专利名称：一种基于广义s变换的通信信号调制识别方法
技术领域：
本发明属于通信信号调制识别领域，涉及一种基于广义S变换的通信信号调制识别方法。
背景技术：
通信信号调制识别的基本任务是在多信号环境和有噪声干扰的条件下确定出接收信号的调制方式和其他信号参数，从而为进一步分析和处理信号提供依据。通信信号识别技术能够自动地识别通信信号的调制方式，它是构成基于软件无线电的通用接收机和只能调制解调器的重要技术基础，在多体制通信互联和软件无线电方面也有着十分重要的应用。利用信号的时间一频率联合分布来刻画信号的能量分布特性，能够提供更多的反映信号能量在时间和频率域联合分布的信息。常用的时频分析方法有短时傅里叶变换，Wigner-Ville分布和小波变换等，这些方法都存在着自身的不足，短时傅里叶变换只有固定分辨率，无法提供多种分辨率；小波变换不存在相位因子，无法提供信号的相位信息；而Wigner-Ville分布是非线性时频表示,存在Cohen类分布的交叉项的干扰。R. G. Stockwell等提出的S变换时近年来人们研究非平稳信号的时频分布的一个重要工具。但是，S变换中的基本小波形态固定，限制了其在时频分析中的应用性和灵活性。随后在工程应用中对S变换进行了推广，提出了广义S变换。近年来，基于广义S变换的非平稳信号分析的方法已经应用于地震信号处理、医学信号处理和电力技术等领域，而在通信信号调制识别领域依旧处于起步阶段，没有比较成熟的利用广义S变换进行调制识别的方法出现，广义S变换结合了目前主流的短时傅里叶和小波变换的特点，并且弥补了这两种方法的一些缺陷，因此在复杂电磁环境下通信信号调制识别方面具有很大的潜力。但目前国内外并未见有基于广义S变换的通信信号调制识别方法的文献报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种基于广义S变换的通信信号调制识别方法，利用S变换的鲁棒性来提高信号时频分析的可靠性；并在S变换窗函数中引入调节因子，使其具备在时频域中自适应改变窗函数的能力，并获得类似多分辨的特性，从而得出相应的广义S变换；同时，利用广义S变换获得的各种调制方式的时频能量分布图，选取合适的参数和特征(如频带条数，高低频能量最大值之比，时域连续参数，高低频极大值时域分布，高频极大值分布等)对信号的调制方式进行识别。本发明解决其技术问题所采用的技术方案为一种基于广义S变换的通信信号调制识别方法，包括以下几个步骤(I)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O，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
权利要求
1.ー种基于广义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
2.根据权利要求I所述的ー种基于广义S变换的通信信号调制识别方法，其特征在于所述的步骤(I)中的解析信号的构造利用了希尔伯特变换，表达式为 f(t)为实信号，为实信号的希尔伯特变换。
构造得到的解析函数Z(t)表达式
3.根据权利要求I所述的一种基于广义S变换的通信信号调制识别方法，其特征在于所述的步骤(2)中的高斯窗函数的表达式如下
4.根据权利要求I所述的一种基于广义S变换的通信信号调制识别方法，其特征在于所述0取值为(T50，在实际应用中，需要将信号进行广义S变换，选取使感兴趣的频域部分图形清晰的0作为广义S变换所用的窗宽度因子。
5.根据权利要求I或4所述的一种基于广义S变换的通信信号调制识别方法，其特征在于对于通信信号，所述0为30。
全文摘要
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。
文档编号H04L27/00GK102685053SQ20121015081
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月15日 优先权日2012年5月15日
发明者孙进平, 张烨, 王俊, 茹阿昌, 高飞 申请人:北京航空航天大学