CN112866155B - 一种多维信号调制方式识别方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种多维信号调制方式识别方法及装置，涉及通信技术领域，上述方法包括：接收调制信号；确定调制得到调制信号时使用的二维调制方式；针对每一极化方向，将调制信号中的各个信号点映射到该极化方向对应的二维平面，与所确定的二维调制方式对应的二维星座图中的星座点相比较，确定各个信号点的映射点在该二维星座图中距离最近的星座点所属的星座点子集，作为信号点在该极化方向上对应的星座点子集；根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，识别调制得到调制信号时使用的多维调制方式。应用本发明实施例提供的方案识别多维信号调制方式，可以实现对调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式的识别。

Description

一种多维信号调制方式识别方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种多维信号调制方式识别方法及装置。

背景技术

为了实现原始信号从信号发送端到信号接收端的传输，信号发送端会在发送原始信号前对信号进行信号调制，得到调制信号，并向信号接收端发送调制信号。信号接收端在接收到调制信号之后，可以对调制信号进行信号解调，从而获得原始信号。上述信号调制与信号解调过程是互相对应的相反过程。

随着通信技术的发展，通信过程趋向于多种调制方式的混合形式，例如信号发送端可以通过信号监测技术监测信道的信道环境，如信道的噪声大小等，根据当前的信道环境选择与信道环境相匹配的调制方式对信号进行调制，再向信号接收端发送信号，上述通信过程具有一定的灵活性。信号监测技术对通信网络的管理和优化起到至关重要的作用。但由于信号发送端进行信号调制使用的调制方式可能会发生改变，信号接收端并不确定信号发送端发送信号时使用的信号调制方式，也就难以对接收到的信号进行解调，获得原始信号。

除此之外，信号接收端还可能接收到其他不确定其调制方式的信号。因此信号接收端需要识别生成调制信号时使用的调制方式，以采用对应的解调方式对调制信号进行解调。

另外，多维调制方式是在多个极化方向上均进行二维调制的信号调制方式，与二维调制方式相比，多维调制方式较复杂。现有技术中对调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式进行识别较为困难。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种多维信号调制方式识别方法及装置，以实现对调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式的识别。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种多维信号调制方式识别方法，上述方法包括：

接收调制信号；

确定调制得到所述调制信号时使用的二维调制方式；

针对每一极化方向，将所述调制信号中的各个信号点映射到该极化方向对应的二维平面，与所确定的二维调制方式对应的二维星座图中的星座点相比较，确定各个信号点的映射点在该二维星座图中距离最近的星座点所属的星座点子集，作为信号点在该极化方向上对应的星座点子集，其中，所述星座点子集为：采用预设的划分方式、对相应的二维星座图中的星座点进行划分得到的子集；

根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，识别调制得到所述调制信号时使用的多维调制方式。

本发明的一个实施例中，上述根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，识别调制得到所述调制信号时使用的多维调制方式，包括：

根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，获得用于表征各个信号点对应的星座点子集的分布规律的表征值；

根据所述表征值和总表征值之间的数值关系，从多维分集SP调制方式、多维子集选择SSM调制方式和多维网格编码TCM调制方式中，识别调制得到所述调制信号时使用的多维调制方式。

本发明的一个实施例中，所述总表征值为信号点的总数，所述根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，获得用于表征各个信号点对应的星座点子集的分布规律的表征值，包括：

确定在各个极化方向上对应的星座点子集相同的第一信号点的第一数量，作为所述表征值。

本发明的一个实施例中，所述总表征值为相邻信号点的对数，其中，所述相邻信号点为在所述调制信号中相邻的两个信号点，所述根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，获得用于表征各个信号点对应的星座点子集的分布规律的表征值，包括：

确定在每一极化方向上对应的星座点子集彼此相同的相邻信号点的第二数量，作为所述表征值。

本发明的一个实施例中，所述总表征值为：信号点对应的多维子集序列的总种类数，所述多维子集序列包含：所述信号点子集中包含的各个信号点对应的多维子集，所述多维子集用于表示：信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律；

所述根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，获得用于表征各个信号点对应的星座点子集的分布规律的表征值，包括：

根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，确定每一信号点对应的多维子集，得到信号点子集对应的多维子集序列；

