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【摘 要】数字调制方式的识别的方法通常是基于判决理论和统计模式识别的。前者通常要定义某种似然因子,利用概率和假设检验论据构造模式识别问题,其缺点是算法复杂,而且需要知道信号的一些先验知识;后者是利用一组特征参数集来表现信号,并利用这些参数实现信号分类,此时识别系统分为特征提取和类型识别两部分。
【关键字】数字调制 特征提取 识别
一、引言
数字调制信号采用的特征参数包括瞬时幅度、瞬时相位和瞬时频率三个瞬时值,而它们的提取很容易受噪声的影响,尤其是瞬时相位的提取。可以选用升余弦滤波器对信号进行滤波,因为该滤波器不仅满足奈奎斯特准则,而且可以通过改变滚降系数来逼近理想滤波器,从而有效地降低噪声的影响。然后再进行相位修正,从而得到较准确的相位信息。
二、数字调制信号的特征参数
信号的信息包含在瞬时幅度、频率和相位中,瞬时幅度可用原信号与载频信号进行相干解调,然后低通滤波就可得到。提取瞬时频率和相位信息一般要通过解析信号来获得。通过对信号进行FFT,取正频率部分,再进行IFFT,构造解析信号,也可以通过Hilbert变换得到解析信号。
信号接收机的输出信号都是实信号,经过A/D变换后,得到实信号序列,采用Hilbert变换,得到的Hilbert变换序列为:
在得到信号的解析形式以后,可以得到信号的瞬时相位,解析信号的实部和虚部之间的
三角关系包含信号的瞬时相位信息,可以直接用取相角函数获得信号的瞬时相位为:
然而,因为信号的瞬时相位对噪声非常敏感,如在非高信噪比的情况下,采用式(5)估计出的瞬时频率将会有很大的误差。此时,一般采用短时过零法来估计信号的瞬时频率。
因为PSK信号的信息非常弱,已经完全被噪声淹没,从而不能有效地将FSK和PSK区分开,而ASK信号的幅度信息比起其它信号来相对较明显,所以只能用把ASK从PSK、FSK中区分出来,然后利用归一化频率相关值来区分PSK和FSK信号。PSK信号的瞬时频率值除了在相位突变处有毛刺外,其余处近似为零,而FSK信号瞬时频率值为连续的矩形波,所以对于PSK信号,趋近于0,而对于FSK信号,不为0。故设置合适的判决门限,就能将PSK和FSK信号有效地区分。
三、数字调制信号的识别方法
(一) 决策树
通过对上述各特征参数的分析,采用决策树的识别流程如图3-6所示。采用决策树的识别步骤为:
1.计算待识别信号的参数,与门限比较,将待识别的信号分为ASK和(FSK,PSK)两类;
2.对于判别类属于(FSK、PSK)的信号,用参数与门限比较,将其分为两类:FSK和PSK信号。
(二) 判决门限的确定
利用计算机仿真实验得到特征参数随信噪比变化的特性曲线如图1至3所示。通过比较和分析特性曲线,得到参考判决门限值如表1所示。
四、结论
通信信号调制识别技术不论在军事系统还是在民用领域中都是信号检测和信号解调之间的重要步骤。随着通信和通信对抗技术发展,通信信号调制识别方法研究及应用日益受到重视。
参考文献:
[1]姚亚峰,黄载禄. 通信信号调制识别技术[J]. 通信技术,2003,138(6):41-43.
[2]张麟兮,赵军仓,樊红社. 软件无线电中调制识别和数字解调技术[J]. 计算机测量与控制,2006,14(9):1241-1243.
基金项目:
河北省教育厅高等学校科学研究青年基金项目(No. Q2012029).
【关键字】数字调制 特征提取 识别
一、引言
数字调制信号采用的特征参数包括瞬时幅度、瞬时相位和瞬时频率三个瞬时值,而它们的提取很容易受噪声的影响,尤其是瞬时相位的提取。可以选用升余弦滤波器对信号进行滤波,因为该滤波器不仅满足奈奎斯特准则,而且可以通过改变滚降系数来逼近理想滤波器,从而有效地降低噪声的影响。然后再进行相位修正,从而得到较准确的相位信息。
二、数字调制信号的特征参数
信号的信息包含在瞬时幅度、频率和相位中,瞬时幅度可用原信号与载频信号进行相干解调,然后低通滤波就可得到。提取瞬时频率和相位信息一般要通过解析信号来获得。通过对信号进行FFT,取正频率部分,再进行IFFT,构造解析信号,也可以通过Hilbert变换得到解析信号。
信号接收机的输出信号都是实信号,经过A/D变换后,得到实信号序列,采用Hilbert变换,得到的Hilbert变换序列为:
在得到信号的解析形式以后,可以得到信号的瞬时相位,解析信号的实部和虚部之间的
三角关系包含信号的瞬时相位信息,可以直接用取相角函数获得信号的瞬时相位为:
然而,因为信号的瞬时相位对噪声非常敏感,如在非高信噪比的情况下,采用式(5)估计出的瞬时频率将会有很大的误差。此时,一般采用短时过零法来估计信号的瞬时频率。
因为PSK信号的信息非常弱,已经完全被噪声淹没,从而不能有效地将FSK和PSK区分开,而ASK信号的幅度信息比起其它信号来相对较明显,所以只能用把ASK从PSK、FSK中区分出来,然后利用归一化频率相关值来区分PSK和FSK信号。PSK信号的瞬时频率值除了在相位突变处有毛刺外,其余处近似为零,而FSK信号瞬时频率值为连续的矩形波,所以对于PSK信号,趋近于0,而对于FSK信号,不为0。故设置合适的判决门限,就能将PSK和FSK信号有效地区分。
三、数字调制信号的识别方法
(一) 决策树
通过对上述各特征参数的分析,采用决策树的识别流程如图3-6所示。采用决策树的识别步骤为:
1.计算待识别信号的参数,与门限比较,将待识别的信号分为ASK和(FSK,PSK)两类;
2.对于判别类属于(FSK、PSK)的信号,用参数与门限比较,将其分为两类:FSK和PSK信号。
(二) 判决门限的确定
利用计算机仿真实验得到特征参数随信噪比变化的特性曲线如图1至3所示。通过比较和分析特性曲线,得到参考判决门限值如表1所示。
四、结论
通信信号调制识别技术不论在军事系统还是在民用领域中都是信号检测和信号解调之间的重要步骤。随着通信和通信对抗技术发展,通信信号调制识别方法研究及应用日益受到重视。
参考文献:
[1]姚亚峰,黄载禄. 通信信号调制识别技术[J]. 通信技术,2003,138(6):41-43.
[2]张麟兮,赵军仓,樊红社. 软件无线电中调制识别和数字解调技术[J]. 计算机测量与控制,2006,14(9):1241-1243.
基金项目:
河北省教育厅高等学校科学研究青年基金项目(No. Q2012029).