四阶时延矩stbc-ofdm信号调制方式识别

1 引言
在非合作通信中，调制识别技术是为数据解调
提供先验信息，因此错误的判决结果会影响后续数 据处理。因此调制识别技术最初应用在军事通信 中，例如电 子 监 视、干 扰 识 别 和 干 扰 信 号 设 计。 随
收稿日期： 2019－04－16； 修回日期： 2019－06－03 基金项目： 国家自然科学基金重大研究计划（ 91538201） ； 泰山学者专项经费资助（ ts201511020）
Blind Modulation Classification of STBC-OFDM Based on Fourth-order Lag Moment
Yan Wenjun Ling Qing Zhang Limin
（ Naval Aeronautical University，Yantai，Shandong 264001，China）
目前大多数调制识别技术（ 除文献［1］外） 主要 针对 SISO 通信系统且信道为平坦衰落信道。空时 分组码的调制识别从应用环境角度来分类，分为单 载波和 OFDM 条件下； 从识别算法分类可分为基于 最大似然的算法 （ LB） ［1-6］和基于特征参数的算法 （ FB） ［7-16］。很少有文献涉及 MIMO 通信系统的调 制识别问题，MIMO 通信系统中经常需要采用空时 分组码技术，它能提供发射分集增益。正交频分复 用（ OFDM） 由于其信道利用率高和对抗多径效应等 优点，被第四代移动通信技术应用，因此 STBC-OFDM 技术已经成为 IEEE 802．11 n 和 IEEE 802. 11e 核心技 术［17］，因此对 MIMO 系统的 STBC-OFDM 信号调制识 别问题是下一步研究热点和难点。STBC-OFDM 信号 采用的信道是频率选择性信道，目前只有一篇文献研 究频率选择信道的调制识别问题［13］，但是对 STBCOFDM 通信系统不适用。文献［18］采用基于特征函 数和多维 ICA 最大似然调制识别算法，该算法应用 在 STBC 系统中，同样对 STBC-OFDM 通信系统并不 适用。文献［1］对多入单出正交空时分组码系统的 调制识别，但 是 文 中 采 用 最 大 似 然 算 法，不 适 合 非 合作通信场合，且也不适合 STBC-OFDM 通信系统。 文献［19-20］是解决 OFDM 条件下不同 STBC 类型 的识别，本文解决的问题是特定 STBC 类型下的调 制识别，解 决 的 问 题 不 同，因 此 其 采 用 的 算 法 也 不 适合本文的问题。
Abstract： In this paper，a modulation classification algorithm based on fourth-order lag moment is proposed for STBCOFDM （ Space-Time Block Codes-Orthogonal Frequency-Division Multiplexing） signals in the single receiver antenna communication systems． Firstly，the theoretical values and variance of various signal constellations are obtained by computing the ensemble averages over the ideal condition． Then，the thresholds are gained by theoretical value． Finally，the automatic classification of modulation scheme is realized by comparing the experimental values and the thresholds． Furthermore，unlike other methods，this algorithm does not require any prior information of the type of STBC，and is well-suited for non-cooperative context． The simulation shows that the proposed algorithm performs well even at a low signal to noise ratio （ SNＲ） ． Key words： Space-Time Block Codes-Orthogonal Frequency-Division Multiplexing； blind modulation classification； fourthorder lag moment； non-cooperative context； single receiver antenna
摘 要： 针对单接收天线的空时分组码-正交频分复用（ Space-Time Block Codes-Orthogonal Frequency-Division Multi-
plexing，STBC-OFDM） 信号调制识别问题，提出了一种基于 OFDM 块四阶时延矩盲调制识别算法。首先计算了在不
存在噪声的理想条件下不同星座符号的四阶时延矩的理论值和其方差，然后根据其理论值求取阈值大小，最后比
较阈值与实验值判别发射端信号调制方式。该算法不需要预先知道 STBC 编码方式等先验信息，非常适合于非合作通
信场合。仿真结果表明： 所提出的算法即使在低信噪比下也能较好的识别单接收天线 STBC-OFDM 信号调制方式。
关键词： 空时分组码-正交频分复用； 调制识别； 四阶时延矩； 非合作通信场合； 单接6 卷
着技术发展，在民用通信上也开始广泛应用。其中 一个应用是为了提高数据传输速率，发射机开始采用 自适应的调制技术，接收端需要调制识别技术识别发 射端的调制方式，为进一步信息解调提供先验信息； 另一个应用是认知无线电频谱感知，需要识别调制方 式来达到频谱优化，实现频谱利用率最大化。
中图分类号： TN911．7
文献标识码： A
DOI： 10．16798 / j．issn．1003-0530．2020．01．001
引用格式： 闫文君，凌青，张立民． 四阶时延矩 STBC-OFDM 信号调制方式识别［J］． 信号处理，2020，36（ 1） ： 1-8． DOI： 10．16798 / j．issn．1003-0530．2020．01．001． Ｒeference format： Yan Wenjun，Ling Qing，Zhang Limin． Blind Modulation Classification of STBC-OFDM Based on Fourth-order Lag Moment［J］． Journal of Signal Processing，2020，36（ 1） ： 1-8． DOI： 10．16798 / j．issn．1003-0530．2020． 01．001．
第 36 卷 第 1 期 2020 年 1 月
文章编号： 1003－0530（ 2020） 01－0001－08
信号处理 Journal of Signal Processing
Vol．36 No．1 Jan． 2020
四阶时延矩 STBC-OFDM 信号调制方式识别
闫文君 凌 青 张立民
（ 海军航空大学，山东烟台 264001）