Cdma反向數據信道調制類型識別方法
【技術領域】
[000。 本發明涉及信號處理技術領域，具體針對CDMA20001X EV-D0 Rev. A系統（W下簡 稱CDMA2000系統）反向業務信道中數據信道的調制類型的快速識別方法。
【背景技術】
[0002] 在對通信信號進行調制模式識別時很難找到一個通用的調制分類特征和方法， 針對每種分類問題都必須依據所需分類的調制類型來尋找特定的方法和特征。正如 Lamontagne所說；"調制識別是一個非常直覺的領域，分類特征的選取依賴于作者的知識 背景和想象力"。因此，在通信對抗領域，調制識別一直是被當作一個具有挑戰性的問題來 進行研究。
[0003] 通過對信號的解調和參數提取來構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相比較，按最近原則進行信號自動分類。CDMA2000反向業務信道中 的數據子信道根據用戶對傳輸速率的不同要求采用不同的調制和擴頻的形式，因此直接恢 復數據子信道的數據需要遍歷各種可能性，增加了計算的復雜性。對CDMA2000反向業務信 道中數據信道調制類型進行識別時，傳統的方法需要首先解調出數據信道數據，然后才能 對數據信道的調制類型進行識別。在不知道數據信道使用哪種擴頻方式和物理結構的前提 下，需要對各種情況進行遍歷才能恢復出數據信道的數據，送樣就大量增加了識別過程的 運算量。
【發明內容】
[0004] 本發明針對現有技術存在的上述技術問題，針對傳統方法對CDMA2000反向業務 信道中數據信道調制類型進行識別時，需要對各種情況進行遍歷才能恢復數據信道的數 據，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務信道CDM信號直接進 行處理的識別方法，計算量遠小于傳統方法，可W實現數據信道調制類型的快速識別。
[0005] 本發明解決上述問題的技術方案是，根據數據信道調制類型與其所使用的擴頻碼 周期相對應的特點，W CDMA2000系統反向業務信道CDMA信號為基礎，使用確定長度對信號 進行分段，求取每段信號的相關矩陣，然后對每段信號的相關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。根據產生的奇異值的數目判斷數據信道使用的擴頻碼 周期，進而識別出B4、Q2和Q4調制類型；最后結合奇異值分解得到的數據信道擴頻碼和系 統特點，恢復出數據信道數據，使用高階累積量識別算法識別出Q4Q2和E4E2類型。
[0006] 一種CDMA2000調制類型識別方法，反向業務信道對CDMA信號求取自相關矩陣進 行奇異值分解，根據奇異值的數目判斷數據信道所使用的調制類型和所使用的物理結構； 根據奇異值分解結果和各調制類型結構恢復數據信道數據；對數據信道數據采用高階累積 量識別算法進一步區分是Q4Q2或E4E2調制類型。
[0007] 所述進行奇異值分解進一步包括；將CDMA信號x(t)按照反向業務信道碼片速率 = 1. 2288 Mchip/s)的整數倍采樣形成一個時間序列，并w Τ。= 32E/fs為周期進行 連續不重疊分段（其中32是反向業務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），每段序列構成一個數據向量Xi，取出Μ個數據向量（M 為分段數，其值越大估計出的自相關矩陣越準確），使用送些分段數據向量組成數據矩陣A =[Xi，X2,…，Xm]，求出相關矩陣的估計值
對相關矩陣的估計值 進行奇異值分解。所述判斷數據信道所使用的調制類型和所使用的物理結構的方法具體包 括：當數據信道奇異值的數目為0個、8個或16個時，數據信道對應采用B4、Q4、Q2調制類 型；當奇異值數目為24個時，數據信道采用Q4Q2或E4E2調制類型。
[0008] 圖1中各信道數據擴頻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，反向業務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個用戶每段數據所包含的信息碼數量，R為速率組數，Kf為第r組速率所包含的用戶數 目，
為第i段數據的第j個信息碼，
