[发明专利]升余弦发送成型及多径环境下的正交相移键控信号自动识别方法

摘要

本发明涉及一种通信发射与接收机之间的信道具有多径效应，且发送端有升余弦发送成型滤波器存在的前提下的正交相移键控信号自动识别方法，首先构造具有升余弦发送成型滤波的通信系统收发模型，并获得多径情况下的接收信号四阶循环累积量表达式，设置主路径并根据升余弦函数性质简化所获得的循环累积量表达式，根据获得的MPSK信号循环累积量有用信息构造理想分类特征向量值，根据升余弦成形函数的三次幂、四次幂及延迟后的波形进行剔除循环累积量干扰信息，最终实现正交相移键控信号自动识别。本发明实现对正交相移键控信号自动识别，给多体制间的通信互联带来便利。

主权项

1.一种升余弦发送成型及多径环境下的正交相移键控信号自动识别方法，按以下步骤进行：步骤一：构造具有升余弦发送成型滤波的通信系统收发模型，二进制信号a(k)经过MPSK编码调制之后转化为已调信号s(k)，将已调信号s(k)在发送端经过一个滚降发送脉冲成型滤波器p(α,t)，已调信号s(k)通过载波转化为模拟高频信号s(t)，经过传播环境的多径衰落信道h(t,ξ)，被接收机接收并做变换后成为接收基带信号x(k)，无线电接收机接收已调信号s(k)，并预处理后得到受噪声污染的信号波形如下：其中，表示卷积运算，a_k为调制的基带信号，s(t)为经过发送的信号，h(t)是未知的信道冲激响应，p(t)为能量归一化的发送码元波形，E是符号能量，T_s为码元宽度，t₀为定时误差；f_c为载波频率，N为观察区间的码元个数，v(t)为噪声；k表示第k个码元；α为升余弦滚降因子；Δf_c＝0；表示初始相位；步骤二：获得多径情况下的接收信号四阶循环累积量表达式，多径衰落环境影响下的接收信号，讨论两径情况，即：h(ξ)＝h0(ξ)δ(ξ‑ξ0)+h1(ξ)δ(ξ‑ξ1)其中δ表示Dirac函数，h0和h1分别表示路径1和路径2的幅度，ξ表示时间，ξ0表示路径1的出现时刻，ξ1表示路径2的出现时刻；获得多径情况下的接收信号四阶循环累积量表达式如下：其中Re(·)为取实部运算，β为循环频率指数,*为共轭，发送的脉冲成形后的序列s(t)的循环累量函数p(.)为滚降发送脉冲成型滤波器；步骤三：设置主路径并根据升余弦函数性质简化所获得的循环累积量表达式，设第一径为主径，即设h0(ξ0)＝1，其余各径相对与主径的附加时延因子向量为：Δξ＝[Δξ0,Δξ1,…,ΔξL‑1]L表示多径路径总数；当β＝B/Ts，B为整数，升余弦函数为实数，n＝4，得到如下s(t)循环累量函数：得出无论m的取值为0，1，2，当τ，β,Ts取值一定时，上式的值仅与累积量Ca,n,m有关，进而得出：一式：并设：为第Ⅰ项，为第Ⅱ项；二式：并设：为第Ⅰ项，为第Ⅱ项；三式：并设：为第Ⅰ项，为第Ⅱ项；步骤四：根据获得的MPSK信号循环累积量有用信息构造理想分类特征向量值，τ＝[0,0,0,0]，时，得到：Fr＝[fr1,fr2]并构造理想分类特征向量值如下：调制信号为BPSK时，分类特征向量Fr＝[fr1,fr2]为[1,1]，调制信号为QPSK时，分类特征向量Fr＝[fr1,fr2]为[1,0]，调制信号为8PSK时，分类特征向量Fr＝[fr1,fr2]为[0,0]；步骤五：根据升余弦成形函数的三次幂、四次幂及延迟后的波形进行剔除循环累积量干扰信息，1)附加时延Δξi的典型值在1～30us之间变化，IS‑95系统码元速率为1.288Mchip/s,WCDMA为4.096Mchip/s,CDMA2000为1.2288或3.6864Mchip/s,TD‑SCDMA为1.1136Mchip/s；CDMA系统的码元周期已经达到了Ts＜1us；另一方面考虑到升余弦成形函数符合Nyquist准则；则当i＝0,1,…,Q‑1时，步骤三中一式、二式和三式中第Ⅱ项值无穷小于第Ⅰ项值，则忽略步骤三中一式、二式和三式中第Ⅱ项的影响；2)而2Ts≤Δξi＜4Ts时，升余弦成形函数的衰减部分相交，步骤三中一式、二式和三式中均有第Ⅱ项对识别准确率具有影响；3)讨论0＜Δξi＜2Ts时的情况，步骤三中一式、二式和三式中第Ⅱ项对识别准确率有影响，干扰的大小程度受到多径路径的幅度、相位漂移、延迟函数和升余弦成形函数p(t)的联合影响。