统计每一种多维子集序列的数量，并确定数量大于第二预设数量的多维子集序列的种类数，作为所述表征值。

本发明的一个实施例中，所述确定调制得到所述调制信号时使用的二维调制方式，包括：

将所述调制信号中的信号点映射到Stokes空间中，确定各个信号点在Stokes空间中的空间映射点；

对各个空间映射点进行聚类，获得聚类结果；

针对所得到的聚类结果中的聚类中心点计算高阶积累量，得到计算结果；

根据所述计算结果，确定调制得到所述调制信号时使用的二维调制方式。

第二方面，本发明实施例提供了一种多维信号调制方式识别装置，所述装置包括：

信号接收模块，用于接收调制信号；

调制方式确定模块，用于确定调制得到所述调制信号时使用的二维调制方式；

区间确定模块，用于针对每一极化方向，将所述调制信号中的各个信号点映射到该极化方向对应的二维平面，与所确定的二维调制方式对应的二维星座图中的星座点相比较，确定各个信号点的映射点在该二维星座图中距离最近的星座点所属的星座点子集，作为信号点在该极化方向上对应的星座点子集，其中，所述星座点子集为：采用预设的划分方式、对相应的二维星座图中的星座点进行划分得到的子集；

调制方式识别模块，用于根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，识别调制得到所述调制信号时使用的多维调制方式。

本发明的一个实施例中，所述调制方式识别模块，包括：

表征值获得子模块，用于根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，获得用于表征各个信号点对应的星座点子集的分布规律的表征值；

调制方式识别子模块，用于根据所述表征值和总表征值之间的数值关系，从多维分集SP调制方式、多维子集选择SSM调制方式和多维网格编码TCM调制方式中，识别调制得到所述调制信号时使用的多维调制方式。

本发明的一个实施例中，所述总表征值为信号点的总数，所述表征值获得子模块，具体用于：

确定在各个极化方向上对应的星座点子集相同的第一信号点的第一数量，作为所述表征值。

本发明的一个实施例中，所述总表征值为相邻信号点的对数，其中，所述相邻信号点为在所述调制信号中相邻的两个信号点，所述表征值获得子模块，具体用于：

确定在每一极化方向上对应的星座点子集彼此相同的相邻信号点的第二数量，作为所述表征值。

本发明的一个实施例中，所述总表征值为：信号点对应的多维子集序列的总种类数，所述多维子集序列包含：所述信号点子集中包含的各个信号点对应的多维子集，所述多维子集用于表示：信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律；

所述表征值获得子模块，具体用于：

根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，确定每一信号点对应的多维子集，得到信号点子集对应的多维子集序列；

统计每一种多维子集序列的数量，并确定数量大于第二预设数量的多维子集序列的种类数，作为所述表征值。

本发明的一个实施例中，所述调制方式确定模块，具体用于：

将所述调制信号中的信号点映射到Stokes空间中，确定各个信号点在Stokes空间中的空间映射点；

对各个空间映射点进行聚类，获得聚类结果；

针对所得到的聚类结果中的聚类中心点计算高阶积累量，得到计算结果；

根据所述计算结果，确定调制得到所述调制信号时使用的二维调制方式。

第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现第一方面任一所述的方法步骤。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面任一所述的方法步骤。

第五方面，本发明实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面任一所述的方法步骤。

本发明实施例有益效果：

本发明实施例提供的多维信号调制方式识别方案中，确定调制得到调制信号时使用的二维调制方式，从而确定二维调制方式对应的二维星座图与二维星座图中星座点所属的星座点子集。针对每一极化方向，将调制信号中的信号点映射到该极化方向对应的二维平面，与所确定的二维调制方式对应的二维星座图中的星座点相比较，从而确定各个信号点对应的星座点子集。根据各个信号点在不同极化方向上对应的星座点，识别调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式。

由以上可见，由于在生成调制信号时所使用的多维调制方式不同，在各个极化方向上，调制信号中的信号点映射到二维星座图上得到的映射点的位置不同，信号点对应的星座点子集的分布规律不同。因此根据各个信号点在不同极化方向上对应的星座点子集的分布情况所符合的分布规律，可以识别出调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式。

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为本发明实施例中提供的第一种多维信号调制方式识别方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中提供的第一种二维星座图的示意图；

图3为本发明实施例中提供的第二种二维星座图的示意图；

图4为本发明实施例中提供的第一种映射区间的示意图；

图5为本发明实施例中提供的第二种映射区间的示意图；

图6为本发明实施例中提供的第二种多维信号调制方式识别方法的流程示意图；

图7为本发明实施例中提供的一种星座点子集取值的示意图；

图8为本发明实施例中提供的第一种多维信号调制方式识别装置的结构示意图；

图9为本发明实施例中提供的第二种多维信号调制方式识别装置的结构示意图；

图10为本发明实施例中提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了对调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式进行识别，本发明实施例提供了一种多维信号调制方式识别方法及装置。

