一种基于广义S变换的通信信号调制识别方法

摘要

一种基于广义S变换的通信信号调制识别方法，包括以下步骤：（1）根据输入的信噪比调制信号的特征，对输入的调制信号进行解析信号构造,得到解析信号，作为进行广义S变换的信号；（2）构造广义S变换所需要的高斯窗函数；（3）根据广义S变换的表达式确定高斯窗宽度因子σ，结合短时傅里叶变换和高斯窗函数对输入的调制信号进行广义S变换，得到调制信号的时频能量分布图；（4）依据步骤（3）得到的时频能量分布图，对比各种调制信号的能量图像，找出各种调制信号广义S变换后时频能量图像之间的差别，选取能量集中的频带条数、高低频分量能量最大值之比、能量时域分布、高低频分量极大值时域分布和高频分量极大值分布，对各种调制信号进行识别；本发明在低信噪比的情况下达到了较高的识别率，适合在有强杂波环境下进行通信信号的调制识别。

主权项

一种基于广义S变换的通信信号调制识别方法，其特征在于：包括以下几个步骤：（1）根据输入的信噪比调制信号的特征，对输入的调制信号进行解析信号构造,得到解析信号，作为进行广义S变换的信号；（2）构造广义S变换所需要的高斯窗函数；（3）根据广义S变换的表达式确定高斯窗宽度因子σ，结合短时傅里叶变换和高斯窗函数对输入的调制信号进行广义S变换，得到调制信号的时频能量分布图；所述广义S变换的表达式如下： S GST ( τ , f ) = ∫ - ∞ + ∞ u ( t ) σ | f | 2 π e - σ 2 ( τ - t ) 2 f 2 2 e - j 2 πft dt u ( t ) = ∫ - ∞ + ∞ { ∫ - ∞ + ∞ S GST ( τ , f ) dτ } e j 2 πft df 其中，SGST(τ,f)为广义S变换之后的信号；u(t)为平方可积函数；σ为高斯窗宽度因子，且σ＞0，当1＞σ＞0时，高斯窗函数宽度和幅度随频率变化速度减慢，当σ＞1时，，高斯窗函数宽度与幅度则随频率变化速度加快；t为时间；f为频率；（4）依据步骤（3）得到的时频能量分布图，对比各种调制信号的能量图像，找出各种调制信号广义S变换后时频能量图像之间的差别，选取能量集中的频带条数、高低频分量能量最大值之比、能量时域分布、高低频分量极大值时域分布和高频分量极大值分布，对各种调制信号进行识别；所述各种调制信号包括FSK、BPSK、ASK、FM、AM、QPSK、QAM；所述对各种调制信号进行识别的过程为：如果能量集中在4个频带上，则可以判定调制信号为FSK信号；如果能量集中在1个频带上，则调制信号为ASK和BPSK，否则为FM、AM、SSB、QPSK和QAM；当能量集中在1个频带上时，如果该频带上能量在时域上连续，即如果能量在时域分布的长度大于时域总长度的9/10，可以认为能量分布在整个时间域上，为BPSK信号，否则为ASK信号；当能量集中在2个频带上时，确定高频取得极大值的时刻，如果高频取得最大值的时刻低频的能量值小于全局最大值的0.5倍，这时因为高低频的最大值在时域上是交错的，为FM信号，否则为其他信号；当能量集中在2个频带上，且不为FM信号时，确定高频分量和低频分量能量的最大值的大小，如果高频分量最大值与低频分量最大值基本相同，即如果低频分量能量的最大值大 于高频分量能量最大值的4/5，则为AM信号，否则为其他信号；在之前判断的基础上，确定高频分量的所有的极大值，确定极大值中的最大值和最小值，如果最大值不超过极大值中最小值的1.5倍，则为QPSK信号，否则为QAM信号。