CN116032709A - 无先验知识fsk信号盲解调和调制特征解析方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无先验知识FSK信号盲解调和调制特征解析方法及装置，属于信号处理领域，包括步骤：通过傅里叶变换对信号调制类型、带宽和中心频点进行预识别；通过离散小波变化获得目标信号的时频域序列；对时频域序列依次进行时域差分和频域差分获得时频双差序列；通过幅度阈值法对双差序列进行峰值检测，并通过最大似然估计获得目标信号码速率粗估计；通过双差序列恢复码元序列，完成信号解调；根据估计码速率通过滤波器完成采样率变换，再次进行码速率估计，获得码速率精估计值，完成信号调制特征解析。本发明调制参数估计精度高、解调抗噪声能力好、实时性好、工程可实现性强，可以同步对FSK信号进行盲解调和调制特征解析。

Description

无先验知识FSK信号盲解调和调制特征解析方法及装置

技术领域

本发明涉及信号处理领域，更为具体的，涉及一种无先验知识FSK信号盲解调和调制特征解析方法及装置。

背景技术

FSK调制是利用不同频移传递不同码元的一种调制方式，在通信领域具有广泛的应用，因此开展对无先验知识的FSK信号盲解调和调制特征解析对电磁环境感知有着重要意义。

通常在协作通信中对FSK信号进行解调时，不仅需要获取精准的主要调制特征，包括频移间隔、信号带宽和码速率，还需要调整该信号的采样率为其码速率成整倍数，避免在采样率不为其码速率成整倍数时在解调时产生的累计误码。

而在无先验知识情况下，首先需要估计目标信号的主要调制特征，其中较容易从频域估计信号带宽和频移间隔信息，但因FSK调制的频移间隔和信号码速率的弱相关性，所以不能直接从信号频域获得相关信息，一般需通过基于循环自相关、互协方差函数、循环谱的算法从时域估计码速率，但在非整数倍采样率条件下，通常估计值都存在一定偏差；再根据预估的调制特征信息，通过上插、抽取和滤波等对目标信号进行采样率变换，使目标信号采样率成其估计码速率的整数倍；最后，通过相关法或非相关法对目标信号进行解调，因估计码速率可能存在一定的偏差，导致信号采样率不为真实码速率的整数倍，在解调时产生大量累积误码，更可能因参数不匹配导致无法解调，大大提高FSK信号解调的误码率。

目前，现有方案中尚未发现能同时对无先验FSK信号进行信号解调和调制特征解析的解决方案。通过专利检索到的，已提出专利申请的类似方法有公开号为CN115184876A的中国专利申请，其技术方

案采用频谱整形进行频率估计，采用Morlet小波变换得到小波系数，5采用相空间重构和奇异值分解滤波对小波系数进行降噪处理，在此基础上进行小波脊线提取，综合运用均值滤波和中值滤波对小波脊线进行滤波，然后根据信号频率进行小波脊线整形，再进行子脉冲宽度和码元个数的估计。该技术方案不具备对FSK信号进行盲解调的功能，

并且在对调制特征进行识别过程中，一方面其整体流程和方法与本发0明方法不同，另一方面其进行时频域转换所用方法为Morlet小波变换为连续小波函数，更与本发明方法中所提离散小波变换存在显著区别。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无先验知识FSK信5号盲解调和调制特征解析方法及装置，调制参数估计精度高、解调抗噪声能力好、实时性好、工程可实现性强，可以同步对FSK信号进行盲解调和调制特征解析等。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

