[发明专利]一种基于主成分序列的空频编码盲识别方法

说明书

本发明公开了一种基于主成分序列的空频编码盲识别方法，其实现步骤为：(1)构造双载波解调矩阵；(2)计算协方差矩阵，并分解该矩阵生成特征值矩阵；(3)生成特征值矩阵；(4)通过基于噪声功率迭代的串行假设检验判断特征值矩阵的主成分个数(5)利用估计符号向量和候选集的理论符号向量，求出距离判决和向量；(6)取距离判决和向量中取值最小的元素对应的码型为判决码型。本发明充分利用了OFDM系统中每一个子载波的信息，克服了现有技术在小样本、低信噪比条件下性能差的缺点，满足了空频码盲识别的工程要求，可用于通信对抗中的空频码模式识别。

技术领域

本发明涉及一种空频编码盲识别方法，具体涉及一种对多输入多输出正交频分复用(Multiple Input Multiple Output-Orthogonal Frequency Division Multiplexing，MIMO-OFDM)系统使用的空频编码进行盲识别的方法，可适用于多径衰落环境较低信噪比下，软件定义无线电、认知无线电及通信对抗、通信物理层安全，属于无线通信信号处理技术领域。

背景技术

多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统是新一代无线通信的关键技术，它能够在有效获得空间分集的同时对抗多径衰落，被广泛应用于第四代蜂窝移动通信(4thGeneration-Long Term Evolution,4G-LTE)中。由于实际4G-LTE技术协议中定义的OFDM符号数为奇数，所以必须使用空频编码对数据进行传输。对空频编码进行有效盲识别，可以为软件定义无线电设备、认知无线电设备提供可靠的通信参数，也可以根据空频编码构造相应的干扰样式对窃听设备进行干扰保障通信安全。因此对空频编码盲识别的方法进行研究具有重要的理论意义和应用价值。

空频编码盲识别是指在发送端有效信息未知的情况下，仅通过接收信号的特征识别发送端的空频编码的编码方式。空频编码的盲识别是一个新兴的课题，目前空频编码方式盲识别可通过扩展空时分组码识别算法来进行。然而这些算法不能有效适应多径环境，在频率选择性信道下识别效果较差。

文献[V.Choqueuse,M.Marazin et al.,Blind recognition of linear spacetime block codes:A likelihoodbased approach.IEEE Trans.Signal Processing,58(3),2010,1290-1299]中引入模式选择方法用于识别平坦信道环境下的空时编码，将其扩展到频域进行空频编码的识别。该方法为基于信息论准则的设计思想，对频域接收信号的协方差矩阵进行特征值分解，将得到的特征值和待估识别参数带入到模式选择的似然函数中，计算使似然函数最大的参数值，进而可确定发射端使用的空频编码模式。但是该方法存在的不足是：一方面，不能识别速率相同的码型；另一方面，此方法的识别性能在多径环境下随信噪比增高出现下降；因此该方法无法满足空频编码盲识别的工程要求。

文献[Eldemerdash Y A,Dobre O A,Marey M,et al.An efficient algorithmfor space-time block code classification.Global Communications Conference(GLOBECOM),2013:3329-3334]中利用四阶统计量识别平坦信道环境下的空时编码，将其扩展为频域中空频编码的识别，其设计思想基于不同编码的四阶延迟积在给定延迟下出现不同的峰值，通过判断两个峰值之间的距离来区分不同的空频编码。但是该方法也存在不足：一方面，不能识别速率相同的码型；另一方面此方法受制于多径环境以及采样样本数。由此可见，该方法也无法满足空频编码盲识别的工程需求。