Cdma反向數(shù)據(jù)信道調(diào)制類型識別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[000。 本發(fā)明涉及信號處理技術(shù)領(lǐng)域，具體針對CDMA20001X EV-D0 Rev. A系統(tǒng)（W下簡 稱CDMA2000系統(tǒng)）反向業(yè)務(wù)信道中數(shù)據(jù)信道的調(diào)制類型的快速識別方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在對通信信號進行調(diào)制模式識別時很難找到一個通用的調(diào)制分類特征和方法， 針對每種分類問題都必須依據(jù)所需分類的調(diào)制類型來尋找特定的方法和特征。正如 Lamontagne所說；"調(diào)制識別是一個非常直覺的領(lǐng)域，分類特征的選取依賴于作者的知識 背景和想象力"。因此，在通信對抗領(lǐng)域，調(diào)制識別一直是被當作一個具有挑戰(zhàn)性的問題來 進行研究。
[0003] 通過對信號的解調(diào)和參數(shù)提取來構(gòu)造信號的幅度直方圖、頻率直方圖、差分相位 直方圖、幅度方差和頻率方差等分類特征，然后通過模式識別的分類方法，將選取分類特征 與理想樣本的特征參數(shù)相比較，按最近原則進行信號自動分類。CDMA2000反向業(yè)務(wù)信道中 的數(shù)據(jù)子信道根據(jù)用戶對傳輸速率的不同要求采用不同的調(diào)制和擴頻的形式，因此直接恢 復數(shù)據(jù)子信道的數(shù)據(jù)需要遍歷各種可能性，增加了計算的復雜性。對CDMA2000反向業(yè)務(wù)信 道中數(shù)據(jù)信道調(diào)制類型進行識別時，傳統(tǒng)的方法需要首先解調(diào)出數(shù)據(jù)信道數(shù)據(jù)，然后才能 對數(shù)據(jù)信道的調(diào)制類型進行識別。在不知道數(shù)據(jù)信道使用哪種擴頻方式和物理結(jié)構(gòu)的前提 下，需要對各種情況進行遍歷才能恢復出數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)，送樣就大量增加了識別過程的 運算量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)問題，針對傳統(tǒng)方法對CDMA2000反向業(yè)務(wù) 信道中數(shù)據(jù)信道調(diào)制類型進行識別時，需要對各種情況進行遍歷才能恢復數(shù)據(jù)信道的數(shù) 據(jù)，大量增加了識別過程的運算量的問題，提出一種直接對反向業(yè)務(wù)信道CDM信號直接進 行處理的識別方法，計算量遠小于傳統(tǒng)方法，可W實現(xiàn)數(shù)據(jù)信道調(diào)制類型的快速識別。
[0005] 本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案是，根據(jù)數(shù)據(jù)信道調(diào)制類型與其所使用的擴頻碼 周期相對應(yīng)的特點，W CDMA2000系統(tǒng)反向業(yè)務(wù)信道CDMA信號為基礎(chǔ)，使用確定長度對信號 進行分段，求取每段信號的相關(guān)矩陣，然后對每段信號的相關(guān)矩陣累加取平均獲得累加矩 陣，再對累加矩陣使用奇異值分解。根據(jù)產(chǎn)生的奇異值的數(shù)目判斷數(shù)據(jù)信道使用的擴頻碼 周期，進而識別出B4、Q2和Q4調(diào)制類型；最后結(jié)合奇異值分解得到的數(shù)據(jù)信道擴頻碼和系 統(tǒng)特點，恢復出數(shù)據(jù)信道數(shù)據(jù)，使用高階累積量識別算法識別出Q4Q2和E4E2類型。
[0006] 一種CDMA2000調(diào)制類型識別方法，反向業(yè)務(wù)信道對CDMA信號求取自相關(guān)矩陣進 行奇異值分解，根據(jù)奇異值的數(shù)目判斷數(shù)據(jù)信道所使用的調(diào)制類型和所使用的物理結(jié)構(gòu)； 根據(jù)奇異值分解結(jié)果和各調(diào)制類型結(jié)構(gòu)恢復數(shù)據(jù)信道數(shù)據(jù)；對數(shù)據(jù)信道數(shù)據(jù)采用高階累積 量識別算法進一步區(qū)分是Q4Q2或E4E2調(diào)制類型。
