[发明专利]脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法及通信系统

说明书

本发明属于非高斯噪声环境下通信信号调制分析技术领域，公开了一种脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法；对接收到的MSK信号做非线性变换，并计算广义二阶循环统计量；提取广义二阶循环统计量特定时延截面，并通过自适应双阈值进行循环频率检测，得到循环频率集合；利用循环频率集合中相邻循环频率的间距完成调制频率间隔估计，根据MSK信号调制指数实现符号周期估计。本发明在脉冲噪声环境下，当混合信噪比高于‑1dB时，本发明的MSK信号的调制频率间隔和符号周期估计的均方根误差接近0。

技术领域

本发明属于非高斯噪声环境下通信信号调制分析技术领域，尤其涉及一种脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法。

背景技术

最小频移键控(Minimum-Shift Keying,MSK)信号是一种包络恒定、相位连续，且调制指数等于1/2的频移键控信号。MSK信号具有频带利用率高、带外辐射小、抗码间串扰和信道噪声干扰性能等特点，因而广泛应用于军事通信和民用通信领域。随着MSK信号的广泛应用，其参数估计问题也越来越受到重视。符号速率和调制频率间隔作为MSK信号的两个重要参数，对于这两个参数的盲估计问题一直是信号处理领域的研究热点。针对MSK信号的参数估计问题，已经提出了多种有效的处理方法。其中，基于循环谱的MSK信号参数盲估计方法，在中低信噪比条件下有着良好的参数估计性能，但该方法需要估计循环谱密度，使得算法计算复杂度高(郑鹏,张鑫,刘锋,等.基于循环谱的MSK信号盲检测与参数估计[J].太赫兹科学与电子信息学报,2012,10(3):350-354.)。基于小波变换的MSK信号符号速率盲估计方法，无需获取信号先验信息即可进行码速率估计，但该方法存在最优小波变换尺度不易选取的缺陷，导致算法普适性差，且在低信噪比下估计性能退化(郜宪锦,基于小波变换的MSK信号码速率盲估计[J].电子科技,2015,28(1):140-142.)。基于延迟相乘和小波变换的带通MSK信号符号速率估计方法，以及基于平方律和一阶循环矩子集的频率估计方法，虽然可以获得较好的估计性能，但该方法需要进行联合处理导致算法整体计算量较大(郑文秀.MSK信号的参数估计[J].电路与系统学报,2011,16(2):23-27.)。上述方法均假设信道环境噪声服从高斯分布，但在工程应用中，实际噪声通常具有明显的脉冲特性，如水下冲击噪声、大气噪声等，由于这类脉冲噪声的影响，高斯噪声环境下的MSK信号参数估计方法性能严重退化。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有的高斯噪声假设下的MSK信号调制参数估计方法在脉冲噪声环境下性能严重退化。此外，从现有的公开文献来看，鲜有文献提及脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法。

本发明是这样实现的，一种脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法，所述脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法对接收到的MSK信号做非线性压缩，并计算广义二阶循环统计量；提取广义二阶循环统计量特定时延截面，通过自适应双阈值进行循环频率检测，得到循环频率集合；利用循环频率集合中相邻循环频率的间距完成调制频率间隔估计，根据MSK信号调制指数实现符号周期估计。

进一步，所述脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法包括以下步骤：

步骤一，对接收到的MSK信号进行采样，进行非线性变换，计算广义二阶循环统计量；

步骤二，提取广义二阶循环统计量的特定时延截面G_r(0,ε)，利用自适应双阈值方法对G_r(0,ε)进行循环频率检测，得到循环频率集合Υ；

步骤三，利用循环频率集合Υ计算载波频率间隔f_Δ，并根据调制指数h＝1/2计算符号周期T_b。

进一步，所述广义二阶循环统计量G_r(τ,ε)定义为：