巧 應的擴頻碼序列，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。構造四階累積量特征參數f =C4。I / I C421區分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] 本發明提出的一種直接對反向業務信道CDMA信號直接進行處理的識別方法，計 算量遠小于傳統方法，可W實現數據信道調制類型的快速識別。
【附圖說明】
[0011] 圖1反向業務信道的物理結構框圖；
[0012] 圖2B4調制類型結構框圖；
[0013] 圖3Q4調制類型結構框圖；
[0014] 圖4Q4Q2調制類型結構框圖；
[0015] 圖5本發明算法流程框圖；
[0016] 圖6單個用戶數據分段模型；
[0017] 圖7各種調制類型的數據x(t)奇異值
[0018] (a)B4調制類型
[001引 （b)Q4調制類型
[0020] (c)Q2調制類型
[0021] (d) Q4Q2/E4E2 調制類型；
[0022] 圖8各種調制類型的數據y (t)奇異值
[0023] (a)B4調制類型
[0024] (b)Q4調制類型 [00巧](c)Q2調制類型
[0026] (d) Q4Q2/E4E2 調制類型；
[0027] 圖9Q4Q2和E4E2類型對應的特征參數f值。
【具體實施方式】
[0028] CDMA2000反向業務信道的物理結構如圖1所示，各子信道經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/數據源信道（ACK/DSC信道）和數據速率控制信道值RC信 道）的擴頻碼已知，而數據信道使用的調制類型和擴頻碼未知。數據信道存在W下5種調 制類型：
[0029] B4調制類型，如圖2數據子信道數據經過Binary Phase Shift Ifeying(二相相移 鍵控，BPSK)調制器后由WH碼W/擴頻，然后傳輸到Q路；沒有數據傳輸到I路。Q4調制類 型，如圖3數據子信道數據經過如a化ature化ase Shift Ifeying(四相相移鍵控，QPSK)調 制器后由WH碼W/擴頻，然后一路傳輸到I路，另外一路傳輸到Q路。Q2調制類型與Q4類 型相似，只是Q2類型采用WH碼Wi 2進行擴頻調制。Q4Q2調制類型，如圖4信號W 6比特為 一組進入調制器，前2比特使用QPSK調制后使用WH碼W24擴頻調制，而后4比特使用QPSK 調制后使用WH碼Wi2擴頻調制。E4E2調制類型與Q4Q2調制類型相似，信號W 9比特為一 組進入調制器，前3比特使用8如a化ature化ase Shift K巧ing(8相相移鍵控，8PSK)調制 后使用WH碼W24擴頻調制，而后6比特使用8PSK調制后使用WH碼Wi 2擴頻調制。
[0030] 如圖5所示為本發明CDMA2000反向業務信道調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，并進行連續不重疊分段，使用送些分段數據組成數據 矩陣A，（A = [XI，而，…，Xm])，根據數據矩陣求出相關矩陣的估計值房?Λ/)。對相關矩陣的估 計值Μ)進行奇異值分解，根據產生的奇異值的數目L判斷數據信道所使用的調制類型 和所使用的物理結構。數據信道分別采用B4、Q4或Q2調制類型時，分別對應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的奇異值數目都是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。數據信道采用Q4Q2和E4E2調制類型時，由于它們使用相同的擴 頻碼和類似的物理結構，因此都是對應24個奇異值（此時L為28)，需要使用其它方法識 別。
[0031] 當確定調制類型為Q4Q2或者E4E2時，此時數據信道使用的擴頻碼和對應的物理 結構就成了已知的，再結合其它信道的擴頻碼，可W恢復出數據信道的數據，最后使用高階 累積量識別數據信道的數據是QPSK信號還是8PSK信號，QPSK對應Q4Q2調制類型，8PSK對 應E4E2調制類型。
[0032] 由標準可知，圖1中各信道數據擴頻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，反向業務信道屬于多速率 多用戶DS-CDM系統模型，由于I路和Q路模型相同，W下僅W其中一路為例對本發明的