通信信号调制方式识别研究

论文摘要

通信信号的调制方式是其重要特征之一,是软件无线电、通信侦察、电子对抗、无线电监测等领域的一个重要研究课题。需要在复杂环境和噪声干扰条件下确定出信号的调制方式和调制参数,从而为进一步分析和处理提供依据。调制方式是区别不同体制通信的一个重要特征。调制识别的目的是在没有先验知识的情况下,通过对接收到的信号进行分析处理,判断出信号的调制方式。随着通信技术的发展,调制方式种类繁多,调制复杂度增加。这对调制方式识别的研究提出了更高的要求。本文对目前主要识别方法进行深入的研究。分析存在的一些问题并给出了改进方案,在VC+MATLAB环境下形成系统。主要工作概括如下:首先,简要介绍了调制方式识别的相关理论,较为详细地描述了常用特征参量及其数学模型。针对信号时频特征提取过程中的统计直方图量化问题,给出一种基于可变滑动窗口重心的算法。详细介绍了该算法的原理并给出仿真结果。该算法具有运算量小、精度高、参数少等特点,一定程度上减少了识别过程中的人工参与。提高了系统的自动化程度。其次,由于QPSK与OQPSK、8PSK与pi/4QpSK信号星座图相同、常用时间/频率域特征相似、高阶累积量亦无明显差别等特点。给出一种基于相位跳变统计特征的调制方式分类方法。该方法抓住这两组信号调制过程中的本质区别,提取出信号“可能的相位转移数”这一重要特征。通过仿真,验证了利用这一特征进行分类的有效性。最后,在前人识别方案的基础上,结合个人局部的改进。给出一个修改方案,先计算待识别信号的典型累积量值并送入经过训练的RBF神经网络进行初步分类。然后结合信号时域特征、频域特征、功率谱特征等参数进一步细分。最后给出一套VC与MATLAB结合环境下的“调制方式自动识别系统”应用程序。经过大量的仿真试验,结果表明,在识别准确率和系统识别效率上都有较大提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景和目的
• 1.2 调制方式识别技术发展概述
• 1.3 调制方式识别的基本方法
• 1.4 本文的主要工作
• 2 通信信号数学模型及特征参数
• 2.1 调制解调基本理论
• 2.2 通信信号数学模型
• 2.2.1 模拟调制及数学模型
• 2.2.2 数字调制及数学模型
• 2.3 通信信号的特征参数
• 2.3.1 基本特征参数
• 2.3.2 时频变换特征参数
• 2.3.3 高阶累积量特征参数
• 3 可变滑动窗口重心法在信号特征参量提取中的应用
• 3.1 引言
• 3.2 特征参量提取过程中的量化问题
• 3.3 可变滑动窗口重心法基本原理
• 3.4 可变滑动窗口重心法在信号特征参量提取中的应用
• 3.5 仿真结果
• 3.6 小结
• 4 基于相位跳变统计特征的调制方式分类方法
• 4.1 引言
• 4.2 MPSK/MQAM信号特征
• 4.3 利用相位跳变统计特征识别QPSK/OQPSK，8PSK/（π/4）QPSK
• 4.4 相位跳变统计特征法在调制方式分类中的应用
• 4.5 仿真结果
• 4.6 小结
• 5 调制方式识别的仿真实验
• 5.1 调制识别总体方案
• 5.1.1 原有分类方案
• 5.1.2 改进后的分类方案
• 5.1.3 改进后系统实现
• 5.2 仿真实验
• 5.3 性能分析
• 5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