[发明专利]基于预处理降噪的数字通信信号调制识别方法

权利要求书

1.一种基于预处理降噪的数字通信信号调制识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据载波频率、码元速率和采样频率构造调制信号，并进行加噪处理；

S2：使用自适应滤波技术对加噪处理后的信号进行降噪预处理；

S3：提取降噪预处理后的信号的小波变换特征和高阶累积量 特征；

S4：将所述小波变换特征和高阶累积量 特征输入BP神经网络进行网络训练；

S5：利用训练好的BP神经网络对未知信号的调制方式进行识别；

所述高阶累积量特征，具体为：

所述高阶累积量的公式具体为：

对于零均值平稳随机过程{x(t)}，在任意的k个时刻对随机过程进行采样，则其k阶累积量定义为：

C_kx(τ₁,τ₂,...,τ_k-1)＝Cum(x(t),x(t+τ₁),...,x(t+τ_k-1))

其中，Cum(·)的含义是对(·)求累积量，其p阶q次混合矩为：

M_pq＝E{[x(t)^p-qx^*(t)^q]}

其中，*表示对信号求共轭，q表示共轭的个数，E(·)的含义是对(·)求数学期望；

可得零均值的平稳随机过程{x(t)}的各阶累积量的表达式为：

C₂₀＝Cum(x,x)＝M₂₀，C₂₁＝Cum(x,x^*)＝M₂₁，

式中，*表示复共轭；C_mn中m代表高阶累积量的阶数，n代表共轭位置；选取|C₄₀|、以及|C₆₀|与|C₄₀|的比值作为高阶累积量的特征。

2.根据权利要求1所述的基于预处理降噪的数字通信信号调制识别方法，其特征在于，步骤S1中根据载波频率、码元速率和采样频率构造2ASK、4ASK、BPSK、QPSK、2FSK、4FSK六种调制信号，记为s(n)。

3.根据权利要求2所述的基于预处理降噪的数字通信信号调制识别方法，其特征在于，步骤S1中所述加噪处理具体为：

将六种调制信号通过高斯白噪声信道进行传播，噪声记为v₀(n)，加噪后的信号为d(n)＝s(n)+v₀(n)。

4.根据权利要求3所述的基于预处理降噪的数字通信信号调制识别方法，其特征在于，步骤S2中所述自适应滤波技术具体为自适应噪声抵消器，所述自适应噪声抵消器的两个输入分别为原始输入和参考输入，其中，所述原始输入为加噪后的信号d(n)，所述参考输入为实际采集的噪声信号v(n)通过滤波之后的信号y(n)，所述自适应噪声抵消器的输出信号为误差信号e(n)＝d(n)-y(n)＝s(n)+v₀(n)-y(n)。

5.根据权利要求4所述的基于预处理降噪的数字通信信号调制识别方法，其特征在于，步骤S3中所述小波变换特征为小波变换系数幅度。

6.根据权利要求5所述的基于预处理降噪的数字通信信号调制识别方法，其特征在于，所述小波变换系数幅度的计算方式如下：

小波变换的公式为：

式中，a为尺度因子，b为平移因子，*表示复共轭，Ψ(t)为小波函数，Ψ_(a.b)(t)为小波母函数经过伸缩平移得到的小波基函数：

选用Haar小波对接收信号进行小波变换，Haar小波函数及其小波基函数定义如下：

各类调制信号在同一码元内的小波变换可以表示为：

对小波变换的结果取模，可以得到：