一种无先验知识FSK信号盲解调和调制特征解析方法，包括以下步骤：0S1，通过傅里叶变换对信号调制类型、带宽和中心频点进行预识别；

S2，通过离散小波变化获得目标信号的时频域序列；

S3，对时频域序列依次进行时域差分和频域差分获得时频双差序列；

S4，通过幅度阈值法对双差序列进行峰值检测，并通过最大似然估计获得目标信号码速率粗估计；

S5，通过双差序列恢复码元序列，完成信号解调；

S6，根据估计码速率通过滤波器完成采样率变换，再次进行码速率估计，获得码速率精估计值，完成信号调制特征解析。

进一步地，在步骤S2中，包括子步骤：

首先将目标信号与本地载波进行混频，搬移其中心频率至f_s/4，再对混频后的目标信号进行离散小波变换，获得目标信号两个相位的时频域序列S₁和S₂。

进一步地，在步骤S3中，包括子步骤：

S31，对时频域序列S₁和S₂做频域间差分S_{f_dif}＝S₁-S₂；

S32，对频域差分序列做时域间差分S_dif＝S_{f_dif}[n]-S_{f_dif}[n-1]；

S33，对双差序列进行归一化S_{dif_norm}＝S_dif/max(S_dif)。

进一步地，在步骤S4中，包括子步骤：

S41，对双差序列进行峰值检测：对第n个点进行峰值检测，判断该点是否大于判决门限|S_{dif_norm}[n]|>Th_norm，若大于门限则认为该点为峰值，并记录第i个峰值出现在第n个采样为Peak_i＝n，反之则认为该点不为峰值；

S42，统计相邻峰值不同间隔采样点的出现次数，并将其称为峰值间隔点数，间隔i个采样点的相邻峰值出现次数记为C_i；

S43，通过峰值间隔点数进行码速率粗估计，寻找峰值间隔点数的最大值为C_j，则估计的码速率为

进一步地，，在步骤S5中，包括子步骤：

S51，通过估计码速率和采样率，估计最小码元间隔为N_s'_ymbol＝fs/f_s'_ymbol；

S52，遍历双差序列，对第i个峰值点，计算其与第(i+1)个峰值点间隔

码元个数为M_symbol＝round((Peak_i+1-Peak_i)/N_s'_ymbol)，若峰值点大于0，则认码元5序列后添加M_symbol个符号0，反之，则向码元序列后添加M_symbol个符号1；遍

历完成后，恢复所有码元序列，完成信号解调。

进一步地，在步骤S6中，所述滤波器包括Farrow结构滤波器。

一种无先验知识FSK信号盲解调和调制特征解析装置，包括：

FFT变换模块，用于通过傅里叶变换对信号调制类型、带宽和中心频0点进行预识别；

离散小波计算模块，用于通过离散小波变化获得目标信号的时频域序列；

时频双差序列计算模块，用于对时频域序列依次进行时域差分和频域

差分获得时频双差序列；

5峰值检测和码速率粗估计模块，用于通过幅度阈值法对双差序列进行

峰值检测，并通过最大似然估计获得目标信号码速率粗估计；

信号解调模块，用于通过双差序列恢复码元序列，完成信号解调；

信号精估计模块，用于根据估计码速率通过滤波器完成采样率变换，再次进行码速率估计，获得码速率精估计值。

0进一步地，所述时频双差序列计算模块，包括：

频域间差分模块，用于对时频域序列S₁和S₂做频域间差分S_{f_dif}＝S₁-S₂；

时域间差分模块，用于对频域差分序列做时域间差分S_dif＝S_{f_dif}[n]-S_{f_dif}[n-1]；

归一化模块，用于对双差序列进行归一化S_{dif_norm}＝S_dif/max(S_dif)。

进一步地，所述峰值检测和码速率粗估计模块，包括：

双差序列峰值检测模块，用于对第n个点进行峰值检测，判断该点是否大于判决门限|S_{dif_norm}[n]|>Th_norm，若大于门限则认为该点为峰值，并记录第i个峰值出现在第n个采样为Peak_i＝n，反之则认为该点不为峰值；

