基于hough变换的bpsk信号盲识别结果的有效性评估方法
【专利摘要】本发明提出了基于HOUGH变换的BPSK信号盲识别结果的有效性评估方法，该方法在无信号先验知识的条件下，先根据调制识别结果对应的信号模型构造参考信号，在分析参考信号与观测信号相关累加后模值曲线，转换成一幅二值化的二维图像，而后作HOUGH变换，并进行直线检测，依据数据空间里的直线可以通过检测参数空间的聚集点数来对BPSK信号盲识别结果是否有效进行判断。本发明提出的算法在较低信噪比条件下，可实现对BPSK信号的盲识别结果有效性检验，且无需信号的先验信息。
【专利说明】基于HOUGH变换的BPSK信号盲识别结果的有效性评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于HOUGH变换的BPSK (Binary Phase Shift Keying,二相相移 键控）信号盲识别结果的有效性评估方法，尤其是一种较低信噪比条件下的BPSK信号盲识 别结果的有效性评估方法。
【背景技术】
[0002] 在缺乏信号先验信息及低信噪比条件下，对观测信号的采样序列进行检测、调制 识别及参数估计，是电子侦察及认知无线电信号（CR，Cognitive Radio)处理前端的重要环 节，直接影响后续信号处理环节的处理性能。在电子侦察中，前端信号处理结果将对信号的 分选、定位与跟踪、干扰及个体辐射源识别等后续处理环节产生影响。在认知无线电中，有 效的前端频谱感知、频谱分析结果是频谱判决、频谱管理等后续认知环节有效运行的前提 与基础。但在非协作条件下，对观测信号的采样序列的调制识别、参数估计等只能进行盲识 另IJ。然而，对于盲识别结果是否正确、有效的有效评估方法较少。BPSK信号的盲识别过程包 括调制方式识别和解码等环节。显然，正确解码的前提是调制方式识别正确。
[0003] HOUGH变换是一种使用表决原理的参数估计技术，其原理是利用图像空间和 HOUGH参数空间的点一线对偶性，把图像空间中的检测问题转换到参数空间，通过在参数空 间里进行简单的累加统计，然后在HOUGH参数空间寻找累加器峰值的方法检测直线。其实 质是将图像空间内具有一定关系的像元进行聚类，寻找能把这些像元用某一解析形式联系 起来的参数空间累积对应点，当采用HOUGH变换来检测直线的形状时，只需要寻找参数空 间中的聚集点的个数，采用HOUGH变换来检测直线的形状是现有的常规方法。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种基于HOUGH变换的BPSK信号盲识别结果的 有效性评估方法，能够实现对BPSK信号盲识别结果进行有效性评估。
[0005] 为了解决上述问题，本发明提供了基于HOUGH变换的BPSK信号盲识别结果的有 效性评估方法，BPSK信号盲识别过程包括调制方式识别和解码，其特征在于：采用假设检 验法对BPSK信号盲识别结果的有效性进行评估，设有限观测时间内待盲识别的BPSK信号 为：
[0006]
【权利要求】
1.基于HOUGH变换的BPSK信号盲识别结果的有效性评估方法，BPSK信号的盲识别过 程包括调制方式识别和解码，其特征在于：采用假设检验法对BPSK信号盲识别结果进行评 估，设有限观测时间内待盲识别的BPSK信号为：
其中，T为观测时间，A为信号幅度，&为信号载频，Θ为信号的初始相位，N。为信号的 码长，T。为信号的码元宽度，Ck为第k个码字，取值为0或1 ; 分别对BPSK信号的载频、码字、码长和码元宽度进行参数估计，得到的参数估计值分 别为Λ、4、夂和尤； 建立叠加了噪声的BPSK信号的观测信号的采样序列为： .. K x(n) = s(n) + w{n) = Αβ^2π^〇η^?+^艺e^Ck(nAt-kTr) +w(n), 0< η < N -I k=lL 其中，At为信号的采样间隔，s(n)为BPSK信号的采样信号，w(n)为复零均值限带高 斯白噪声，N为样本个数,信号的信噪比为SNR=Α2/2 〇2，σ2为样本方差； 假设调制方式识别正确且无解码错误，即在盲识别过程中识别的调制方式为BPSK，且 不存在解码错误，则有效性评估方法包括以下步骤： 步骤1，根据假设的调制方式识别结果构建相应的参考信号，将参考信号与观测信号的 采样序列相关累加取模，得到相应的相关累加模值，具体步骤如下： (1-1)根据BPSK信号构造的参考信号为： Nc _>，〇(")二 e~/;Tt /ι Πj(η At -kf(.) ,0<η < N - I k=lC (1-2)将参考信号ytl(n)与观测信号的采样序列作相关累加，得到相关累加为： η z(n) =X V-(/77) J0 (7；/) = .V0 (/7) + IV0 (/?), 0 < /7 < ,￥ -1 m=0 其中，Wtl (η)为噪声部分，Stl(η)为信号部分， fl >、'〇(")=ΣH(/?)>〇(/?) ιη=0 ηfjNc .V0(?)=ΣΛβ./(27ΓΑ?ηΜ+0) ^π ^ _ (/, _ ,j.g^jnckπ ^ _ (/. _ ,] m=0 灸二 1 左二I 其中，4/ =,/0-/〇为载频估计误差，当Λf的值趋向于〇时，得到信号部分的近似值为：s0(n)A(n+l)eJ("n'f't+e) (1-3)对相关累加取模，得到的相关累加模值为：g(n) =Iz(n)I=Is〇 (n)+w〇 (n)I^A(η+1) +ω' (η) 其中，A(η+1)为g(η)的确定性分量，ω'（η)为g(η)的等效的噪声分量； 步骤2,对相关累加模值g(η)进行HOUGH变换，判断假设结果，具体步骤为： (2-1)设h=g(n),将g(n)描述的数据空间上的点Qii,Iii)转换为参数空间上的点(Pi，9J，转换公式为： P ± = IiiCos Θ JhiSin Θ i (2-2)统计参数空间上聚集点的个数，当参数空间上聚集点的个数为1，则判调制方式 识别正确且无解码错误，假设成立，BPSK信号盲识别结果有效；当参数空间上聚集点的个 数不为1，则需对参数空间上各个点Θi的标准差进行检验； 步骤3,当参数空间上聚集点的个数不为1时，对参数空间上各个点Θi的标准差进行 检验，计算参数空间上各个点Θi的标准差，得到标准差特征量C为： C=std(Qi) 其中，StdO为求标准差函数，当C<Cth，则判调制方式识别正确且无解码错误，BPSK信号盲识别结果有效；当C>Cth，则调制方式识别错误或存在错误解码，假设不成立，BPSK 信号盲识别结果无效，Ca为判决门限，4彡Cth彡8。
【文档编号】H04L1/00GK104270331SQ201410522625
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月8日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】金明, 胡国兵, 鲍安平, 崔金魁, 高燕, 吴珊珊 申请人:南京信息职业技术学院