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专利号: 202210807005X
申请人: 金陵科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于图最大度特征的认知无线电信号调制识别方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:对观测信号做短时滤波的预处理;

步骤2:对于处理后的观测信号,首先利用其幅度谱生成的图的最大度判断是否为2ASK信号;若不是,则利用其平方谱生成的图的最大度判断是否为BPSK信号;若不是,则利用其四次方谱生成的图的最大度判断信号是QPSK信号还是16QAM信号;

所述步骤2中,利用其幅度谱生成的图的最大度判断是否为2ASK信号,包括以下子步骤:步骤2.1 .1:对经过短时滤波预处理的观测信号做傅里叶变换并取模得到幅度谱步骤2.1 .2:对观测信号的幅度谱进行加窗处理,对幅度谱χ(τ),其经过加窗后的输出序列表示为:χW(τ)=χ(τ)·W(τ)

其中,τW为|χ(τ)|的最大值位置,dW为窗口宽度;

步骤2.1.3:将加窗后的幅度谱转换到图域,计算图的最大度;对于具有N0个顶点的无向简单图G(V,E),提取度矩阵的对角线元素构成图G的度向量其中,dδ为第δ个顶点的度;图G的最大度就是度向量中所有元素的最大值dmax:据此,计算出观测信号幅度谱的图最大度为dmax1;

步骤2.1.4:根据经验设定门限η1=3,若dmax1<η1,则判为2ASK信号;否则利用其平方谱生成的图的最大度判断是否为BPSK信号;

所述步骤2中,利用其平方谱生成的图的最大度判断是否为BPSK信号,包括以下子步骤:步骤2.2.1:对经过短时滤波预处理的观测信号做平方运算,并做傅里叶变换取模得到平方谱;

步骤2.2.2:对观测信号的平方谱进行加窗处理;

步骤2.2.3:将加窗后的平方谱转换到图域,计算图的最大度dmax2;

步骤2.2.4:根据经验设定门限η2=3,若dmax2<η2,则判为BPSK信号,否则利用其四次方谱生成的图的最大度判断信号是QPSK信号还是16QAM信号。

2.如权利要求1所述的基于图最大度特征的认知无线电信号调制识别方法,其特征在于:所述步骤1中,观测信号r(t)表示为:r(t)=s(t)+ω(t)其中,s(t)为发送端发送的已调制信号,ω(t)为经过了AWGN信道之后叠加的零均值实高斯白噪声,其方差为σ2;

预处理过程包括以下子步骤:步骤1.1:将离散采样后的原始观测信号进行分段,其形式表示为:ri(n)=si(n)+ωi(n),i(NS‑1)≤n≤(i+1)(NS‑1)其中,si(n)是发送端发送的调制信号,ωi(n)是加性高斯白噪声,NS为信号段的长度,i表示段数;

步骤1.2:计算ri(n)的NS点的离散傅里叶变换,得到Ri(k)=DFT[ri(n)];

步骤1.3:设计一个传输特性如下的带通滤波器:

其中,ks为|Ri(k)|的最大谱线位置,|·|表示取模,ds为滤波的点数;将Ri(k)输入设计的滤波器,其输出表示为:Ri′(k)=Hs(k)Ri(k)

步骤1.4:计算Ri′(k)的Ns点逆离散傅里叶变换,得到ri′(n)=IDFT(Ri′(k));

步骤1 .5:将每个经分段重构后的时域信号按原先的分段顺序重新组合成新的观测信号

3.如权利要求1所述的基于图最大度特征的认知无线电信号调制识别方法,其特征在于:所述步骤2中,利用其四次方谱生成的图的最大度判断信号是QPSK信号还是16QAM信号,包括以下子步骤:步骤2.3.1:对经过短时滤波预处理的观测信号做四次方运算,并做傅里叶变换取模得到四次方谱;

步骤2.3.2:对观测信号的四次方谱进行加窗处理;

步骤2.3.3:将加窗后的四次方谱转换到图域,计算图的最大度dmax3;

步骤2.3.4:利用图方法估计信噪比,根据信噪比设定门限η3,信噪比≥‑7dB时,η3=5;信噪比<‑7dB时,η3=5;若dsum<η3,则判为QPSK信号,否则判为16QAM信号。

4.基于图最大度特征的认知无线电信号调制识别系统,其特征在于,包括:预处理模块,用于对观测信号做短时滤波的预处理;

信号识别模块,用于对于处理后的观测信号,首先利用其幅度谱生成的图的最大度判断是否为2ASK信号;若不是,则利用其平方谱生成的图的最大度判断是否为BPSK信号;若不是,则利用其四次方谱生成的图的最大度判断信号是QPSK信号还是16QAM信号所述信号识别模块利用其幅度谱生成的图的最大度判断是否为2ASK信号,具体如下:对经过短时滤波预处理的观测信号做傅里叶变换并取模得到幅度谱对观测信号的幅度谱进行加窗处理,对幅度谱χ(τ),其经过加窗后的输出序列表示为:χW(τ)=χ(τ)·W(τ)

其中,τW为|χ(τ)|的最大值位置,dW为窗口宽度;

将加窗后的幅度谱转换到图域,计算图的最大度;对于具有N0个顶点的无向简单图G(V,E),提取度矩阵的对角线元素构成图G的度向量其中,dδ为第δ个顶点的度;图G的最大度就是度向量中所有元素的最大值dmax:据此,计算出观测信号幅度谱的图最大度为dmax1;

根据经验设定门限η1=3,若dmax1<η1,则判为2ASK信号;否则利用其平方谱生成的图的最大度判断是否为BPSK信号;

所述信号识别模块利用其平方谱生成的图的最大度判断是否为BPSK信号,具体如下:对经过短时滤波预处理的观测信号做平方运算,并做傅里叶变换取模得到平方谱;

对观测信号的平方谱进行加窗处理;将加窗后的平方谱转换到图域,计算图的最大度dmax2;

根据经验设定门限η2=3,若dmax2<η2,则判为BPSK信号,否则利用其四次方谱生成的图的最大度判断信号是QPSK信号还是16QAM信号。

5.一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序使计算机执行如权利要求1‑3任一项所述的基于图最大度特征的认知无线电信号调制识别方法。

6.一种电子设备,其特征在于,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行计算机程序时,实现如权利要求1‑3任一项所述的基于图最大度特征的认知无线电信号调制识别方法。