统计模块，用于统计相邻峰值不同间隔采样点的出现次数，并将其称为峰值间隔点数，间隔i个采样点的相邻峰值出现次数记为C_i；

粗估计模块，通过峰值间隔点数进行码速率粗估计，寻找峰值间隔点数的最大值为C_j，则估计的码速率为

进一步地，所述信号解调模块，包括：

最小码元间隔估计模块，用于通过估计码速率和采样率，估计最小码元间隔为N′_symbol＝fs/f′_symbol；

遍历处理模块，用于遍历双差序列，对第i个峰值点，计算其与第(i+1)个峰值点间隔码元个数为M_symbol＝round((Peak_i+1-Peak_i)/N′_symbol)，若峰值点大于0，则认码元序列后添加M_symbol个符号0，反之，则向码元序列后添加M_symbol个符号1；遍历完成后，恢复所有码元序列，完成信号解调。

本发明的有益效果包括：

使用本发明中的方法和装置对无先验知识FSK信号进行盲解调和调制特征分析，可以同步对FSK信号进行盲解调和调制特征解析；在信号解调过程不仅允许码速率估计值与真实值存在一定误差，而且在采样率不为真实码速率的整倍数也可正常进行调制解调；在信号调制特征解析过程中，通过码速率的二次估计，不仅提高了码速率的估计精度，更提高了调制特征整体参数的估计精度；整体而言，本发明技术方案是一种调制参数估计精度高、解调抗噪声能力好、实时性好、工程可实现性强的对无先验知识FSK信号同步进行信号解调和信号调制特征解析的方法及装置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的盲解调和调制特征解析的流程图；

图2为本发明实施例的盲解调和调制特征解析的结构图；

图3为本发明实施例的信号盲解调仿真曲线；

图4为本发明实施例的码速率估计准确率曲线。

具体实施方式

本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。

本发明实施例技术方案所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，提供一种对无先验知识FSK调制信号同步进行盲解调和调制特征解析的方法及装置。

本发明实施例技术方案的发明构思中，进行FSK盲解调和调制特征解析包括如下步骤：

(1)通过傅里叶变换对信号调制类型、带宽和中心频点进行预识别；

(2)通过离散小波变化获得目标信号的时频域序列；

(3)对时频域序列依次进行时域差分和频域差分获得时频双差序列；

(4)通过幅度阈值法对双差序列进行峰值检测，并通过最大似然估计获得目标信号码速率粗估计；

(5)通过双差序列恢复码元序列，完成信号解调；

(6)根据估计码速率通过Farrow结构滤波器完成采样率变换，再次进行码速率估计，获得码速率精估计值，完成信号调制特征解析。

上述发明构思中，首先对于信号解调，信号解调过程不仅允许码速率估计值与真实值存在一定误差，而且在采样率不为真实码速率的整倍数也可正常进行调制解调；其次通过码速率的二次估计，不仅提高了码速率的估计精度，更提高了调制特征整体参数的估计精度；再在对信号时域和频域内容提取时，首次提出了基于双差离散小波序列的提取方法，通过对离散小波序列进行时域差分和频域差分，有效降低了噪声对时域和频域信息提取的影响。在进一步的发明构思中，最后更具体的：在步骤(2)中，相较于循环自相关、互协方差函数、连续小波计算等方法，离散小波变换具有计算量更小、实时性更强，与信号耦合度低的特点；在步骤(3)中，分别通过时频双差则有效降低了噪声对信号解调和特征估计的影响，提高了本发明实施例技术方案在低信噪比条件下的实用性；在步骤(4)和步骤(5)中，通过双差序列完成信号特征粗估计和信号解调，不仅避免了非整数倍采样率条件下的累积误码，更降低了因调制特征估计存在一定偏差，而导致出现解调误码的可能性，有效扩展了方法的应用场景。在步骤(6)中，通过变采样率后进行精估计，有效提高了调制特征估计的准确度。

综上，本发明实施例技术方案提供了一种调制参数估计精度高、解调抗噪声能力好、实时性好、工程可实现性强的对无先验知识FSK信号同步进行信号解调和信号调制特征解析的方法及装置。

