一种基于循环谱的信号参数分析方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于循环谱的信号参数分析方法及系统，对于信号数据进行周期性自相关函数求解，对于自相关函数进行傅里叶级数的系数求解，对于系数进行傅里叶变换得到循环谱密度函数；根据循环谱密度函数求取循环谱图的f＝0截面，搜索循环频率大于零的部分，最大值对应的循环频率等于二倍载频，再次搜索循环频率大于二倍载频的部分，最大值对应的循环频率等于二倍载频和符号速率的和。本发明专利技术通过对2ASK、4ASK、2FSK、4FSK、2PSK、4PSK、8PSK和16QAM八种信号的循环谱f＝0截面的谱线实现对信号的载频和符号速率双参数同时估计，便于对战场电磁环境的认知侦察。电磁环境的认知侦察。电磁环境的认知侦察。

【技术实现步骤摘要】
一种基于循环谱的信号参数分析方法及系统


[0001]本专利技术属于认知域电子战认知侦察领域，具体涉及到一种基于循环谱的信号参数分析方法及系统。

技术介绍

[0002]在认知域电子战系统中，对于战场电磁环境的认知侦察是必不可少的环节之一，认知侦察是指系统对所处的电磁环境实时进行感知、检测、识别，将感知到的敌方信号分析处理，以供动态知识库自适应学习、决策。其中，对于通信信号的分析处理主要包括调制方式识别、调制参数估计等。通信信号具有周期平稳性，其载波频率和符号速率能够在循环谱分析中良好体现出来。此外，循环谱还具有很高的抗噪声能力，信号的参数特性在循环谱中也会更加明显。因此，基于循环谱的信号参数分析是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术提出一种基于循环谱的信号参数分析方法及系统，对感知到的电磁信号的载波频率和符号速率双参数同时估计。
[0004]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0005]一种基于循环谱的信号参数分析方法，包括：
[0006]S1、对于信号数据进行周期性自相关函数求解，对于自相关函数进行傅里叶级数的系数求解，对于系数进行傅里叶变换得到循环谱密度函数；
[0007]S2、根据循环谱密度函数求取循环谱图的f＝0截面，搜索循环频率大于零的部分，最大值对应的循环频率等于二倍载频，再次搜索循环频率大于二倍载频的部分，最大值对应的循环频率等于二倍载频和符号速率的和。
[0008]进一步的，步骤S1执行前，还包括对系统检测到的信号数据进行过采样的步骤，具体包括：
[0009]S01、对信号进行分类；
[0010]S02、对循环谱f截面上没有含有载波频率和符号速率的特征信息的信号进行倍频处理。
[0011]更进一步的，步骤S01中所述分类包括分为{2ASK，4ASK，2PSK}、{4PSK、8PSK、16QAM}、{2FSK，4FSK}三类。
[0012]本专利技术的另一方面，还提出了一种基于循环谱的信号参数分析系统，包括：
[0013]求解模块，对于信号数据进行周期性自相关函数求解，对于自相关函数进行傅里叶级数的系数求解，对于系数进行傅里叶变换得到循环谱密度函数；
[0014]参数估计模块，根据循环谱密度函数求取循环谱图的f＝0截面，搜索循环频率大于零的部分，最大值对应的循环频率等于二倍载频，再次搜索循环频率大于二倍载频的部分，最大值对应的循环频率等于二倍载频和符号速率的和。
[0015]进一步的，还包括采样模块，对系统检测到的信号数据进行过采样，所述采样模块
具体包括：
[0016]分类单元，对信号进行分类；
[0017]倍频处理单元，对循环谱f截面上没有含有载波频率和符号速率的特征信息的信号进行倍频处理。
[0018]更进一步的，所述分类单元中分为{2ASK，4ASK，2PSK}、{4PSK、8PSK、16QAM}、{2FSK，4FSK}三类。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0020]本专利技术通过对2ASK、4ASK、2FSK、4FSK、2PSK、4PSK、8PSK和16QAM八种信号的循环谱f＝0截面的谱线实现对信号的载频和符号速率双参数同时估计，便于对战场电磁环境的认知侦察。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例的信号数据分析处理框图；
[0022]图2是本专利技术实施例的技术方案流程图；