本发明的一个实施例中，提供了一种多维信号调制方式识别方法，上述方法包括：

接收调制信号。

确定调制得到上述调制信号时使用的二维调制方式。

针对每一极化方向，将上述调制信号中的各个信号点映射到该极化方向对应的二维平面，与所确定的二维调制方式对应的二维星座图中的星座点相比较，确定各个信号点的映射点在该二维星座图中距离最近的星座点所属的星座点子集，作为信号点在该极化方向上对应的星座点子集，其中，上述星座点子集为：采用预设的划分方式、对相应的二维星座图中的星座点进行划分得到的子集。

根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，识别调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式。

由以上可见，由于在生成调制信号时所使用的多维调制方式不同，在各个极化方向上，调制信号中的信号点映射到二维星座图上得到的映射点的位置不同，信号点对应的星座点子集的分布规律不同。因此根据各个信号点在不同极化方向上对应的星座点子集的分布情况所符合的分布规律，可以识别出调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式。

下面通过具体的实施例对本发明实施例提供的多维信号调制方式识别方法及装置进行说明。

参见图1，本发明实施例提供了第一种多维信号调制方式识别方法的流程示意图，上述方法可以通过以下步骤S101-S104实现。

S101：接收调制信号。

具体的，上述调制信号可以是通过光纤接收到的光信号。

S102：确定调制得到上述调制信号时使用的二维调制方式。

具体的，可以先对上述调制信号进行数字信号处理，得到均衡后的信号，再对均衡后的信号进行二维调制方式识别。

另外，可以先对上述调制信号进行解复用，得到解复用后的信号，再对解复用后的信号进行二维调制方式识别。

其中，若上述调制信号为基于多维调制方式进行调制得到的调制信号，则在多维调制的各个极化方向上使用的二维调制方式相同。

例如，上述二维调制方式可以为16QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅调制)、8PSK(phase-shift keying，相移键控调制)等。

本发明的实施例中，可以通过以下步骤A-步骤D实现上述步骤S102。

步骤A：将上述调制信号中的信号点映射到Stokes空间中，确定各个信号点在Stokes空间中的空间映射点。

步骤B：对各个空间映射点进行聚类，获得聚类结果。

具体的，可以采用减法聚类算法、K-Means聚类算法、均值漂移聚类算法等现有技术中的算法对各个空间映射点进行聚类，本发明实施例对此不进行限定。

步骤C：针对所得到的聚类结果中的聚类中心点计算高阶积累量，得到计算结果。

步骤D：根据上述计算结果，确定调制得到上述调制信号时使用的二维调制方式。

具体的，可以将上述计算结果作为上述调制信号的信号特征，与已知调制得到信号时使用的二维调制方式的样本信号的信号特征进行对比，从而判别多维信号中所用的二维调制格式。

可以将上述计算结果属于预先训练好的二维调制方式识别模型中，从而确定调制得到上述调制信号时使用的二维调制方式。

上述步骤A中将上述调制信号中的信号点映射到Stokes空间，因此可以将步骤A-步骤D称为基于Stokes空间的调制识别方式。

另外，也可以通过现有技术中基于信息熵的识别方式以及基于直流分量的识别方式等方式，确定调制得到上述调制信号时使用的二维调制方式，本发明实施例对此不进行限定。

S103：针对每一极化方向，将上述调制信号中的各个信号点映射到该极化方向对应的二维平面，与所确定的二维调制方式对应的二维星座图中的星座点相比较，确定各个信号点的映射点在该二维星座图中距离最近的星座点所属的星座点子集，作为信号点在该极化方向上对应的星座点子集。

其中，上述星座点子集为：采用预设的划分方式、对相应的二维星座图中的星座点进行划分得到的子集。

具体的，常用的多维调制方式对应的上述极化方向的数量为2，上述二维星座图在各个极化方向上同样位于该极化方向对应的二维平面中。

本发明的一个实施例中，可以随机选择预设信号点数量个信号点映射到该极化方向对应的二维星座图上，确定所选择的信号点对应的星座点子集。例如，上述预设信号点数量可以为5000、7000等。以所选择的信号点代表上述调制信号中的所有信号点，在满足多维信号调制方式识别要求的基础上，可以减少在识别调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式时需要处理的信号点的数量，从而节省计算资源。

