[发明专利]一种基于双谱和稀疏矩阵的数字调制信号分类方法

说明书

技术领域

本发明属于认知无线电技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于双谱和稀疏矩阵的数字调制信号分类方法。

背景技术

无线电频谱是一种宝贵的自然资源，它的分配通常是由无线电法规部门确定的。目前世界各国采用的是基于固定频谱分配的原则，随着无线通信需求的不断增长，人们对通信速率的需求也越来越高。根据香农理论，通信速率越高，通信系统所需占用的频谱带宽也越来越宽，从而导致适用于无线通信的频谱资源变得日益紧张。另一方面调查显示，无线电通信的频谱资源的利用率很低。

在解决日益稀缺的频谱问题上，认知无线电（Cognitive Radio，简称CR）是一种很有前景的技术。认知无线电被视为以适应在真实环境中无线电频谱的使用不断变化的智能无线通信系统。这种频谱随机接入策略是依赖于频谱感知，频谱感知是认知无线电技术的突出特征。为提高频谱感知正确率，已进行了很多关于频谱感知技术的研究，然而，实现这样的认知无线电感知技术，需要知道输入数字调制信号的调制类型。

自动调制分类（AMC）技术在非合作和动态通信环境，防止有害干扰授权用户，提高频谱的利用率中起着重要的作用。一般情况下，自动调制分类分为两个类型：决策理论和调制分类。决策理论通常涉及数字调制信号的统计特征和似然比；调制分类则主要依赖于特征的选取。数字调制信号分类的特征选取没有一个特定的方式，当已经确定特征的时候，只有通过仿真计算才能确定是否是最优的，数字调制信号的分类准确率有待提高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种分类准确率更高的基于双谱和稀疏矩阵的数字调制信号分类方法。

为实现上述目的，本发明基于双谱和稀疏矩阵的数字调制信号分类方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、稀疏矩阵字典的建立

1.1）、分别计算确知的四种数字调制信号2FSK、4FSK、QPSK、16QAM的训练序列x_2FSK(t),x_4FSK(t),x_QPSK(t),x_16QAM(t)的双谱，得到其双谱表示，对每个序列进行以下处理：

将长度为N的训练序列分割成M段，计算每个分段的双谱

其中L₁是预设整数，Δ₀是双谱域的频率采样间隔，K=N/M，xⁱ(·)表示数字调制信号的第i个部分；

训练序列的双谱采用均值定义，表示为

这样四种数字调制信号2FSK、4FSK、QPSK、16QAM的训练序列x_2FSK(t),x_4FSK(t),x_QPSK(t),x_16QAM(t)的双谱为：以及

1.2）、对四种数字调制信号的双谱分别进行稀疏表示，得到各自的稀疏矩阵ψ：

B‾(λ1,λ2)=ψs0,]]>其中：

ψ=[v₁,v₂,...v_n,]∈Rⁿ

Rⁿ是n维实数域，v_j是第j个数据，j=1,2…,K；