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专利号: 2019103227397
申请人: 桂林电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于分数阶小波变换的无人机图传信号与遥控信号识别方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)接收信号、并分离信号后功率归一化:首先采用宽带接收机接收空中无线电信号,并对接收下来的混合信号进行去噪后采用最小方差无畸变响应即MVDR波束形成器对混合信号进行分离,使其变成单信号,对单信号进行功率归一化:其中s为分离后的单信号,为进行功率归一化后的信号,将信号固定带宽内的能量单位化为1;

2)分数阶小波变换:对步骤1)归一化后的信号进行不同阶次的分数阶小波变换得到信号包络||FRWTMP||,步进选择分数阶小波变换即FRWT的变换阶数p,p从0到1变换,每隔0.1取值,当p=0时,FRWT就退化成小波变换即WT;当p=1时,FRWT是双频变换,即FRFT和WT的结合;当p介于0到1之间则是分数域的变换,除此之外,还寻找各个信号的最优p值,做各个信号最优p值的分数阶小波变换,采用将小波变换和分数阶傅里叶变换相融合的分数阶小波变换,定义为:其中,f(t)为输入信号,Kp(t,u)为分数阶傅里叶变换核函数,可表示为:p为分数阶因子,分数阶傅立叶变换可看作傅立叶变换在时频平面上旋转一个角度而 是小波变换的母小波函数,且 仿真采用的小波基函数是haar小波基,分解层数为2层;

3)中值滤波得到信号求包络方差:对步骤2)得到的||FRWTMP||进行中值滤波,中值滤波器的窗口长度取10,接着对滤波后的信号求包络方差得到VAR(||FRWTMP||),WIFi信号得到的包络方差记为VAR(||FRWTMP_WiFi||),以此类推,图传信号的包络方差记为VAR(||FRWTMP_TUCH||),遥控信号的包络方差记为VAR(||FRWTMP_TH||),单载波信号的包络方差记为VAR(||FRWTMP_SC||);

4)门限选择:通过步骤3)得到可以识别出无人机图传信号和遥控信号的特征值,接下来进行门限选择,最后进行判决与分类,从而识别出信号,设置判决门限为:

5)信号识别:判决分类为:

若VAR(||FRWTMP||)>th1,VAR(||FRWTMP||)为遥控信号特征值;

若VAR(||FRWTMP||)

若th2

若th3

2.根据权利要求1所述的基于分数阶小波变换的无人机图传信号与遥控信号识别方法,其特征在于,步骤1)中所述的混合信号包括QPSK、8PSK、4FSK、16QAM4种单载波调制信号、WiFi信号即802.11a协议中BPSK_OFDM、16QAM_OFDM、64QAM_OFDM信号、图传信号即QPSK_OFDM信号和遥控信号,其中,(1)图传信号或WiFi信号为:

其中,{cn,k}为调制映射的符号序列,它是零均值、独立同分布的,N为子载波个数,f0为调制载波中心频率,Δf为子载波间频率间隔,g(t)为脉冲函数,Ts为码元持续时间,k为观察的码元个数;

(2)遥控信号为:

其中,T为观测时间,T0为起跳时间,Th为跳频时间,即跳速的倒数,fk为第k个时隙的跳频频率,属于跳频频率集,其中,(3)单载波信号为:

MPSK信号:

其中,A代表归一化幅度信息,g(t)代表脉冲成型函数,Ts代表符号周期,fc代表载波频率,φ0代表载波的初始相位,且φ0∈{2πm/M,m=1,2,...M-1}, 代表发送信号的M个可能相位,且MFSK信号:

其中,fn∈{(2m-1-M)Δf,m=1,2...M},Δf为发送信号的频偏指数,其它参数含义同MPSK信号;

MQAM信号:

其中,an和bn为幅度增益,且 代表发送信号的

M个可能相位,且 其他参数含义同MPSK信号,

设发送信号为s(t),信道高斯白噪声为w(t),接收信号为S(t),则有如下关系:其中,s(t)为上述混合信号中所有分量信号之和,ak是第k个分量信号的混合系数,sk是第k个分量信号,已分离的信号可表示为:

其中,WMVRD为阵元权值,

R为阵列输出的协方差矩阵,θl期望方向,