具体的，所确定的二维调制方式不同，上述二维星座图不同，每一种二维调制方式对应一种二维星座图。

参见图2，为本发明实施例中提供的第一种二维星座图的示意图。

图中示出了16QAM调制方式对应的二维星座图，图中的各个点为二维星座图中的星座点，图中的x轴对应星座点的实部，y轴对应星座点的虚部。

参见图3，为本发明实施例中提供的第二种二维星座图的示意图。

图中示出了8PSK调制方式对应的二维星座图，与图2所示的实施例相同，图中的各个点为二维星座图中的星座点，图中的x轴对应星座点的实部，y轴对应星座点的虚部。

不同的二维星座图中的星座点子集的划分方式不同，每一种二维星座图对应一种星座点子集的划分方式。但对不同二维星座图中的星座点子集均满足相同的划分规则，即对于一个二维星座图而言，满足同一星座点子集中的星座点之间的最小欧式距离最大的划分规则。

本发明的一个实施例中，可以确定信号点映射到二维星座图上的映射点所在的映射区间，从而确定信号点对应的星座点子集。上述映射区间为：采用预设的划分方式、对相应的二维星座图进行划分得到的区间，每一映射区间中包含一个星座点，该映射区间中的任一点与该映射区间中包含的星座点之间的距离小于与其他星座点之间的距离。

因此确定信号点的映射点所在的映射区间，便可以确定与信号点的映射点距离最近的星座点，从而将所确定的星座点对应的星座点子集确定为信号点对应的星座点子集。

参见图4，为本发明实施例提供的第一种映射区间的示意图。

图中示出了16QAM调制方式对应的二维星座图中的映射区间，与图2所示的星座图相对应，其中灰色部分组成一个映射区间，黑色部分组成另一映射区间，同一映射区间中包含的星座点属于同一星座点子集。

参见图5，为本发明实施例提供的第二种映射区间的示意图。

图中示出了8PSK调整方式对应的二维星座图中的映射区间，与图3所示的星座图相对应，其中灰色部分组成一个映射区间，黑色部分组成另一映射区间，同一映射区间中包含的星座点属于同一星座点子集。

本发明的一个实施例中，可以为每一星座点子集设置预设的子集序号，以包含子集序号的序号字符串的形式记录各个信号点对应的星座点子集，上述子集序号可以以数字、字符等形式表示。

例如，可以将星座点子集A的子集序号设定为0，星座点子集B的子集序号设定为1,则若信号点a在不同极化方向上对应的星座点子集分别为A和B，则可以记录信号点a对应的序号字符串为{0,1}。

S104：根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，识别调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式。

具体的，调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式不同，各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律不同。

例如，若上述多维调制方式是SP(Set-Partitioning，集合划分)调制方式，调制得到的上述调制信号中的每一信号点在不同极化方向上对应的星座点子集相同。

因此，根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，可以识别调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式。

本发明的一个实施例中，可以通过步骤S104A-S104B实现上述步骤S104，在此暂不详述。

由以上可见，由于在生成调制信号时所使用的多维调制方式不同，在各个极化方向上，调制信号中的信号点映射到二维星座图上得到的映射点的位置不同，信号点对应的星座点子集的分布规律不同。因此根据各个信号点在不同极化方向上对应的星座点子集的分布情况所符合的分布规律，可以识别出调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式。

参见图6，为本发明实施例提供的第二种多维信号调制方式识别方法的流程示意图，与前述图1所示的实施例相比，前述步骤S104可以通过以下步骤S104A-S104B实现。

S104A：根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，获得用于表征各个信号点对应的星座点子集的分布规律的表征值。

具体的，多维调制方式的不同，各个信号点对应的星座点子集的分布规律不同，能够表征上述分布规律的表征值不同，因此所期望识别的多维调制方式不同，需要获得的上述表征值不同。

本发明的实施例中，可以通过步骤E、步骤F或步骤G-步骤H获得上述表征值，在此暂不详述。

S104B：根据上述表征值和总表征值之间的数值关系，从多维分集SP调制方式、多维子集选择SSM调制方式和多维网格编码TCM调制方式中，识别调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式。

针对不同的多维调制方式，上述总表征值不同，根据上述表征值和总表征值之间的数值关系识别该多维调制方式的方式不同，在描述上述步骤E、步骤F、步骤G-步骤H之后进行描述，在此暂不详述。

由以上可见，由于调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式不同，调制信号中各个信号点对应的星座点子集的分布规律不同，因此基于表征各个信号点对应的星座点子集的分布规律的表征值，能够识别出调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式。

