB信号的相位特征，根据σ_dp参数的值识别出来AM信号；

利用特征参数信号频谱关于载频关于对称性的量值P的值判断调制信号的对称性，DSB信号的特征值P为0，LSB信号P的值为负数，而USB信号的P值为正数，故用此参数区分DSB、USB和LSB信号；

步骤2-3，在数字调制信号子集中，ASK、QAM和PSK信号属于包络非恒定的调制信号，而FSK信号是包络恒定信号，故利用特征参数γ_max从数字调制信号中识别出FSK信号；

ASK信号与QAM信号无相位变化，采用特征参数σ_ap的值将PSK信号与ASK信号、QAM信号区分开；

采用特征参数归一化零中心瞬时幅度值的紧致矩将ASK信号与QAM信号区分开来；

步骤2还包括对跳频信号进行识别以及区分2G-ALE和3G-ALE信号，具体过程为：

第一步，提取当前时刻的载频集，并与前一时刻的载频集比较，载频相同的表明信号属于同一电台，将信号属于同一电台的信息写入电台存储文件；

如果前一时刻的载频不存在，而当前时刻出现新的载频，认为此电台的信号一跳结束，另一跳开始，将此跳与上一跳的数据衔接上，并更新频率集；

顺序执行上述步骤，实时将各电台跳频信号分选出来；

第二步，2G-ALE采用的是8FSK信号，而3G-ALE采用8PSK信号，通过特征参量γ_max区分8FSK信号和8PSK信号，根据8FSK信号和8PSK信号识别出2G-ALE和3G-ALE。