本技术涉及通信技术,提出了一种利用傅里叶级数特征的神经网络辅助调制格式识别技术。该技术包括:步骤S1,对数字信号进行调制格式不敏感的处理;步骤S2,提取信号的傅里叶级数特征;步骤S3,利用神经网络对特征进行学习与识别;步骤S4,输出调制格式识别结果。该系统及设备能有效提高调制识别的准确性和效率。
背景技术
随着全球IP流量的快速增长,以及物联网、大数据、云计算和流媒体等多样化数据业务需求的不断增加,通信网络亟需根据通信链路的实时状态和用户流量的动态需求,自适应调整带宽、调制格式和传输速率,以在提升频谱利用率的同时,以较低的成本满足用户对服务质量的期望,在此背景下,信号调制格式识别技术逐渐成为研究的重点方向,现代通信系统的接收端通常需要获取信号的调制格式作为先验信息,以确保数字信号处理算法能够正确地进行解调和恢复传输序列,然而,由于通信网络的动态化特性和对高效处理的要求,接收端算法在设计上需具备低复杂度特性,此外,随着信道编码和纠错算法的持续优化,不同调制格式下的可通信信噪比范围进一步增加,使得调制格式识别方法必须具备对更大信噪比范围的鲁棒性,因此,具有高准确度、大信噪比范围特性的低复杂度调制格式识别方法是必不可少的。
目前,针对调制格式识别的需求,研究人员提出了多种实现方案,非数据辅助方法通过提取信号的累积幅度分布、信号功率特性、峰均功率比(PAPR)等统计特征进行调制格式识别,然而,随着信道编码和纠错技术的不断优化,通信系统对信噪比的要求逐步降低,使得非数据辅助方案在低信噪比环境下的性能难以满足实际应用需求,此外,聚类、卷积神经网络等基于机器学习的方案能够在一定程度上提升调制格式识别的准确性,但这些方案通常以信号的原始数据或星座图作为输入,处理数据量较大,计算复杂度高,难以适应实时通信场景的要求,另有研究提出了基于频率偏移加载技术的整形信号识别方案,该方法通过导频的引入来辅助识别,但导频的加载不仅增加了系统实现的复杂性,还占用了一定的频谱资源,使其在实际通信系统中的部署具有一定的局限性。
综合来看,目前的调制格式识别方案中,识别性能与系统复杂度之间存在矛盾,非数据辅助方案在低信噪比环境下性能不足,基于机器学习的识别方法计算复杂度较高,而导频加载技术的方案则增加了系统实现和频谱利用的难度,因此,亟需一种能够在低信噪比环境下兼顾高性能和低复杂度的调制格式识别方案,以满足实际通信系统的需求,为解决上述问题,我们提出一种基于傅里叶级数特征的神经网络辅助调制格式识别方法、系统及设备。
实现思路