本发明的一个实施例中，针对SP调制方式，可以通过以下步骤E获得上述表征值。

步骤E：确定在各个极化方向上对应的星座点子集相同的第一信号点的第一数量，作为上述表征值。

具体的，由于基于SP调制方式调制得到的调制信号中的每一信号点在不同极化方向上对应的星座点子集相同，因此若期望识别上述多维调制方式是否为SP调制方式，需要确定在各个极化方向上对应的星座点子集相同的第一信号点的第一数量，作为上述表征值，以确定调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式是否为SP调制方式。

其中，在以包含子集序号的序号字符串的形式记录各个信号点对应的星座点子集的情况下，可以确定序号字符串中包含的子集序号相同的信号点的数量，作为第一数量。

另外，针对SSM(Subset Switch Modulation，子集选择调制)，可以通过以下步骤F获得上述表征值。

步骤F：确定在每一极化方向上对应的星座点子集彼此相同的相邻信号点的第二数量，作为上述表征值。

其中，上述相邻信号点为在上述调制信号中相邻的两个信号点。

具体的，由于基于SSM调制方式调制得到的调制信号中的相邻信号点在每一极化方向上对应的星座点子集彼此相同，因此若期望识别上述多维调制方式是否为SSM调制方式，需要确定在每一极化方向上对应的星座点子集彼此相同的相邻信号点的第二数量，作为上述表征值，以确定调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式是否为SSM调制方式。

其中，在以包含子集序号的序号字符串的形式记录各个信号点对应的星座点子集的情况下，可以确定序号字符串相同的相邻信号点的数量，作为第二数量。

再者，针对TCM(Trellis Code Modulation，多维网格编码)调制方式，可以通过以下步骤G-步骤H获得上述表征值。

步骤G：根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，确定每一信号点对应的多维子集，得到信号点子集对应的多维子集序列。

其中，上述信号点子集为：对调制信号中的各个信号点进行划分得到的、包含第一预设数量个信号点的集合。

具体的，根据TCM调制所使用的卷积编码器的状态转移图，上述第一预设数量可以为3，上述信号点子集中的信号点依次相邻。

另外，上述多维子集序列包含：信号点子集中包含的信号点对应的多维子集。上述多维子集用于表示：信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律。

其中，上述信号点对应的多维子集可以以序号字符串的形式表示，则上述多维子集序列可以为序号字符串的集合。

另外，上述多维子集也可以以多维序号的形式表示，多维序号与信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布情况之间存在预设的对应关系，每一种多维序号对应一种分布情况。上述多维序号可以以数字、字符等形式表示。

例如，若信号点在一个极化方向上对应星座点子集A，在另一个极化方向上对应星座点子集B，则多维序号取值为1；若信号点在一个极化方向上对应星座点子集A，在另一个极化方向上对应星座点子集A，则多维序号取值为2等。

步骤H：统计每一种多维子集序列的数量，并确定数量大于第二预设数量的多维子集序列的种类数，作为上述表征值。

由于基于TCM调制方式得到的调制信号中，相邻信号点在不同极化方向上对应的星座点子集的取值存在一定的规律，并非完全随机，由于TCM使用卷积编码对子集选择位进行编码，根据卷积编码器对应的状态转移路径可知，上述多维子集序列的类型存在一定限制，可以将多维子集序列的种类数作为上述表征值，以确定调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式是否为TCM调制方式。

参见图7，本发明实施例提供了一种多维子集取值的示意图。

其中，s1-s4分别表示进行TCM调制时使用的卷积编码器的状态，00、10、01、11分别表示卷积编码器寄存器状态的取值，图中连接线表示在未受到噪声等干扰的情况下，卷积编码器的状态的取值能够从连接线左侧转移到连接线右侧。卷积编码器的状态转移会影响调制得到的信号点对应的多维子集的取值，图中粗实线、细实线、粗虚线、细虚线表示不同的状态转移路径，分别对应不同多维子集的取值。例如，粗实线对应多维子集的取值为取值1，细实线对应的多维子集的取值为取值2，粗虚线对应的多维子集的取值为取值3，细虚线对应的多维子集的取值为取值4。

由图可见，s1-s4之间存在三次状态转移，对应输出的3个多维子集的取值，即上述多维子集序列可能的种类数为32种：(111)、(114)、(143)、(142)、(134)、(131)、(122)、(123)、(241)、(244)、(213)、(212)、(221)、(224)、(232)、(233)、(341)、(344)、(313)、(312)、(324)、(321)、(332)、(333)、(434)、(431)、(422)、(423)、(411)、(414)、(443)、(442)。而在不使用TCM调制的情况下，多维子集序列的总种类数应为4³＝64种

