專利名稱：一種基于廣義s變換的通信信號調制識別方法
技術領域：
本發明屬于通信信號調制識別領域，涉及一種基于廣義S變換的通信信號調制識別方法。
背景技術：
通信信號調制識別的基本任務是在多信號環境和有噪聲干擾的條件下確定出接收信號的調制方式和其他信號參數，從而為進一步分析和處理信號提供依據。通信信號識別技術能夠自動地識別通信信號的調制方式，它是構成基于軟件無線電的通用接收機和只能調制解調器的重要技術基礎，在多體制通信互聯和軟件無線電方面也有著十分重要的應用。利用信號的時間一頻率聯合分布來刻畫信號的能量分布特性，能夠提供更多的反映信號能量在時間和頻率域聯合分布的信息。常用的時頻分析方法有短時傅里葉變換，Wigner-Ville分布和小波變換等，這些方法都存在著自身的不足，短時傅里葉變換只有固定分辨率，無法提供多種分辨率；小波變換不存在相位因子，無法提供信號的相位信息；而Wigner-Ville分布是非線性時頻表示,存在Cohen類分布的交叉項的干擾。R. G. Stockwell等提出的S變換時近年來人們研究非平穩信號的時頻分布的一個重要工具。但是，S變換中的基本小波形態固定，限制了其在時頻分析中的應用性和靈活性。隨后在工程應用中對S變換進行了推廣，提出了廣義S變換。近年來，基于廣義S變換的非平穩信號分析的方法已經應用于地震信號處理、醫學信號處理和電力技術等領域，而在通信信號調制識別領域依舊處于起步階段，沒有比較成熟的利用廣義S變換進行調制識別的方法出現，廣義S變換結合了目前主流的短時傅里葉和小波變換的特點，并且彌補了這兩種方法的一些缺陷，因此在復雜電磁環境下通信信號調制識別方面具有很大的潛力。但目前國內外并未見有基于廣義S變換的通信信號調制識別方法的文獻報道。

發明內容
本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種基于廣義S變換的通信信號調制識別方法，利用S變換的魯棒性來提高信號時頻分析的可靠性；并在S變換窗函數中引入調節因子，使其具備在時頻域中自適應改變窗函數的能力，并獲得類似多分辨的特性，從而得出相應的廣義S變換；同時，利用廣義S變換獲得的各種調制方式的時頻能量分布圖，選取合適的參數和特征(如頻帶條數，高低頻能量最大值之比，時域連續參數，高低頻極大值時域分布，高頻極大值分布等)對信號的調制方式進行識別。本發明解決其技術問題所采用的技術方案為一種基于廣義S變換的通信信號調制識別方法，包括以下幾個步驟(I)根據輸入的信噪比調制信號的特征，對輸入的調制信號進行解析信號構造，得到解析信號，作為進行廣義S變換的信號，
(2)構造廣義S變換所需要的高斯窗函數；(3)根據廣義S變換的表達式確定高斯窗寬度因子O，結合短時傅里葉變換和高斯窗函數對輸入的調制信號進行廣義S變換，得到調制信號的時頻能量分布圖；所述廣義S變換的表達式如下
權利要求
1.ー種基于廣義S變換的通信信號調制識別方法，其特征在于包括以下幾個步驟 (1)根據輸入的信噪比調制信號的特征，對輸入的調制信號進行解析信號構造，得到解析信號，作為進行廣義S變換的信號； (2)構造廣義S變換所需要的高斯窗函數； (3)根據廣義S變換的表達式確定高斯窗寬度因子σ，結合短時傅里葉變換和高斯窗函數對輸入的調制信號進行廣義S變換，得到調制信號的時頻能量分布圖； 所述廣義S變換的表達式如下
2.根據權利要求I所述的ー種基于廣義S變換的通信信號調制識別方法，其特征在于所述的步驟(I)中的解析信號的構造利用了希爾伯特變換，表達式為 f(t)為實信號，為實信號的希爾伯特變換。
構造得到的解析函數Z(t)表達式
3.根據權利要求I所述的一種基于廣義S變換的通信信號調制識別方法，其特征在于所述的步驟(2)中的高斯窗函數的表達式如下
4.根據權利要求I所述的一種基于廣義S變換的通信信號調制識別方法，其特征在于所述0取值為(T50，在實際應用中，需要將信號進行廣義S變換，選取使感興趣的頻域部分圖形清晰的0作為廣義S變換所用的窗寬度因子。
5.根據權利要求I或4所述的一種基于廣義S變換的通信信號調制識別方法，其特征在于對于通信信號，所述0為30。
全文摘要
一種基于廣義S變換的通信信號調制識別方法，包括以下步驟(1)根據輸入的信噪比調制信號的特征，對輸入的調制信號進行解析信號構造,得到解析信號，作為進行廣義S變換的信號；(2)構造廣義S變換所需要的高斯窗函數；(3)根據廣義S變換的表達式確定高斯窗寬度因子σ，結合短時傅里葉變換和高斯窗函數對輸入的調制信號進行廣義S變換，得到調制信號的時頻能量分布圖；(4)依據步驟(3)得到的時頻能量分布圖，對比各種調制信號的能量圖像，找出各種調制信號廣義S變換后時頻能量圖像之間的差別，選取能量集中的頻帶條數、高低頻分量能量最大值之比、能量時域分布、高低頻分量極大值時域分布和高頻分量極大值分布，對各種調制信號進行識別；本發明在低信噪比的情況下達到了較高的識別率，適合在有強雜波環境下進行通信信號的調制識別。
文檔編號H04L27/00GK102685053SQ20121015081
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月15日 優先權日2012年5月15日
發明者孫進平, 張燁, 王俊, 茹阿昌, 高飛 申請人:北京航空航天大學