[发明专利]基于级联SVM和全数字接收机的复合信号调制识别方法

权利要求书

1.基于级联SVM和全数字接收机的复合信号调制识别方法，通过全数字接收机的鉴相误差提取FM复合信号的内调制信息，使用级联SVM分类器对内调制信号的频谱和平方谱整体图形特征进行分类识别，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、将接收到的采样信号输入全数字接收机得到鉴相误差；

步骤2、获取鉴相误差的频谱图形用于区分MPSK-FM、MT-FM和2ASK-FM信号；

步骤3、对被判别成MPSK信号的数据进行平方谱图形获取，用于区分BPSK-FM和QPSK-FM信号；

步骤4、通过级联SVM分类器实现对BPSK-FM和QPSK-FM信号的分类；

所述的步骤1具体实现如下：

1-1.将接收到的采样信号与数控振荡器的两路输出相乘，通过FIR低通滤波器滤除和频分量，得到正交的两路信号S_i(n)和S_q(n)：

其中K_f和T_s均为常数，Δf为NCO初始频率与信号载频的差值，n为采样点数，θ(n)为NCO初始相位；

1-2.将S_i(n)和S_q(n)通过鉴相器得到鉴相误差

鉴相误差经过二阶环路滤波器滤波后反馈回数控振荡器直至环路达到稳定状态；此时有Δf→0且因此得到稳定状态下的鉴相误差：

其中，K_f和T_s均为常数；因此鉴相后得到的即为内调制信号m(n)；

步骤2具体实现如下：

2-1.对经过接收机处理后得到的内调制信号进行FFT变换，得到不同信号的频谱图形；

2-2.2ASK信号的功率谱密度表达式为：

式中，P_s(f)为单极性基带信号功率谱；因此2ASK信号的功率谱和频谱在其载频f＝f_c处存在单根谱线；

将多音调制信号看成多个不同载波的2ASK信号的叠加，因此有:

由式(6)可知多音调制信号的频谱在其载频f＝f_k处存在多根独立谱线；

根据频谱图形对信号进行判断：2ASK信号的频谱图形中仅有一个峰值且其带宽极窄，多音信号的频谱峰值个数大于等于2，而MPSK信号的频谱图形具有单个峰值但带宽很宽的特点；

步骤3具体实现如下：

3-1.对MPSK信号，进行平方处理：

再对平方后的数据进行FFT，获取平方谱图形特征；

3-2.对于BPSK信号，a(n)，b(n)为相同的双极性码，因此将式(7)改写为：

因此BPSK信号的平方谱在直流和2倍载频处存在峰值，而对于QPSK信号，a(n)，b(n)并不相同，乘积在正负1之间跳变，因此其功率谱不包含2倍载频分量，仅在直流处存在峰值；

步骤4具体实现如下：

4-1.在分类时首先将两类PSK信号归为一类，并标记为MPSK；利用频谱图形数据训练SVM分类器1，实现对2ASK、MTONE和MPSK信号的区分；之后对识别为MPSK信号的数据进行平方谱图形数据获取，然后输入SVM分类器2，利用平方谱图形区分BPSK和QPSK信号；

4-2.训练时通过向信号文件中添加不同功率的噪声形成具有不同信噪比的混合信号，将此混合信号作为训练集，通过交叉验证方法得到SVM分类器的最佳参数C和γ；

4-3.最后将未知信号的内调制频谱图形输入SVM分类器，完成对未知信号的分类。