图7所示的排列规律仅为一种卷积编码器对应的情况，本发明实施例对此不进行限定。

具体的，由于调制信号在传输过程中受到噪声的影响，因此接收到的调制信号中信号点的信号值可能发生变化，信号点的映射点在二维星座图中最接近的星座点可能发生变化，导致信号点对应的星座点子集可能发生变化，信号点子集对应多维子集序列可能发生变化。由于上述变化是随机的，因此小概率出现的多维子集序列可能是受到噪声影响导致的，不具有代表性。可以仅统计数量大于第二预设数量的具有代表性的多维子集序列的种类数，作为上述表征值。

例如，上述第二预设数量可以为5、10等。

本发明的一个实施例中，在识别调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式是否为SP调制方式的情况下，上述表征值为在各个极化方向上对应的星座点子集相同的第一信号点的第一数量，总表征值可以为信号点的总数。

若调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式是SP调制方式，大多数信号点在各个极化方向上对应的星座点子集应该相同，上述表征值应该接近于总表征值，可以计算上述表征值与总表征值之间的比值或差值的绝对值，表示上述表征值和总表征值之间的数值关系。

例如，可以计算上述表征值与总表征值之间的比值，若上述比值大于第一预设比值，则识别调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式是SP调制方式，上述第一预设比值可以为0.8、0.85等。

本发明的另一个实施例中，在识别调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式是否为SSM调制方式的情况下，上述表征值为在每一极化方向上对应的星座点子集彼此相同的相邻信号点的第二数量。总表征值可以为相邻信号点的对数。其中，上述相邻信号点为在所述调制信号中相邻的两个信号点。

由于对于最后一个信号点而言，不存在位于其后端并与其相邻的另一个信号点，而对于其他信号点而言，均存在位于其后端并与其相邻的另一个信号点，因此调制信号中包含的相邻信号点的对数为信号点的总数减1。

若调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式是SSM调制方式，大多数相邻信号点在每一极化方向上对应的星座点子集应该彼此相同，上述表征值应该接近于总表征值，可以计算上述表征值与总表征值之间的比值或差值的绝对值，表示上述表征值和总表征值之间的数值关系。

例如，可以计算上述表征值与总表征值之间的比值，若上述比值大于第二预设比值，则识别调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式是SSM调制方式，上述第二预设比值可以为0.5、0.6等。

本发明的又一个实施例中，在识别调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式是否为TCM调制方式的情况下，上述表征值为数量大于第二预设数量的多维子集序列的种类数，总表征值可以为：信号点对应的多维子集序列的总种类数。上述多维子集序列包含：上述信号点子集中包含的各个信号点对应的多维子集。上述多维子集用于表示：信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律。

若调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式是TCM调制方式，各个多维子集的取值之间互相影响，每一多维子集并不能随意取值，上述总种类数对应的部分种类的多维子集序列在上述调制信号中应该不会出现。上述表征值应该不接近于总表征值，可以计算上述表征值与总表征值之间的比值或差值的绝对值，表示上述表征值和总表征值之间的数值关系。

例如，在信号点子集中包含3个信号点，多维信号调制方式为四维信号调制方式的情况下，每一信号点在一个极化方向上对应的星座点子集存在两种不同的取值，因此每一信号点两个极化方向上对应的多维子集存在4种不同的取值，则上述总表征值为4³＝64。

可以计算上述表征值与总表征值之间的比值，若上述比值小于第三预设比值，则识别调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式是TCM调制方式，上述第三预设比值可以为0.5、0.6等。

与前述多维信号调制方式识别方法相对应，参见图8，本发明实施例还提供了第一种多维信号调制方式识别装置的结构示意图，上述装置包括：

信号接收模块801，用于接收调制信号；

调制方式确定模块802，用于确定调制得到所述调制信号时使用的二维调制方式；

区间确定模块803，用于针对每一极化方向，将所述调制信号中的各个信号点映射到该极化方向对应的二维平面，与所确定的二维调制方式对应的二维星座图中的星座点相比较，确定各个信号点的映射点在该二维星座图中距离最近的星座点所属的星座点子集，作为信号点在该极化方向上对应的星座点子集，其中，所述星座点子集为：采用预设的划分方式、对相应的二维星座图中的星座点进行划分得到的子集；

调制方式识别模块804，用于根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，识别调制得到所述调制信号时使用的多维调制方式。

