系统工程与电子技术 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (4): 1456-1465.doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2024.04.35

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基于多特征融合的MIMO-OFDM系统单-混信号调制识别算法

邹涵, 张天骐, 马焜然, 杨宗方   

  1. 重庆邮电大学通信与信息工程学院, 重庆 400065
  • 收稿日期:2022-12-13 出版日期:2024-03-25 发布日期:2024-03-25
  • 通讯作者: 邹涵
  • 作者简介:邹涵(1998—), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为通信信号盲处理、深度学习
    张天骐(1971—), 男, 教授, 博士研究生导师, 博士, 主要研究方向为通信信号的调制解调、盲处理、图像语音信号处理、神经网络实现以及现场可编程逻辑门阵列、超大规模集成电路实现
    马焜然(1999—), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为数字水印、信息隐藏技术
    杨宗方(1998—), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为信道编码参数盲识别技术
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(61671095);国家自然科学基金(61702065);国家自然科学基金(61701067);国家自然科学基金(61771085);信号与信息处理重庆市市级重点实验室建设项目(CSTC2009CA2003);重庆市自然基金(cstc2021jcyj-msxmX0836);重庆市教育委员会科研项目(KJ1600427);重庆市教育委员会科研项目(KJ1600429)

Single-mixed signal modulation and recognition algorithm for MIMO-OFDM system based on multi-feature fusion

Han ZOU, Tianqi ZHANG, Kunran MA, Zongfang YANG   

  1. School of Communication and Information Engineering, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065, China
  • Received:2022-12-13 Online:2024-03-25 Published:2024-03-25
  • Contact: Han ZOU

摘要:

为解决非协作通信中多输入多输出正交频分复用(multiple-input multiple-output orthogonal frequency division multiplexing, MIMO-OFDM)系统的单-混信号调制识别问题, 提出一种基于多特征融合和决策融合的调制识别方法。首先, 利用特征矩阵的联合近似对角化(joint approximate diagonalization of eigenvalue matrix, JADE)算法从接收端恢复发送信号; 然后, 提取恢复后信号的四次方谱、循环谱和高阶累积量作为输入样本, 利用多特征融合网络对输入样本进行训练; 最后, 使用决策融合策略根据每条支路输出得到最终判决结果。仿真实验结果表明, 所提方法可以对MIMO-OFDM系统中的7种信号进行有效识别, 在信噪比为10 dB时识别精度可达99.4%。

关键词: 正交频分复用单-混信号, 调制识别, 四次方谱, 循环谱, 高阶累积量, 决策融合

Abstract:

In order to solve the modulation recognition problem of single-mixed signal under multiple-input multiple-output orthogonal frequency division multiplexing (MIMO-OFDM) system in non-cooperative communication, this paper proposes a modulation and recognition method based on multi-feature fusion and decision fusion. Firstly, the joint approximate diagonalization of eigenvalue matrix (JADE) algorithm is used to recovery the transmitted signal from the receiving end. The quartic spectrum, cyclic spectrum and higher-order cumulants of the recovery signal are then extracted as input samples. Secondly, the multi-feature fusion network is used to train the input samples. Finally, the decision fusion strategy is used to obtain the final judgment result according to the output of each branch. Simulation result shows that the proposed method can effectively identify seven signals in MIMO-OFDM system, and the recognition accuracy can reach 99.4% at a signal-to-noise ratio of 10 dB.

Key words: orthogonal frequency division multiplexing single-mixed signal, modulation recognition, quartile spectrum, cyclic spectrum, higher-order cumulants, decision fusion

中图分类号: