申请/专利权人：西安电子科技大学;西安中电科西电科大雷达技术协同创新研究院有限公司

申请日：2017-10-12

公开（公告）日：2020-07-24

公开（公告）号：CN107809398B

主分类号：H04L25/02(20060101)

分类号：H04L25/02(20060101);H04L27/14(20060101);H04B7/185(20060101);H04B13/02(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.07.24#授权;2018.04.10#实质审查的生效;2018.03.16#公开

摘要：本发明属于非高斯噪声环境下通信信号调制分析技术领域，公开了一种脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法；对接收到的MSK信号做非线性变换，并计算广义二阶循环统计量；提取广义二阶循环统计量特定时延截面，并通过自适应双阈值进行循环频率检测，得到循环频率集合；利用循环频率集合中相邻循环频率的间距完成调制频率间隔估计，根据MSK信号调制指数实现符号周期估计。本发明在脉冲噪声环境下，当混合信噪比高于‑1dB时，本发明的MSK信号的调制频率间隔和符号周期估计的均方根误差接近0。

主权项：1.一种脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法，其特征在于，所述脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法首先对所接收到的MSK信号做非线性变换，并计算广义二阶循环统计量；提取广义二阶循环统计量特定时延截面，通过自适应双阈值进行循环频率检测，得到循环频率集合；利用循环频率集合中相邻循环频率的间距完成调制频率间隔估计，根据MSK信号调制指数实现符号周期估计；所述脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法包括以下步骤：步骤一，对接收到的MSK信号进行采样，进行非线性变换，计算广义二阶循环统计量；步骤二，提取广义二阶循环统计量的特定时延截面Gr0,ε，利用自适应双阈值方法对Gr0,ε进行循环频率检测，得到循环频率集合Υ；步骤三，利用循环频率集合Υ计算载波频率间隔fΔ，并根据调制指数h＝12计算符号周期Tb；所述广义二阶循环统计量Grτ,ε定义为： 其中Nr表示信号长度，f[rn]为非线性变换，表达式为： 其中，rn为接收信号。