由以上可见，由于在生成调制信号时所使用的多维调制方式不同，在各个极化方向上，调制信号中的信号点映射到二维星座图上得到的映射点的位置不同，信号点对应的星座点子集的分布规律不同。因此根据各个信号点在不同极化方向上对应的星座点子集的分布情况所符合的分布规律，可以识别出调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式。

参见图9，为本发明实施例提供的第二种多维信号调制方式识别装置的结构示意图，与前述图8所示的实施例相比，上述调制方式识别模块804，包括：

表征值获得子模块804A，用于根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，获得用于表征各个信号点对应的星座点子集的分布规律的表征值；

调制方式识别子模块804B，用于根据所述表征值和总表征值之间的数值关系，从多维分集SP调制方式、多维子集选择SSM调制方式和多维网格编码TCM调制方式中，识别调制得到所述调制信号时使用的多维调制方式。

由以上可见，由于调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式不同，调制信号中各个信号点对应的星座点子集的分布规律不同，因此基于表征各个信号点对应的星座点子集的分布规律的表征值，能够识别出调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式。

本发明的一个实施例中，上述总表征值为信号点的总数，上述表征值获得子模块804A，具体用于：

确定在各个极化方向上对应的星座点子集相同的第一信号点的第一数量，作为所述表征值。

由以上可见，由于基于SP调制方式调制得到的调制信号中的每一信号点在不同极化方向上对应的星座点子集相同，因此若期望识别上述多维调制方式是否为SP调制方式，需要确定在各个极化方向上对应的星座点子集相同的第一信号点的第一数量，作为上述表征值，以确定调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式是否为SP调制方式。

本发明的一个实施例中，上述总表征值为相邻信号点的对数，其中，上述相邻信号点为在所述调制信号中相邻的两个信号点，上述表征值获得子模块804A，具体用于：

确定在每一极化方向上对应的星座点子集彼此相同的相邻信号点的第二数量，作为所述表征值。

由以上可见，由于基于SSM调制方式调制得到的调制信号中的相邻信号点在每一极化方向上对应的星座点子集彼此相同，因此若期望识别上述多维调制方式是否为SSM调制方式，需要确定在每一极化方向上对应的星座点子集彼此相同的相邻信号点的第二数量，作为上述表征值，以确定调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式是否为SSM调制方式。

本发明的一个实施例中，所述总表征值为：信号点对应的多维子集序列的总种类数，所述多维子集序列包含：所述信号点子集中包含的各个信号点对应的多维子集，所述多维子集用于表示：信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律；

上述表征值获得子模块804A，具体用于：

根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，确定每一信号点对应的多维子集，得到信号点子集对应的多维子集序列；

统计每一种多维子集序列的数量，并确定数量大于第二预设数量的多维子集序列的种类数，作为所述表征值。

由以上可见，由于基于TCM调制方式得到的调制信号中，相邻信号点在不同极化方向上对应的星座点子集的取值存在一定的规律，并非完全随机，由于TCM使用卷积编码对子集选择位进行编码，根据卷积编码器对应的状态转移路径可知，上述多维子集序列的类型存在一定限制，可以将多维子集序列的种类数作为上述表征值，以确定调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式是否为TCM调制方式。

本发明的一个实施例中，上述调制方式确定模块802，具体用于：

将所述调制信号中的信号点映射到Stokes空间中，确定各个信号点在Stokes空间中的空间映射点；

对各个空间映射点进行聚类，获得聚类结果；

针对所得到的聚类结果中的聚类中心点计算高阶积累量，得到计算结果；

根据所述计算结果，确定调制得到所述调制信号时使用的二维调制方式。

本发明实施例还提供了一种电子设备，如图10所示，包括处理器1001、通信接口1002、存储器1003和通信总线1004，其中，处理器1001，通信接口1002，存储器1003通过通信总线1004完成相互间的通信，

存储器1003，用于存放计算机程序；

处理器1001，用于执行存储器1003上所存放的程序时，实现上述多维信号调制方式识别方法及装置。

应用本发明实施例提供的电子设备识别信号调制方式时，由于在生成调制信号时所使用的多维调制方式不同，在各个极化方向上，调制信号中的信号点映射到二维星座图上得到的映射点的位置不同，信号点对应的星座点子集的分布规律不同。因此根据各个信号点在不同极化方向上对应的星座点子集的分布情况所符合的分布规律，可以识别出调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式。