更进一步的实施方式中，本发明实施例技术方案提供一种无先验知识FSK信号的调制特征分析和解调方法，包括如下步骤：

步骤1：在采样率f_s条件下，估计目标中心频率、频移间隔和信号带宽。对目标信号进行傅里叶变换，通过目标信号的频域，检测信号是否字固定频点f₁和f₂出现明显峰值线，记录中心频率f_c＝(f₁+f₂)/2，频移间隔Δf＝f₁-f₂/2和信号带宽。

步骤2：通过离散小波变换，估计目标信号不同频点的时域能量序列。首先将目标信号与本地载波进行混频，搬移其中心频率至f_s/4，再对混频后的目标信号进行离散小波变换，获得目标信号两个相位的时频域序列S₁和S₂。

步骤3：对时频域序列依次进行时域差分和频域差分获得时频双差序列。具体处理过程包括：

步骤3-1：对时频域序列S₁和S₂做频域间差分S_{f_dif}＝S₁-S₂；

步骤3-2：对频域差分序列做时域间差分S_dif＝S_{f_dif}[n]-S_{f_dif}[n-1]；

步骤3-3：对双差序列进行归一化S_{dif_norm}＝S_dif/max(S_dif)；

步骤4：通过幅度阈值法对双差序列进行峰值检测，并通过最大似然估计获得目标信号码速率粗估计，具体处理过程包括：

步骤4-1：对双差序列进行峰值检测：对第n(1≤n≤N)个点进行峰值检测，判断该点是否大于判决门限|S_{dif_norm}[n]|>Th_norm，若大于门限则认为该点为峰值，并记录第i个峰值出现在第n个采样为Peak_i＝n，反之则认为该点不为峰值。

步骤4-2：统计相邻峰值不同间隔采样点的出现次数，并将其称为峰值间隔点数，间隔i个采样点的相邻峰值出现次数记为C_i。

步骤4-3：通过峰值间隔点数进行码速率粗估计。寻找峰值间隔点数的最大值为Cj(5≤j＜N/4)，则估计的码速率为

步骤5：通过双差序列恢复码元序列，完成信号解调。具体步骤为：

步骤5-1：通过估计码速率和采样率，估计最小码元间隔为N′_symbol＝fs/f′_symbol。

步骤5-2：遍历双差序列，对第i(1≤i<N)个峰值点，计算其与第(i+1)个峰值点间隔码元个数为M_symbol＝round((Peak_i+1-Peak_i)/N′_symbol)，若峰值点大于0，则认码元序列后添加M_symbol个符号0，反之，则向码元序列后添加M_symbol个符号1。遍历完成后，恢复所有码元序列，完成信号解调。

步骤6：根据估计码速率通过Farrow结构滤波器完成采样率变换，再次进行码速率估计，获得码速率精估计值。通过f′_symbol迭代目标采样率f′_s＝(round(f_s/f′_symbol)×f′_symbol)，若连续两次估计码速率f′_symbol相同且f_s/f′_symbol为整数，则认为码速率估计成功，目标信号码速率精估计为f_symbol，反之再通过Farrow结构滤波器实现目标信号采样从f_s至f′_s的采样率变换，并返回步骤1。

更进一步的实施方式中，本发明实施例技术方案提供一种无先验知识FSK信号的调制特征分析和解调装置，如图2所示，包括：

FFT变换模块，在采样率f_s条件下，估计目标中心频率、频移间隔和信号带宽。对目标信号进行傅里叶变换，通过目标信号的频域，检测信号是否字固定频点f₁和f₂出现明显峰值线，记录中心频率f_c＝(f₁+f₂)/2，频移间隔Δf＝f₁-f₂/2和信号带宽。

离散小波计算模块，通过离散小波变换，估计目标信号不同频点的时域能量序列。首先将目标信号与本地载波进行混频，搬移其中心频率至f_s/4，再对混频后的目标信号进行离散小波变换，获得目标信号两个相位的时频域序列S₁和S₂。

