通信信号调制识别与解调技术研究

论文摘要

通信信号的调制方式识别技术是将接收或截获到的通信信号经过特定的分析处理,从而自动的识别出信号调制类型的新技术。本课题主要研究调制识别分类算法,并结合软件无线电的数字化解调技术,研制出具有通信信号调制方式的自动识别和解调功能的调制识别和解调原理样机。本文首先叙述了信号调制识别技术研究的意义、国内外技术状态和发展趋势,然后在调制识别技术研究方案、软硬件设计、原理样机实现、指标测试各方面做了详细的阐述。设计采用软件无线电接收机的结构,输入中频信号频率为70MHz,信号经放大、模/数变换后送高速FPGA和DSP信号处理板数据处理。在识别算法上,采用基于特征提取的统计模式识别方法,通过提取信号的特征参数对信号分类。在识别出信号的调制体制后,可进一步进行解调处理。解调使用软件无线电数字化实现,灵活性高,通过修改软件配置,能适应各种调制信号形式。为了取得较好的解调灵敏度、动态范围和误码性能,采用相干解调方式,在接收端恢复与发射端同频同相的载波信号。在MATLAB仿真的基础上,将识别和解调算法在FPGA和DSP中进行了硬件实现。其中FPGA主要完成信号的数字下变频率,数字滤波,载波跟踪和信号的解调功能,DSP主要完成信号的分类识别算法。最后,在输入信号存在不同的多谱勒频率,输入电平,信噪比,调制方式下对调制识别原理样机进行了测试,测试结果指标基本达到了工程应用的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 国外技术状态和发展趋势
• 1.3 国内研究现状
• 1.4 本课题的主要工作
• 第二章 调制识别及解调技术设计方案
• 2.1 主要技术指标
• 2.2 硬件方案考虑
• 2.3 识别算法分析
• 2.4 解调算法设计方案
• 2.5 本章小结
• 第三章 调制识别及解调样机硬件设计
• 3.1 样机硬件组成
• 3.2 高速 AD-FPGA 盒组成
• 3.3 高速 DSP 板组成
• 3.4 中频滤波放大盒及电源盒组成
• 3.5 本章小结
• 第四章 调制识别及解调软件设计
• 4.1 数字下变频及载波跟踪
• 4.2 识别算法 DSP 实现
• 4.2.1 识别算法 DSP 程序流程图
• 4.2.2 CW 信号的识别
• 4.2.3 FM 信号的识别
• 4.2.4 FSK 信号的识别
• 4.2.5 AM 信号的识别
• 4.2.6 BPSK 信号的识别
• 4.2.7 QPSK 信号的识别
• 4.3 解调算法实现
• 4.3.1 调幅信号的解调
• 4.3.2 FM 和 FSK 信号的解调
• 4.3.3 BPSK 和 QPSK 信号的解调
• 4.4 本章小结
• 第五章 实验测试
• 5.1 测试系统组成
• 5.2 测试步骤
• 5.3 测试结果
• 5.4 本章小结
• 第六章 全文总结
• 6.1 总结
• 6.2 今后的工作
• 6.3 展望
• 参考文献
• 附录一 硬件及测试现场图片
• 致谢
• 硕士期间已发表或录用的论文