上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一多维信号调制方式识别方法的步骤。

应用本实施例提供的计算机可读存储介质中存储的计算机程序识别信号调制方式时，由于在生成调制信号时所使用的多维调制方式不同，在各个极化方向上，调制信号中的信号点映射到二维星座图上得到的映射点的位置不同，信号点对应的星座点子集的分布规律不同。因此根据各个信号点在不同极化方向上对应的星座点子集的分布情况所符合的分布规律，可以识别出调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式。

在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一多维信号调制方式识别方法的步骤。

执行本实施例提供的计算机程序产品识别信号调制方式时，由于在生成调制信号时所使用的多维调制方式不同，在各个极化方向上，调制信号中的信号点映射到二维星座图上得到的映射点的位置不同，信号点对应的星座点子集的分布规律不同。因此根据各个信号点在不同极化方向上对应的星座点子集的分布情况所符合的分布规律，可以识别出调制得到上述调制信号时使用的多维调制方式。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、电子设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种多维信号调制方式识别方法，其特征在于，所述方法包括：

接收调制信号；

确定调制得到所述调制信号时使用的二维调制方式；

针对每一极化方向，将所述调制信号中的各个信号点映射到该极化方向对应的二维平面，与所确定的二维调制方式对应的二维星座图中的星座点相比较，确定各个信号点的映射点在该二维星座图中距离最近的星座点所属的星座点子集，作为信号点在该极化方向上对应的星座点子集，其中，所述星座点子集为：采用预设的划分方式、对相应的二维星座图中的星座点进行划分得到的子集；

根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，识别调制得到所述调制信号时使用的多维调制方式，包括：

根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，获得用于表征各个信号点对应的星座点子集的分布规律的表征值；

根据所述表征值和总表征值之间的数值关系，从多维分集SP调制方式、多维子集选择SSM调制方式和多维网格编码TCM调制方式中，识别调制得到所述调制信号时使用的多维调制方式。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述总表征值为信号点的总数，所述根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，获得用于表征各个信号点对应的星座点子集的分布规律的表征值，包括：

确定在各个极化方向上对应的星座点子集相同的第一信号点的第一数量，作为所述表征值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述总表征值为相邻信号点的对数，其中，所述相邻信号点为在所述调制信号中相邻的两个信号点，所述根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，获得用于表征各个信号点对应的星座点子集的分布规律的表征值，包括：

确定在每一极化方向上对应的星座点子集彼此相同的相邻信号点的第二数量，作为所述表征值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述总表征值为：信号点对应的多维子集序列的总种类数，所述多维子集序列包含：信号点子集中包含的各个信号点对应的多维子集，所述多维子集用于表示：信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律；

所述根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，获得用于表征各个信号点对应的星座点子集的分布规律的表征值，包括：

根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，确定每一信号点对应的多维子集，得到信号点子集对应的多维子集序列；

统计每一种多维子集序列的数量，并确定数量大于第二预设数量的多维子集序列的种类数，作为所述表征值。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述确定调制得到所述调制信号时使用的二维调制方式，包括：

将所述调制信号中的信号点映射到Stokes空间中，确定各个信号点在Stokes空间中的空间映射点；

对各个空间映射点进行聚类，获得聚类结果；

针对所得到的聚类结果中的聚类中心点计算高阶积累量，得到计算结果；

根据所述计算结果，确定调制得到所述调制信号时使用的二维调制方式。

6.一种多维信号调制方式识别装置，其特征在于，所述装置包括：

信号接收模块，用于接收调制信号；

调制方式确定模块，用于确定调制得到所述调制信号时使用的二维调制方式；

区间确定模块，用于针对每一极化方向，将所述调制信号中的各个信号点映射到该极化方向对应的二维平面，与所确定的二维调制方式对应的二维星座图中的星座点相比较，确定各个信号点的映射点在该二维星座图中距离最近的星座点所属的星座点子集，作为信号点在该极化方向上对应的星座点子集，其中，所述星座点子集为：采用预设的划分方式、对相应的二维星座图中的星座点进行划分得到的子集；

调制方式识别模块，用于根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，识别调制得到所述调制信号时使用的多维调制方式，所述调制方式识别模块，包括：

表征值获得子模块，用于根据各个信号点在各个极化方向上对应的星座点子集的分布规律，获得用于表征各个信号点对应的星座点子集的分布规律的表征值；

调制方式识别子模块，用于根据所述表征值和总表征值之间的数值关系，从多维分集SP调制方式、多维子集选择SSM调制方式和多维网格编码TCM调制方式中，识别调制得到所述调制信号时使用的多维调制方式。

7.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-5任一所述的方法步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5任一所述的方法步骤。

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