时频双差序列计算模块，对时频域序列依次进行时域差分和频域差分获得时频双差序列。

峰值检测和码速率粗估计模块，通过幅度阈值法对双差序列进行峰值检测，并通过最大似然估计获得目标信号码速率粗估计。

信号解调模块，通过双差序列恢复码元序列，完成信号解调。

信号精估计模块，根据估计码速率通过Farrow结构滤波器完成采样率变换，再次进行码速率估计，获得码速率精估计值。

进一步的实施方式中，在所述通过时频域序列依次进行时域差分和频域差分获得时频双差序列，具体处理包括：

步骤3-1：对时频域序列S₁和S₂做频域间差分S_{f_dif}＝S₁-S₂；

步骤3-2：对频域差分序列做时域间差分S_dif＝S_{f_dif}[n]-S_{f_dif}[n-1]；

步骤3-3：对双差序列进行归一化S_{dif_norm}＝S_dif/max(S_dif)。

在所述通过幅度阈值法对双差序列进行峰值检测，并通过最大似然估计获得目标信号码速率粗估计的过程中，具体处理包括：

步骤4-1：对双差序列进行峰值检测：对第n(1≤n≤N)个点进行峰值检测，判断该点是否大于判决门限|S_{dif_norm}[n]|>Th_norm，若大于门限则认为该点为峰值，并记录第i个峰值出现在第n个采样为Peak_i＝n，反之则认为该点不为峰值。

步骤4-2：统计相邻峰值不同间隔采样点的出现次数，并将其称为峰值间隔点数，间隔i个采样点的相邻峰值出现次数记为C_i。

步骤4-3：通过峰值间隔点数进行码速率粗估计。寻找峰值间隔点数的最大值为C_j(5≤j<N/4)，则估计的码速率为

在所述通过双差序列恢复码元序列，完成信号解调的过程中，具体处理包括：

步骤5-1：通过估计码速率和采样率，估计最小码元间隔为N′_symbol＝fs/f′_symbol。

步骤5-2：遍历双差序列，对第i(1≤i<N)个峰值点，计算其与第(i+1)个峰值点间隔码元个数为M_symbol＝round((Peak_i+1-Peak_i)/N′_symbol)，若峰值点大于0，则认码元序列后添加M_symbol个符号0，反之，则向码元序列后添加M_symbol个符号1。遍历完成后，恢复所有码元序列，完成信号解调。

仿真案例1：

对基于本发明所提的盲解调功能在非整数倍采样和存在码率估计偏差条件下的误码率(BER)进行仿真，仿真参数：采样率为2000Hz，信号码速率为90Hz，加性高斯白噪声环境，信噪比为12dB；对码速率估计值添加-20Hz至20Hz的随机偏差，不同情况下信号解调的误码率如图3所示。容易看出，在87～94Hz区间，即估计值偏离真实值3.33％的范围内，信号均能正常解调，不存在误码。通过仿真证明，在信号解调过程中，码速率估计值与真实值即使存在一定误差，并且采样率不为真实码速率的整倍数，本方法也可正常进行调制解调，解调功能具备一定抗噪声，且对码速率估计偏差和采样率不敏感。

仿真案例2：

对基于本发明所提的调制特征解析功能在非整数倍采样下的估计准确率进行仿真，仿真参数：采样率为2000Hz，加性高斯白噪声环境，信噪比为12dB；分别对码速率为70～100Hz(步进1Hz)的信号通过10000次Monte Carlo方法进行码速率估计，码速率估计准确率曲线如图4所示。一方面，不难得出，码速率精估计不仅准确率相较于粗估计有显著提高，更在不同复杂条件下，准确率均高于99％；另一方面，也易看出，粗估计准确率受采样率影响较大，在真实码速率的整数倍采样率条件，粗估计准确率达到了100％，而在其他采样率条件下，则准确率出现明显下降。通过仿真证明通过码速率的二次估计，可以有效提高了码速率的估计精度，估计结果可作为后续信号筛选和信号处理的可靠依据。

