数字通信信号调制方式自动识别研究

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调制方式识别是认知无线电中的一个重要组成部分,它是构成认知无线电通用接收机和智能调制解调器的重要技术基础;只有准确的识别出通信信号的调制样式及其参数,才能解调出正确的调制信息;在应急通信领域里,如海啸、地震、水灾、火灾等这些突发事件对通信系统的实时性要求很高,由于全部无线通信均通过自由空间传播,为了能够实现快速布设通信网络,通信系统之间能够正常通信,对每个通信系统所发出的信号调制方式识别就显得尤为重要[1];只有正确识别出其他通信系统的调制方式、占用频段、传输带宽等这些信息,才能合理分配自身的通信频段,采取合理的调制方式进行信号传输。认知无线电的本质是智能化的软件无线电,使无线设备能够发现余暇频谱并开发利用是认知无线电的核心思想;认知无线电具备智能、灵活、可重配置这些显著特征,通过智能技术感知无线环境,调整内部的通信机制来适应环境的变化,从而可以实现内部状态适应无线信号的统计变化,通过频谱感知和智能学习使系统可以实现频谱共享和动态分配是其根本目的;如今,在非合作通信领域,针对信号的识别与检测性能低、与实际应用需求相差甚远等这一系列问题,本文阐述了信号检测理论、通信信号调制识别这些关键技术。首先,通过认知无线电技术从无线环境里感知对方信号频率并进行截取;其次,对接收到的信号进行时域和变换域的分析,尤其是时域里的特征参数,主要包括信号的载波频率、SNR、信元速度等这些瞬时参数值;最后,通过识别算法实现信号的调制类型的区分,接收机根据识别出来的信息来调整自身的通信机制,实现与发送方的正常通信。课题采用了两种典型的识别方法成功实现了数字通信信号调制方式的识别,通过硬件实现了瞬时特征参数识别法,用真实效果验证了算法的正确性与可行性。
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