[0007] 所述進行奇異值分解進一步包括；將CDMA信號x(t)按照反向業(yè)務(wù)信道碼片速率 = 1. 2288 Mchip/s)的整數(shù)倍采樣形成一個時間序列，并w Τ。= 32E/fs為周期進行 連續(xù)不重疊分段（其中32是反向業(yè)務(wù)信道中各信道所使用的Walsh-Hadamard(WH)擴頻碼 中最長的碼序列長度，E為正整數(shù)），每段序列構(gòu)成一個數(shù)據(jù)向量Xi，取出Μ個數(shù)據(jù)向量（M 為分段數(shù)，其值越大估計出的自相關(guān)矩陣越準確），使用送些分段數(shù)據(jù)向量組成數(shù)據(jù)矩陣A =[Xi，X2,…，Xm]，求出相關(guān)矩陣的估計值
對相關(guān)矩陣的估計值 進行奇異值分解。所述判斷數(shù)據(jù)信道所使用的調(diào)制類型和所使用的物理結(jié)構(gòu)的方法具體包 括：當數(shù)據(jù)信道奇異值的數(shù)目為0個、8個或16個時，數(shù)據(jù)信道對應(yīng)采用B4、Q4、Q2調(diào)制類 型；當奇異值數(shù)目為24個時，數(shù)據(jù)信道采用Q4Q2或E4E2調(diào)制類型。
[0008] 圖1中各信道數(shù)據(jù)擴頻W后的速率均為1. 2288Mchip/s，因此I路各信道在擴頻之 前共有3組速率（使用相同擴頻碼長度的速率相同歸為一組），每組速率下又存在1到2個 用戶（擴頻碼長度相同而碼序列不同）。由此可見，反向業(yè)務(wù)信道屬于多速率多用戶Direct Sequence-Code Division Multiple Access(直接序列碼分多址，DS-CDMA)系統(tǒng)模型，由于 I路和Q路模型相同，W下僅W其中一路為例對本發(fā)明的實施進行分析說明。
[0009] 可W表達為：
其中也!^為第r組速率的 第k個用戶每段數(shù)據(jù)所包含的信息碼數(shù)量，R為速率組數(shù)，Kf為第r組速率所包含的用戶數(shù) 目，
為第i段數(shù)據(jù)的第j個信息碼，
巧 應(yīng)的擴頻碼序列，P,k為第r組速率的第k個用戶采樣后的一周期WH碼序列，P' 為包 含了 Pf,k的后段的序列，P' f,k,2為包含了 Pf,k的前段的序列。構(gòu)造四階累積量特征參數(shù)f =C4。I / I C421區(qū)分QPSK信號和8PSK信號；當f〉= 0. 6時為QPSK信號；當f <0. 6時為8PSK 信號。
[0010] 本發(fā)明提出的一種直接對反向業(yè)務(wù)信道CDMA信號直接進行處理的識別方法，計 算量遠小于傳統(tǒng)方法，可W實現(xiàn)數(shù)據(jù)信道調(diào)制類型的快速識別。
【附圖說明】
[0011] 圖1反向業(yè)務(wù)信道的物理結(jié)構(gòu)框圖；
[0012] 圖2B4調(diào)制類型結(jié)構(gòu)框圖；
[0013] 圖3Q4調(diào)制類型結(jié)構(gòu)框圖；
[0014] 圖4Q4Q2調(diào)制類型結(jié)構(gòu)框圖；
[0015] 圖5本發(fā)明算法流程框圖；
[0016] 圖6單個用戶數(shù)據(jù)分段模型；
[0017] 圖7各種調(diào)制類型的數(shù)據(jù)x(t)奇異值
[0018] (a)B4調(diào)制類型
[001引 （b)Q4調(diào)制類型
[0020] (c)Q2調(diào)制類型
[0021] (d) Q4Q2/E4E2 調(diào)制類型；
[0022] 圖8各種調(diào)制類型的數(shù)據(jù)y (t)奇異值
[0023] (a)B4調(diào)制類型
[0024] (b)Q4調(diào)制類型 [00巧](c)Q2調(diào)制類型
[0026] (d) Q4Q2/E4E2 調(diào)制類型；
[0027] 圖9Q4Q2和E4E2類型對應(yīng)的特征參數(shù)f值。
【具體實施方式】
[0028] CDMA2000反向業(yè)務(wù)信道的物理結(jié)構(gòu)如圖1所示，各子信道經(jīng)不同的擴頻碼擴頻后 疊加在一起形成I路信道x(t)和Q路信道y(t)。其中，導頻信道、輔助導頻信道、反向速 率指示信道（RRI信道）、確認/數(shù)據(jù)源信道（ACK/DSC信道）和數(shù)據(jù)速率控制信道值RC信 道）的擴頻碼已知，而數(shù)據(jù)信道使用的調(diào)制類型和擴頻碼未知。數(shù)據(jù)信道存在W下5種調(diào) 制類型：