需要说明的是，在本发明权利要求书中所限定的保护范围内，以下实施例均可以从上述具体实施方式中，例如公开的技术原理，公开的技术特征或隐含公开的技术特征等，以合乎逻辑的任何方式进行组合和/或扩展、替换。

实施例1

一种无先验知识FSK信号盲解调和调制特征解析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，通过傅里叶变换对信号调制类型、带宽和中心频点进行预识别；

S2，通过离散小波变化获得目标信号的时频域序列；

S3，对时频域序列依次进行时域差分和频域差分获得时频双差序列；

S4，通过幅度阈值法对双差序列进行峰值检测，并通过最大似然估计获得目标信号码速率粗估计；

S5，通过双差序列恢复码元序列，完成信号解调；

S6，根据估计码速率通过滤波器完成采样率变换，再次进行码速率估计，获得码速率精估计值，完成信号调制特征解析。

实施例2

在实施例1的基础上，在步骤S2中，包括子步骤：

首先将目标信号与本地载波进行混频，搬移其中心频率至f_s/4，再对混频后的目标信号进行离散小波变换，获得目标信号两个相位的时频域序列S₁和S₂。

实施例3

在实施例1的基础上，在步骤S3中，包括子步骤：

S31，对时频域序列S₁和S₂做频域间差分S_{f_dif}＝S₁-S₂；

S32，对频域差分序列做时域间差分S_dif＝S_{f_dif}[n]-S_{f_dif}[n-1]；

S33，对双差序列进行归一化S_{dif_norm}＝S_dif/max(S_dif)。

实施例4

在实施例1的基础上，在步骤S4中，包括子步骤：

S41，对双差序列进行峰值检测：对第n个点进行峰值检测，判断该点是否大于判决门限|S_{dif_norm}[n]|>Th_norm，若大于门限则认为该点为峰值，并记录第i个峰值出现在第n个采样为Peak_i＝n，反之则认为该点不为峰值；

S42，统计相邻峰值不同间隔采样点的出现次数，并将其称为峰值间隔点数，间隔i个采样点的相邻峰值出现次数记为C_i；

S43，通过峰值间隔点数进行码速率粗估计，寻找峰值间隔点数的最大值为C_j，则估计的码速率为

实施例5

在实施例1的基础上，在步骤S5中，包括子步骤：

S51，通过估计码速率和采样率，估计最小码元间隔为N′_symbol＝fs/f′_symbol；

S52，遍历双差序列，对第i个峰值点，计算其与第(i+1)个峰值点间隔码元个数为M_symbol＝round((Peak_i+1-Peak_i)/N′_symbol)，若峰值点大于0，则认码元序列后添加M_symbol个符号0，反之，则向码元序列后添加M_symbol个符号1；遍历完成后，恢复所有码元序列，完成信号解调。

