[发明专利]一种测控复合调制信号的参数盲估计方法

权利要求书

1.一种测控复合调制信号的参数盲估计方法，该方法的实施过程包括以下几个方面：

步骤1：构造存储在接收端的理想复合调制信号参考集(K_p,P)；

步骤1.1：生成理想复合调制信号集；

该信号集中包含五种统一载波体制下的复合调制信号，分别为PCM/BPSK/PM、PCM/QPSK/PM、PCM/BPSK1+BPSK2/PM、PCM/QPSK1+QPSK2/PM、PCM/BPSK+QPSK/PM，这些信号的调制指数K_p在[0.2,1.4]内非等间隔取值，理想复合调制信号无噪干扰、不考虑相位噪声和多普勒频移；这里给出理想复合调制信号的发射信号s(t)的模型：

其中，x_B(t)是等效低通信号，f_c是主载波频率，Φ₀是主载波的初始相位，代表取实部，

x_B(t)为：

其中，A代表调制信号幅度，x_I(t)代表等效低通信号的同相分量，x_Q(t)代表等效低通信号的正交分量；K_p是调制指数，s_i(t)是内层调制信号，其中表示内层调制信号的个数，即统一载波体制下的用户个数；

内层调制的信号模型如下：

s_i(t)＝a_i(t)cos(2πf_it+φ_i,0)-b_i(t)sin(2πf_it+φ_i,0)               (5)

其中，

其中，a_i(t)和b_i(t)是两种经脉冲成型后的基带信号码元，f_i是内层剩余载波调制的载波频率，φ_i,0是内层剩余载波调制的初始相位，i指的是内层调制信号的数目，i取到对基带信号码元a_i(t)和b_i(t)来说，c_i,k，d_i,k都是不归零双极性码元,g_i(t)代表矩形脉冲，T_i代表第i路成型脉冲的持续时间，其中k代表的的是第k个用户信息码元；

步骤1.2：利用快速傅里叶变换(FFT)方法将理想复合调制信号变换到频域；

步骤1.3：对频域谱线快排序得到功率电平最大和次大的谱线分量，这两种谱线分量分别出现在主载波ω＝ω_c＝2πf_c和一次副载波频点处；所述一次副载波频点指的是：

ω＝ω_c±ω_m＝2π(f_c±f₁)                          (8)

当内层残余载波调制仅存在一路时，ω_m＝2πf₁中的f₁指的即是副载波频率；当内层残余载波调制包括多路时，f₁指的是数值最小的副载波频率，此时ω_m＝2πf₁＝2πf_m；

步骤1.3：计算二者比值求得功率电平比P，如此构造映射参考集(K_p,P)；

步骤2：对接收端实际接收到的某种或多种复合调制信号做快速傅里叶变换生成其频谱；

步骤3：对频域谱线快排序得到功率电平最大和次大的谱线分量，计算二者比值求得实际功率电平比

步骤4：在存储参考集(K_p,P)的基础上使用混合插值方法逼近K_p和P之间的函数关系，并代入求得调制指数估计值

步骤5：在得到调制指数的估计值后，将复合调制信号解调到基带；

步骤5.1：将接收复合调制信号下变频；

步骤5.2：利用锁相环实现主载波的相位同步；

步骤5.3：实施上述所述的调制指数估计流程，实现外层PM相干解调；

步骤5.4：通过带通滤波器实现内层多路调制信号的分路；

步骤5.5：内层调制采用正交解调方法解调；

步骤5.6：输出解调得到的多路用户信息码元，计算误码率。

2.如权利要求1所述的一种测控复合调制信号的参数盲估计方法，其特征在于，所述步骤4的具体方法为：

步骤4.1：利用3次Hermit插值方法从映射到

Hermit插值方法是已知节点处的函数值y_i＝f(x_i)及对应节点的一阶导数值y_i′＝f′(x_i)，求其函数和导数值均相等的插值多项式；设函数关系为f(x)，在x₀,x₁处的函数值为y₀,y₁，一阶导数值为y′₀,y′₁，3次Hermit多项式作为插值函数，需满足以下条件：

利用基函数构造方法得两个节点的3次Hermit插值函数表示：

H₃(x)＝y₀α₀(x)+y₁α₁(x)+y₀β₀(x)+y₁β₁(x)                   (10)

式中，α₀(x)，α₁(x)，β₀(x)，β₁(x)是插值基函数，给出其定义：

上式中，l₀(x)＝x-x₁/x₀-x₁，l₁(x)＝x-x₀/x₁-x₀，结合公式(11)，得到3次Hermit插值函数的表达式：

由此推出3次Hermit插值方法下对调制指数的估计值表达式：

其中，l＝1,2,...,m；

步骤4.2：利用Cubic-spline插值方法从映射到

样条插值不是一次将单个高次多项式拟合到所有数据点上，而是将地磁多项式拟合到数据点的小子集上；设调制指数K_p和功率电平比P之间的函数关系定义为f(x)，在存储的参考集(K_p,P)的P区间中取m个互异节点P(0),P(2),...,P(m-1)，其对应的调制指数值为K_p(i)＝f(P(i))，若分段函数S(x)满足条件：

(1)S(x)在每个子区间上[P(i),P(i+1)]上是一个次数小于等于3的多项式；

(2)S(x)在每一个节点上P(i),i＝0,2,...,m-1上具有二阶连续导数；

(3)S(x)在节点P(i),i＝1,2,...,m上还满足条件S(P_i)＝K_p(i),i＝0,1,2,...,m-1；

则S(x)作为三次样条插值函数。在本发明的Cubic-spline插值估计流程中，选择自然边界条件来求解插值函数的系数，即三次样条插值函数在节点处的一次导数值和原函数在节点处的一次导数值相等；

S′(P_i)＝f′(P_i),S′(P_i+1)＝f′(P_i+1)                      (14)

那么在Cubic-spline插值下的估计值由下式给出：

其中，函数γ_l(·),β_l(·)由下式定义：

其中，l＝1,2,...,m-1；

而公式中涉及到的插值函数的一次导数值如下确定：

首先设互异界点P(i),i＝1,2,...,m划分的区间长度为d_l,l＝0,1,2,...,m-1

其中w_l如下定义：

在实际应用时，本发明将以上两种插值函数内嵌为可调用的函数，在以后的估计流程中直接调用；

步骤4.3：取两种估计值的均值作为最终的估计值输出