全文数据：脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法技术领域[0001]本发明属于非高斯噪声环境下通信信号调制分析技术领域，尤其涉及一种脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法。背景技术[0002]最小频移键控Minimum-ShiftKeying，MSK信号是一种包络恒定、相位连续，且调制指数等于12的频移键控信号。MSK信号具有频带利用率高、带外辐射小、抗码间串扰和信道噪声干扰性能等特点，因而广泛应用于军事通信和民用通信领域。随着MSK信号的广泛应用，其参数估计问题也越来越受到重视。符号速率和调制频率间隔作为MSK信号的两个重要参数，对于这两个参数的盲估计问题一直是信号处理领域的研究热点。针对MSK信号的参数估计问题，已经提出了多种有效的处理方法。其中，基于循环谱的MSK信号参数盲估计方法，在中低信噪比条件下有着良好的参数估计性能，但该方法需要估计循环谱密度，使得算法计算复杂度高郑鹏，张鑫，刘锋，等.基于循环谱的MSK信号盲检测与参数估计[J].太赫兹科学与电子信息学报，2012，103:350-354.。基于小波变换的MSK信号符号速率盲估计方法，无需获取信号先验信息即可进行码速率估计，但该方法存在最优小波变换尺度不易选取的缺陷，导致算法普适性差，且在低信噪比下估计性能退化部宪锦，基于小波变换的MSK信号码速率盲估计[J].电子科技，2015，281:140-142.。基于延迟相乘和小波变换的带通MSK信号符号速率估计方法，以及基于平方律和一阶循环矩子集的频率估计方法，虽然可以获得较好的估计性能，但该方法需要进行联合处理导致算法整体计算量较大郑文秀.MSK信号的参数估计[J].电路与系统学报，2011，162:23-27.。上述方法均假设信道环境噪声服从高斯分布，但在工程应用中，实际噪声通常具有明显的脉冲特性，如水下冲击噪声、大气噪声等，由于这类脉冲噪声的影响，高斯噪声环境下的MSK信号参数估计方法性能严重退化。[0003]综上所述，现有技术存在的问题是:现有的高斯噪声假设下的MSK信号调制参数估计方法在脉冲噪声环境下性能严重退化。此外，从现有的公开文献来看，鲜有文献提及脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计问题。发明内容[0004]针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法。[0005]本发明是这样实现的，一种脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法，所述脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法对接收到的MSK信号做非线性压缩，并计算广义二阶循环统计量;提取广义二阶循环统计量特定时延截面，通过自适应双阈值进行循环频率检测，得到循环频率集合;利用循环频率集合中相邻循环频率的间距完成调制频率间隔估计，根据MSK信号调制指数实现符号周期估计。[0006]进一步，所述脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法包括以下步骤：[0007]步骤一，对接收到的MSK信号进行采样，进行非线性变换，计算广义二阶循环统计量；[0008]步骤二，提取广义二阶循环统计量的特定时延截面Gr0，ε，利用自适应双阈值方法对Gr0，ε进行循环频率检测，得到循环频率集合T;[0009]步骤三，利用循环频率集合T计算载波频率间隔f△，并根据调制指数h=12计算符号周期Tb。[0010]进一步，所述广义二阶循环统计量Grτ，ε定义为：[0012]其中Nr表示信号长度，f[rη]为非线性变换，表达式为：[0014]其中，rη为接收信号。[0015]进一步，所述提取广义二阶循环统计量的特定时延截面Gr0，ε，并利用自适应双阈值进行循环频率检测，得到循环频率集合T具体包括：[0016]提取广义二阶循环统计量截面Gr0，ε，对|Gr0，εI进行差分得到DW，设置阈值为，若DOiγ且Dυί+1γ且Dυί+11的脉冲噪声，MSK信号的调制频率间隔和符号周期估计的均方根误差接近〇,且对噪声特征指数为2的高斯噪声同样适用。可见，本发明的参数估计效果较好。[0055]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法，其特征在于，所述脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法对接收到的MSK信号做非线性变换，并计算广义二阶循环统计量;提取广义二阶循环统计量特定时延截面，通过自适应双阈值进行循环频率检测，得到循环频率集合;利用循环频率集合中相邻循环频率的间距完成调制频率间隔估计，根据MSK信号调制指数实现符号周期估计。2.如权利要求1所述的脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法，其特征在于，所述脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法包括以下步骤：步骤一，对接收到的MSK信号进行采样，进行非线性变换，计算广义二阶循环统计量；步骤二，提取广义二阶循环统计量的特定时延截面Gr0，ε，利用自适应双阈值方法对Gr0，ε进行循环频率检测，得到循环频率集合T;步骤三，利用循环频率集合T计算载波频率间隔f△，并根据调制指数h=l2计算符号周期Tb。3.如权利要求2所述的脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法，其特征在于，所述广义二阶循环统计量Grτ，ε定义为：其中Nr表示信号长度，f[rη]为非线性变换，表达式为：其中，rη为接收信号。4.如权利要求2所述的脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法，其特征在于，所述提取广义二阶循环统计量的特定时延截面Gr0，ε，并利用自适应双阈值进行循环频率检测，得到循环频率集合T具体包括：提取广义二阶循环统计量截面Gr0，ε，对|Gr0，εI进行差分得到Du，设置阈值为，若DUiγ且D〇i+1-γ，则Ui为循环频率，检测所有可能的循环频率〜得到循环频率集合ueT。5.如权利要求2所述的脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法，其特征在于，所述利用循环频率集合T计算载波频率间隔f△，并根据调制指数h=12计算符号周期Tb具体包括：根据相邻循环频率之间的最小距离来估计调制频率间隔f△，;MSK信号的调制指数为l2，h=fA·Tb=l2，6.—种利用权利要求1〜5任意一项所述脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法的卫星通信系统。7.—种利用权利要求1〜5任意一项所述脉冲噪声环境下MSK信号调制参数估计方法的浅海水声通信系统。

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