实施例6

在实施例1的基础上，在步骤S6中，所述滤波器包括Farrow结构滤波器。

实施例7

一种无先验知识FSK信号盲解调和调制特征解析装置，包括：

FFT变换模块，用于通过傅里叶变换对信号调制类型、带宽和中心频点进行预识别；

离散小波计算模块，用于通过离散小波变化获得目标信号的时频域序列；

时频双差序列计算模块，用于对时频域序列依次进行时域差分和频域差分获得时频双差序列；

峰值检测和码速率粗估计模块，用于通过幅度阈值法对双差序列进行峰值检测，并通过最大似然估计获得目标信号码速率粗估计；

信号解调模块，用于通过双差序列恢复码元序列，完成信号解调；

信号精估计模块，用于根据估计码速率通过滤波器完成采样率变换，再次进行码速率估计，获得码速率精估计值。

实施例8

在实施例7的基础上，所述时频双差序列计算模块，包括如下具体处理过程：

频域间差分模块，用于对时频域序列S₁和S₂做频域间差分S_{f_dif}＝S₁-S₂；

时域间差分模块，用于对频域差分序列做时域间差分S_dif＝S_{f_dif}[n]-S_{f_dif}[n-1]；

归一化模块，用于对双差序列进行归一化S_{dif_norm}＝S_dif/max(S_dif)。

实施例9

在实施例7的基础上，所述峰值检测和码速率粗估计模块，包括：

双差序列峰值检测模块，用于对第n个点进行峰值检测，判断该点是否大于判决门限S_{dif_norm}[n]>Th_norm，若大于门限则认为该点为峰值，并记录第i个峰值出现在第n个采样为Peak_i＝n，反之则认为该点不为峰值；

统计模块，用于统计相邻峰值不同间隔采样点的出现次数，并将其称为峰值间隔点数，间隔i个采样点的相邻峰值出现次数记为C_i；

粗估计模块，通过峰值间隔点数进行码速率粗估计，寻找峰值间隔点数的最大值为C_j，则估计的码速率为

实施例10

在实施例7的基础上，所述信号解调模块，包括：

最小码元间隔估计模块，用于通过估计码速率和采样率，估计最小码元间隔为N_s'_ymbol＝fs/f_s'_ymbol；

遍历处理模块，用于遍历双差序列，对第i个峰值点，计算其与第(i+1)个峰值点间隔码元个数为M_symbol＝round((Peak_i+1-Peak_i)/N_s'_ymbol)，若峰值点大于0，则认码元序列后添加M_symbol个符号0，反之，则向码元序列后添加M_symbol个符号1；遍历完成后，恢复所有码元序列，完成信号解调。

描述于本发明实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各种可选实现方式中提供的方法。

作为另一方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现上述实施例中所述的方法。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

除以上实例以外，本领域技术人员根据上述公开内容获得启示或利用相关领域的知识或技术进行改动获得其他实施例，各个实施例的特征可以互换或替换，本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种无先验知识FSK信号盲解调和调制特征解析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，通过傅里叶变换对信号调制类型、带宽和中心频点进行预识别；

S2，通过离散小波变化获得目标信号的时频域序列；

S3，对时频域序列依次进行时域差分和频域差分获得时频双差序列；

S4，通过幅度阈值法对双差序列进行峰值检测，并通过最大似然估计获得目标信号码速率粗估计；

S5，通过双差序列恢复码元序列，完成信号解调；

S6，根据估计码速率通过滤波器完成采样率变换，再次进行码速率估计，获得码速率精估计值，完成信号调制特征解析。

2.根据权利要求1所述的无先验知识FSK信号盲解调和调制特征解析方法，其特征在于，在步骤S2中，包括子步骤：首先将目标信号与本地载波进行混频，搬移其中心频率至f_s/4，再对混频后的目标信号进行离散小波变换，获得目标信号两个相位的时频域序列S₁和S₂。

3.根据权利要求1所述的无先验知识FSK信号盲解调和调制特征解析方法，其特征在于，在步骤S3中，包括子步骤：

S31，对时频域序列S₁和S₂做频域间差分S_{f_dif}＝S₁-S₂；

S32，对频域差分序列做时域间差分S_dif＝S_{f_dif}[n]-S_{f_dif}[n-1]；

S33，对双差序列进行归一化S_{dif_norm}＝S_dif/max(S_dif)。

4.根据权利要求1所述的无先验知识FSK信号盲解调和调制特征解析方法，其特征在于，在步骤S4中，包括子步骤：

S41，对双差序列进行峰值检测：对第n个点进行峰值检测，判断该点是否大于判决门限|S_{dif_norm}[n]|>Th_norm，若大于门限则认为该点为峰值，并记录第i个峰值出现在第n个采样为Peak_i＝n，反之则认为该点不为峰值；

