基于时频域特征的CPM信号调制指数估计算法

作者：龚佩; 李天昀; 李钟书; 曹思钰; 张昊

来源：信号处理, 2023, 39(12): 2165-2182.

DOI：10.16798/j.issn.1003-0530.2023.12.005

• CPM信号
• 参数估计
• 调制指数
• 循环平稳
• 分位函数

目前非合作条件下窄带系统中的连续相位调制(Continuous Phase Modulation, CPM)信号的调制指数估计算法存在依赖相关长度先验信息的问题。针对该问题，本文创新性地提出基于时频域特征的CPM信号调制指数估计算法。在研究不同相位脉冲差异后将CPM信号分为连续相位频移键控(Continuous Phase Frequency Shift Keying, CPFSK)信号和非CPFSK类信号。首先根据相位脉冲特点判定信号类型；其次基于CPM信号的循环平稳特性，利用变换后信号的功率谱联合估计频偏和整数倍调制指数分母；接着完成信号载波同步、定时同步并进行平滑处理；然后基于不同参数条件下信号的周期相位分布差异，针对调制指数调整为整数后的信号，计算三种符号周期下的分位函数曲线与对应相关长度下的各调制指数模板曲线欧式距离，选取三种符号周期条件下最小欧式距离对应的模板曲线，从而确定调整前信号的整数倍调制指数分子。最后综合调制指数分母和分子估计的结果确定信号的调制指数值。仿真实验结果：对于任意频率脉冲的部分响应CPM信号，若信号的调制指数h<1，在信噪比Eb/N0> 16 dB时，平均识别准确率大于81%；若信号的调制指数h>1，在信噪比Eb/N0> 18 dB时，平均识别准确率大于82.2%。仿真实验证明了本文算法不要求相关长度先验信息，适用于任意调制指数条件的部分响应CPM信号，并且在一定程度上能够区分调制指数值接近的信号。实采信号参数估计试验证明了本文算法的有效性。

• 单位
  信息工程大学