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专利号: 2023103839991
申请人: 四川轻化工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于信号幅度直方图的调制格式识别方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、对CMA均衡后的信号进行功率归一化处理,并基于归一化处理结果得到信号幅度直方图信息;

S2、对QPSK、8QAM、16QAM、32QAM和64QAM信号的信号幅度直方图执行第一次分区操作,得到第一分区比值H1的方程式;

所述步骤S2中第一分区比值H1的方程式如下:

其中,HB1表示经第一次分区操作后得到的B部分的特征值,HA1表示经第一次分区操作后得到的A部分的特征值,mi表示第i个小幅度区间的符号个数,ci表示第i个小幅度区间的中心幅度值,N表示符号总数,mx表示第x个小幅度区间的符号个数,x表示小幅度区间的序号,mnbins表示第nbins个小幅度区间的符号个数,cnbins表示第nbins个小幅度区间的中心幅度值,nbins表示小幅度区间的总个数;

S3、对QPSK、16QAM、32QAM和64QAM信号的信号幅度直方图执行第二次分区操作,得到第二分区比值H2的方程式;

所述步骤S3中第二分区比值H2的方程式如下:

其中,HC2表示经第二次分区操作后得到的C部分的特征值,HA2表示经第二次分区操作后得到的A部分的特征值,j表示序号为j的小幅度区间,cj+1表示第j+1个小幅度区间的中心幅度值, 表示第j+2个小幅度区间的符号个数的平方,cj+2表示第j+2个小幅度区间的中心幅度值;

S4、保持步骤S3中的分区不变,定义第三分区比值H3的方程式;

所述步骤S4中第三分区比值H3的方程式如下:

其中,HB2表示经第二次分区操作后得到的B部分的特征值,HC2表示经第二次分区操作后得到的C部分的特征值,ci+1表示第i+1个小幅度区间的中心幅度值, 表示第i+2个小幅度区间的符号个数的平方,ci+2表示第i+2个小幅度区间的中心幅度值;

S5、对16QAM、32QAM和64QAM信号的信号幅度直方图执行第三次分区操作,得到第四分区比值H4的方程式;

所述步骤S5中第四分区比值H4的方程式如下:

其中,HC3表示经第三次分区操作后得到的C部分的特征值,HA3表示经第三次分区操作后得到的A部分的特征值,mj+2表示第j+2个小幅度区间的符号个数,ck+1表示第k+1个小幅度区间的中心幅度值,k表示序号为k的小幅度区间;

S6、改变信号的光信噪比,得到QPSK、8QAM、16QAM、32QAM和64QAM信号在不同光信噪比下的H1、H2、H3和H4值;

S7、基于步骤S6得到的H1、H2、H3和H4值,进行阈值选择;

S8、基于阈值选择结果,对调制格式进行识别。

2.根据权利要求1所述的基于信号幅度直方图的调制格式识别方法,其特征在于,所述步骤S1包括以下分步骤:S101、将CMA均衡后的信号进行功率归一化处理;

S102、基于功率归一化处理的结果,获取信号幅度的最小值和最大值,并在信号幅度的最小值与最大值之间均匀划分若干个小的幅度区间,每个幅度区间的符号数量初始值为0,左边第一个小幅度区间序号为1,序号从左到右递增;

S103、基于划分结果,将符号幅度值与每个小幅度区间范围进行比较;

S104、基于比较结果,得到信号幅度直方图信息,即每个小幅度区间的符号数量以及每个小幅度区间的中心幅度值。

3.根据权利要求2所述的基于信号幅度直方图的调制格式识别方法,其特征在于,所述功率归一化处理的表达式如下:其中,Zn表示信号第n级的振幅值,pn表示信号第n级的相关概率,m表示调制格式的总级数。

4.根据权利要求1所述的基于信号幅度直方图的调制格式识别方法,其特征在于,所述步骤S7中阈值选择,其具体为:将8QAM信号最小的H1值与16QAM、32QAM、64QAM信号中最大的H1值之间的数值区间作为Th1的取值范围,其中,Th1表示基于H1值将8QAM信号与QPSK、16QAM、32QAM和64QAM信号区分的阈值;

将QPSK信号最大的H2值与16QAM、32QAM、64QAM信号中最小的H2值之间的数值区间作为Th2的取值范围,其中,Th2表示基于H2值将QPSK信号与16QAM、32QAM和64QAM信号区分的阈值;

将64QAM信号最小的H3值与32QAM信号最大的H3值之间的数值区间作为Th3的取值范围,其中,Th3表示基于H3值将16QAM、32QAM、64QAM信号分为两类,其中一类是16QAM和32QAM,另一类是16QAM和64QAM信号的阈值;

将32QAM信号最小的H4值与16QAM信号最大的H4值之间的数值区间作为Th4的取值范围,其中,Th4表示基于H4值将16QAM与32QAM信号区分的阈值;

将64QAM信号最小的H4值与16QAM信号最大的H4值之间的数值区间作为Th5的取值范围,其中,Th5表示基于H4值将16QAM与64QAM信号区分的阈值。

5.根据权利要求4所述的基于信号幅度直方图的调制格式识别方法,其特征在于,所述步骤S8中对调制模式进行识别,其具体为:若H1>Th1,则信号判定为8QAM信号,否则,判定为QPSK、16QAM、32QAM和64QAM信号;

若H2

若H3Th4,则信号判定为32QAM信号,否则,判定为16QAM信号;

若H3≥Th3且H4>Th5,则信号判定为64QAM信号,否则,判定为16QAM信号。