【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于信号处理领域，特别是复合调制信号的信号调制制式识别设计。
技术介绍
1、复合调制(composite modulation,cm)指多用户基带数据采用不同的调制方式调制到统一载波上的多层调制方案，是提高航天测控通信系统传输效率、抗干扰能力和安全性的关键技术。复合调制识别(automatic composite modulation classification,acmc)在以认知无线电为基础的航天遥测、跟踪和控制(telemetry,tracking and command,tt&c)及通信系统中发挥着重要作用，如图1所示。目前航天通信对认知无线电的需求迅速增长，为实现下一代测控通信系统的频谱共享、自适应调制和灵活传输需求，必须对复合调制信号的调制类型进行准确识别。然而，复合调制方案引入了多层调制方法之间的非线性耦合，加上空间传输信道引入的信道噪声和大尺度频偏等损失因素，使得接收端在无先验知识的条件下对接收端复合调制制式的识别成为了巨大的挑战。因此，研究新的鲁棒高效的复合调制信号调制分类方法受到了广泛关注。
2、目前复合调制信号的调制分类方法研究有限，且因复合调制方案的复杂性和非线性，传统单调制信号的调制识别方法在引入到复合调制时面临困难。传统的单调制信号的调制识别方法大体上可以分为两类：基于似然函数的调制识别方法和基于特征提取的调制识别方法，因计算复杂度和特征稳定性限制此两种方法都不能取得令人满意的识别效果。
3、实际上，关于复合调制的识别问题罕有研究。传统的复合调制识别流程为“逐
4、此外，随着深度学习方法及网络的蓬勃发展，通信信号的特征可以通过网络自动学习并输出分类结果。卷积神经网络(convolution nerual networks,cnn)、反馈神经网络(recurrent nerual networks,rnn)和对抗生成网络(generative adversarialnetworks,gan)及其变体，都被引入到调制识别当中来。然而，复合调制信号的特征难以提取，到目前不存在任何针对复合调制信号直接设计的深度学习网络。如何在不增加运算复杂度和特征提取难度的基础上开创一套崭新的高精度复合调制识别架构将是本专利技术关注并解决的一个重点问题。
5、本专利技术目前还未在国内外出版物上公开发表文章，未在国内外公开使用或者以其他方式为公众所知。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于在克服已有复合调制识别方法的不足，构造一套完整的针对航天测控统一载波体制复合调制信号的识别流程。该套估计流程的优势在于精度高，抗干扰性能好，可有效对抗航天链路引入的相位噪声、频率偏移和定时误差，且所需先验知识少，计算量和复杂度低。
2、本专利技术基于复合调制信号的二阶循环谱分析，提出了一种新的可提取特征量：循环爪印矩阵(cpp)，该矩阵可以唯一的表征不同种类的复合调制信号；考虑到该矩阵的维度较大，本专利技术引入了结合dct和dwt的矩阵降维方法将矩阵特征降维成一个1*18的特征向量，并引入序贯最小优化算法(sequential minimal optimization,smo)优化的支持向量机作为分类器输出最终的识别结果，整体识别方案如图2所示。
3、本专利技术技术方案为一种航天测控链路复合调制信号的自动调制识别方法，该方法包括：
4、步骤1：构造存储在接收端的不同信噪比下理想复合调制信号特征训练集
5、步骤1.1：生成理想复合调制信号集；
6、该信号集中包含十种统一载波体制下的复合调制信号，分别为pcm/bpsk/pm、pcm/qpsk/pm、pcm/bpsk1+bpsk2/pm、pcm/qpsk1+qpsk2/pm、pcm/bpsk+qpsk/pm、pcm/bpsk/fm、pcm/qpsk/fm、pcm/bpsk1+bpsk2/fm、pcm/qpsk1+qpsk2/fm、pcm/bpsk+qpsk/fm这些信号的调制指数kp＝1.2，理想复合调制信号无噪干扰、不考虑相位噪声和多普勒频移；这里给出理想复合调制信号的发射信号s(t)的模型：
7、
8、其中，是等效低通信号，fc是主载波频率，φ0是主载波的初始相位，代表取实部，
9、为：
10、
11、其中，a代表调制信号幅度；kpm,kfm分别是两种复合调制方式的调制指数，si(t)是内层调制信号，具体又分为bpsk、qpsk及多用户组合方式，其中表示内层调制信号的个数，即统一载波体制下的用户个数。
12、内层调制的信号模型如下：
13、
14、其中，
15、其中，是内层剩余载波调制的载波频率，φi,0是内层剩余载波调制的初始相位，i指的是内层调制信号的数目，i取到gi(t)代表矩形脉冲，ti代表第i路成型脉冲的持续时间，其中k代表的的是第k个用户信息码元；
16、步骤1.2：计算不同信噪比下理想复合调制信号的三维归一化循环谱
17、对不同信噪比下的理想离散复合调制信号采用二阶循环理论中的快速傅里叶变换累积方法求取二阶循环自相关函数；给定频谱频率f和循环频率ε，基于时域平滑的循环周期图表示为：
18、
19、其中，g′(t)是时域宽度为δt＝nts的归一化权重函数，n为每个傅里叶变换窗的采样点数，ts是时域采样周期；f1，f2定义了在fam方法中使用的滤波器中心频率，其中
20、f1＝f+ε/2，f2＝f+ε/2；rt(λ，f1),rt(λ,f2)是离散复合调制信号的复解调，这两个量由如下的公式得到：
21、
22、其中，ω(λ)表示一个时域采样长度为t＝n′ts的矩形窗函数，该函数的带宽和公式(5)二阶循环谱的频率分辨率δf保持一致；因此，循环自相关函数可由时域平滑循环周期量实现无偏估计，进一步表示为：
2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种航天测控链路复合调制信号的自动调制识别方法，该方法包括：
2.如权利要求1所述的一种航天测控链路复合调制信号的自动调制识别方法，其特征在于，所述步骤1.4的具体方法为：
【技术特征摘要】
1.一种航天测控链路复合调制信号的自动调制识别方法，该方法包括：
2.如权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：阎啸，钟旭诺，阳鹏飞，王茜，吴依琳，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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