S42，统计相邻峰值不同间隔采样点的出现次数，并将其称为峰值间隔点数，间隔i个采样点的相邻峰值出现次数记为C_i；

S43，通过峰值间隔点数进行码速率粗估计，寻找峰值间隔点数的最大值为C_j，则估计的码速率为

5.根据权利要求1所述的无先验知识FSK信号盲解调和调制特征解析方法，其特征在于，在步骤S5中，包括子步骤：

S51，通过估计码速率和采样率，估计最小码元间隔为N′_symbol＝fs/f′_symbol；

S52，遍历双差序列，对第i个峰值点，计算其与第(i+1)个峰值点间隔码元个数为M_symbol＝round((Peak_i+1-Peak_i)/N′_symbol)，若峰值点大于0，则认码元序列后添加M_symbol个符号0，反之，则向码元序列后添加M_symbol个符号1；遍历完成后，恢复所有码元序列，完成信号解调。

6.根据权利要求1所述的无先验知识FSK信号盲解调和调制特征解析方法，其特征在于，在步骤S6中，所述滤波器包括Farrow结构滤波器。

7.一种无先验知识FSK信号盲解调和调制特征解析装置，其特征在于，包括：

FFT变换模块，用于通过傅里叶变换对信号调制类型、带宽和中心频点进行预识别；

离散小波计算模块，用于通过离散小波变化获得目标信号的时频域序列；

时频双差序列计算模块，用于对时频域序列依次进行时域差分和频域差分获得时频双差序列；

峰值检测和码速率粗估计模块，用于通过幅度阈值法对双差序列进行峰值检测，并通过最大似然估计获得目标信号码速率粗估计；

信号解调模块，用于通过双差序列恢复码元序列，完成信号解调；

信号精估计模块，用于根据估计码速率通过滤波器完成采样率变换，再次进行码速率估计，获得码速率精估计值。

8.根据权利要求7所述的无先验知识FSK信号盲解调和调制特征解析装置，其特征在于，所述时频双差序列计算模块，包括：

频域间差分模块，用于对时频域序列S₁和S₂做频域间差分S_{f_dif}＝S₁-S₂；

时域间差分模块，用于对频域差分序列做时域间差分S_dif＝S_{f_dif}[n]-S_{f_dif}[n-1]；

归一化模块，用于对双差序列进行归一化S_{dif_norm}＝S_dif/max(S_dif)。

9.根据权利要求7所述的无先验知识FSK信号盲解调和调制特征解析装置，其特征在于，所述峰值检测和码速率粗估计模块，包括：

双差序列峰值检测模块，用于对第n个点进行峰值检测，判断该点是否大于判决门限|S_{dif_norm}[n]|>Th_norm，若大于门限则认为该点为峰值，并记录第i个峰值出现在第n个采样为Peak_i＝n，反之则认为该点不为峰值；

统计模块，用于统计相邻峰值不同间隔采样点的出现次数，并将其称为峰值间隔点数，间隔i个采样点的相邻峰值出现次数记为C_i；

粗估计模块，通过峰值间隔点数进行码速率粗估计，寻找峰值间隔点数的最大值为C_j，则估计的码速率为

10.根据权利要求7所述的无先验知识FSK信号盲解调和调制特征解析装置，其特征在于，所述信号解调模块，包括：

最小码元间隔估计模块，用于通过估计码速率和采样率，估计最小码元间隔为N′_symbol＝fs/f′_symbol；

遍历处理模块，用于遍历双差序列，对第i个峰值点，计算其与第(i+1)个峰值点间隔码元个数为M_symbol＝round((Peak_i+1-Peak_i)/N′_symbol)，若峰值点大于0，则认码元序列后添加M_symbol个符号0，反之，则向码元序列后添加M_symbol个符号1；遍历完成后，恢复所有码元序列，完成信号解调。

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