[0029] B4調(diào)制類型，如圖2數(shù)據(jù)子信道數(shù)據(jù)經(jīng)過Binary Phase Shift Ifeying(二相相移 鍵控，BPSK)調(diào)制器后由WH碼W/擴頻，然后傳輸?shù)絈路；沒有數(shù)據(jù)傳輸?shù)絀路。Q4調(diào)制類 型，如圖3數(shù)據(jù)子信道數(shù)據(jù)經(jīng)過如a化ature化ase Shift Ifeying(四相相移鍵控，QPSK)調(diào) 制器后由WH碼W/擴頻，然后一路傳輸?shù)絀路，另外一路傳輸?shù)絈路。Q2調(diào)制類型與Q4類 型相似，只是Q2類型采用WH碼Wi 2進行擴頻調(diào)制。Q4Q2調(diào)制類型，如圖4信號W 6比特為 一組進入調(diào)制器，前2比特使用QPSK調(diào)制后使用WH碼W24擴頻調(diào)制，而后4比特使用QPSK 調(diào)制后使用WH碼Wi2擴頻調(diào)制。E4E2調(diào)制類型與Q4Q2調(diào)制類型相似，信號W 9比特為一 組進入調(diào)制器，前3比特使用8如a化ature化ase Shift K巧ing(8相相移鍵控，8PSK)調(diào)制 后使用WH碼W24擴頻調(diào)制，而后6比特使用8PSK調(diào)制后使用WH碼Wi 2擴頻調(diào)制。
[0030] 如圖5所示為本發(fā)明CDMA2000反向業(yè)務(wù)信道調(diào)制類型識別方法處理流程示意圖。 將信號x(t)采樣形成一個時間序列，并進行連續(xù)不重疊分段，使用送些分段數(shù)據(jù)組成數(shù)據(jù) 矩陣A，（A = [XI，而，…，Xm])，根據(jù)數(shù)據(jù)矩陣求出相關(guān)矩陣的估計值房?Λ/)。對相關(guān)矩陣的估 計值Μ)進行奇異值分解，根據(jù)產(chǎn)生的奇異值的數(shù)目L判斷數(shù)據(jù)信道所使用的調(diào)制類型 和所使用的物理結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)信道分別采用B4、Q4或Q2調(diào)制類型時，分別對應(yīng)0個、8個或16 個奇異值（圖7化）中點1到8為0、8個奇異值，圖7 (C)中點1到16為16個奇異值）；而 輔助導頻信道、ACK/DSC信道和RRI信道奇異值分解后對應(yīng)的奇異值數(shù)目都是1個（圖7 (a) 中點1，圖7(b)中點9,圖7(c)中點17)、1個（圖7(a)中點2,圖7(b)中點10,圖7(c)中 點18)和2個（圖7 (a)中點3到4,圖7化）中點11到12,圖7 (C)中點19到20)。所此 L的取值分別為4,12, 20。數(shù)據(jù)信道采用Q4Q2和E4E2調(diào)制類型時，由于它們使用相同的擴 頻碼和類似的物理結(jié)構(gòu)，因此都是對應(yīng)24個奇異值（此時L為28)，需要使用其它方法識 別。
[0031] 當確定調(diào)制類型為Q4Q2或者E4E2時，此時數(shù)據(jù)信道使用的擴頻碼和對應(yīng)的物理 結(jié)構(gòu)就成了已知的，再結(jié)合其它信道的擴頻碼，可W恢復出數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)，最后使用高階 累積量識別數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)是QPSK信號還是8PSK信號，QPSK對應(yīng)Q4Q2調(diào)制類型，8PSK對 應(yīng)E4E2調(diào)制類型。
[0032] 由標準可知，圖1中各信道數(shù)據(jù)擴頻W后的速率均為1. 2288Mchip/s，因此I路各 信道在擴頻之前共有3組速率（使用相同擴頻碼長度的速率相同歸為一組），每組速率下又 存在1到2個用戶（擴頻碼長度相同而碼序列不同）。由此可見，反向業(yè)務(wù)信道屬于多速率 多用戶DS-CDM系統(tǒng)模型，由于I路和Q路模型相同，W下僅W其中一路為例對本發(fā)明的