[0023]图3是本专利技术实施例的第一类信号循环谱图；
[0024]图4是本专利技术实施例的第二类信号循环谱图；
[0025]图5是本专利技术实施例的第三类信号循环谱图；
[0026]图6是本专利技术实施例的第一类信号f＝0截面图；
[0027]图7是本专利技术实施例的第二类信号f＝0截面图；
[0028]图8是本专利技术实施例的第三类信号f＝0截面图。
具体实施方式
[0029]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0030]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0031]本专利技术主要针对以下两个问题进行研究：1、大部分文献只针对于2ASK、BPSK、MSK信号进行参数估计，对于MFSK多载频的信号鲜有研究。2、目前的研究大多只针对信号单一参数进行估计，均是载频或者符号速率为先验知识条件下对另一参数进行估计。
[0032]本专利技术采取的技术方案是：
[0033]侦察到的信号数据的调制方式作为先验知识，以BPSK信号为例，首先对于信号数据进行周期性自相关函数求解，其次对于自相关函数进行傅里叶级数的系数求解，接着对于系数进行傅里叶变换得到循环谱密度函数，然后求取循环谱图的f＝0截面，搜索循环频率大于零的部分，最大值对应的循环频率等于二倍载频，再次搜索循环频率大于二倍载频的部分，最大值对应的循环频率等于二倍载频和符号速率的和。
[0034]对于上述技术方案，具体实施步骤如图2所示，包括如下：
[0035]1)输入数据
[0036]如图1所示为信号数据分析处理过程，将系统检测到的信号数据进行过采样，经过调制方式识别后准备进行参数估计。首先对信号进行分类，分为{2ASK，4ASK，2PSK}、{4PSK、8PSK、16QAM}、{2FSK，4FSK}，其中，第一类、第二类信号循环谱图为单谱峰，第二类为M进制相位调制信号，第三类信号循环谱图为多谱峰信号。如图3、图4和图5所示，为三类信号的循环谱图。对于第二类信号，在其循环谱f截面上没有含有载波频率和符号速率的特征信息，因此需要对信号进行倍频处理。以4PSK为例，考虑一个周期内的信号：
[0037][0038]将信号经过倍频后得到：
[0039][0040]可以看到，经过倍频后的4PSK信号变为了BPSK信号，且不含其他频率成分。
[0041]2)计算相关函数
[0042]设采样后的信号为x(n)，信号的自相关函数为：
[0043][0044]其中，N为采样点个数。将其展开成傅里叶级数的形式，可以得到其傅里叶级数的系数如下：
[0045][0046]其中，为循环频率集，α＝n/T0(n＝0,1,2...)为循环频率，1/T0是循环频率的基频。对信号的傅里叶级数的系数求其傅里叶变换，可以得到循环谱密度函数如下：
[0047][0048]3)取f＝0截面
[0049]对信号的傅里叶密度函数分析可以知道，在循环频谱图f＝0截面上，存在若干条特征谱线，对于第一类信号来说，在循环频率为2fc处有谱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于循环谱的信号参数分析方法，其特征在于，包括：S1、对于信号数据进行周期性自相关函数求解，对于自相关函数进行傅里叶级数的系数求解，对于系数进行傅里叶变换得到循环谱密度函数；S2、根据循环谱密度函数求取循环谱图的f＝0截面，搜索循环频率大于零的部分，最大值对应的循环频率等于二倍载频，再次搜索循环频率大于二倍载频的部分，最大值对应的循环频率等于二倍载频和符号速率的和。2.根据权利要求1所述的一种基于循环谱的信号参数分析方法，其特征在于，步骤S1执行前，还包括对系统检测到的信号数据进行过采样的步骤，具体包括：S01、对信号进行分类；S02、对循环谱f截面上没有含有载波频率和符号速率的特征信息的信号进行倍频处理。3.根据权利要求1所述的一种基于循环谱的信号参数分析方法，其特征在于，步骤S01中所述分类包括分为{2ASK，4ASK，2PSK}、{4PSK、8PSK、16QAM}、{2FSK，4FSK}三类。4.一种基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张羽，封晨，吕晓钢，金玉赫，王通宇，
申请(专利权)人：天津光电通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：