摘要：針對多徑環(huán)境下mpsk和mqam信號的調(diào)制分類問題給出了一種有效的自動識別算法，利用一組穩(wěn)健的抗多徑的累量不變量和自適應(yīng)均衡算法的代價函數(shù)作為識別特征。當(dāng)盲均衡器與接收到的碼元星座圖匹配時其代價函數(shù)收斂到最小。仿真表明，該方法可以有效識別多徑信道下bpsk、qpsk、8psk、16qam、32qam、64qam信號。

    關(guān)鍵詞：調(diào)制識別 多徑環(huán)境 高階累積量 盲均衡

    多徑信道下信號的調(diào)制方式識別一直是一個難題。常用的多徑信道下信號的調(diào)制方式識別一直是一個難題。常用的多徑信道下信號的調(diào)制方式識別方法主要有兩類。第一類方法是利用理想信道下抗多徑性能好的分類特征進(jìn)行識別，陳衛(wèi)東等人提出一組多徑累量近似不變量分類特征，當(dāng)指數(shù)衰減多徑信道的衰減參數(shù)α<0.7時可以有效地區(qū)分bpsk、qpsk、8psk信號，但是該特征不可識別mqam信號。第二類方法是首先利用盲均衡算法消除多徑信道對信號的影響，再利用理想信道中的分類特征進(jìn)行識別，barbarossa利用信號經(jīng)過常模算法cma（constant modulus algorithm）+字符匹配算法ama（alphabet-matched-algorithms）盲均衡后的高階累積量作為分類特片，對頻率選擇性多徑衰落信道下的mpsk和mqam信號進(jìn)行識別，但是該算法計算量較大。

    綜合并改進(jìn)這兩種算法，本文首先利用累量不變量識別出mpsk信號，再利用cma+ama盲均衡的代價函數(shù)作為mqam信號調(diào)制識別的分類特征，當(dāng)代價函數(shù)收斂時，將具有最小代價函數(shù)值的均衡器所對應(yīng)的信號判為識別結(jié)果。仿真結(jié)果表明，在仿真給出的實際微波多徑信道下該方法可以有效識別bpsk、qpsk、8psk、16qam、32qam、64qam信號。

    1 信號模型

    假設(shè)接收到的經(jīng)過多信道的單一通信信號已經(jīng)精確估計出載頻和波特率，則接收端得到的碼元同步采樣復(fù)信號序列表達(dá)式為：

    其中ak為發(fā)送的碼元序列，對mpsk信號ak∈{exp(j2π(m-1)/m)}；對mqam信號只考慮星座圖為矩形的情況，ak∈{a1+jbi},aibi∈{2m-1-根號m}，m=1,2,…，根號m（32qam中m為36），ai和bi相互獨立。假設(shè)ak是獨立分布的隨機(jī)過程，且均值為0。h(i)為第i條路徑的沖擊響應(yīng)（包含定時誤差和成型脈沖的影響），q為多徑數(shù)。n(k)是均值為零、方差為σ2的復(fù)高斯白噪聲，n為觀測到的碼元個數(shù)，rk為接收信號的碼元速率采樣序列。待識別信號集合為{bpsk,qpsk,8psk,16qam,32qam,64qam}。

    2 cam+ama代價函數(shù)收斂性

    2．1 cma+ama盲均衡算法

    常模算法（cma）原本是為了具有常包絡(luò)的信號設(shè)計的，但是它對于狀態(tài)數(shù)較少的幅相信號也可以有效地均衡。cma利用了星座圖的統(tǒng)計信息，具有較好的全局收斂特性，但是最終收斂速度和精度不好，尤其是對于高階qam信號；而字符匹配算法（ama）利用了星座圖的形狀信息，具有較好的局部收斂特性，精度高收斂快，但是需要適當(dāng)?shù)某跏紬l件。

    圖1為在信道沖擊響應(yīng)h=[1,0,0.5]的多徑信道下，當(dāng)64qam信號主徑符號信噪比snr=40db時，僅采用cam均衡的代價函數(shù)（上）和can與ama聯(lián)合均衡的代價函數(shù)（下）。圖2為僅利用cma均衡后的星座圖，圖3為利用cma與ama聯(lián)合均衡后的星座圖，迭代次數(shù)均為8000點。

    可見，采用ama的均衡算法比僅用cam的均衡算法的代價函數(shù)下降快，收斂迅速，星座圖也恢復(fù)快速，與上述分析結(jié)果一致。因此，提出了綜合兩者特點的雙模式均衡策略：即首先采用cma，讓數(shù)據(jù)收斂到全局最小，然后再利用cma的結(jié)果去初始化ama，使ama快速準(zhǔn)確地收斂。

    2．2 特征提取

    對于mpsk和mqam信號，常模算法（cam）的代價函數(shù)為：

    發(fā)送的碼元序列，y(n)為均衡輸出。當(dāng)待識別的信號集合中有k個信號星座圖時，針對每一類待識別信號均有一個與其相匹配的cma均衡器。當(dāng)cma的代價函數(shù)收斂時切換到ama，并行接入k個分別與待識別的信號集合中的星座圖相匹配的ama均衡器。其