随着认知无线电技术的发展,以及以神经网络、小波变换、遗传算法等为代表的信息处理技术等的出现,调制方式识别技术也日趋全面、完善。由于调制方式的多样性,目前并没有能够一种描述全部调制方式的算法。也正因如此,目前的调制识别方法也是种类繁多,性能参差不齐,往往在识别范围与运算量之间相互制约。未来调制识别技术的主要努力方向将会是以下几点:(1)更高的自动识别准确率;(2)更广的识别范围;(3)尽量降低识别算法的实现难度;(4)更强的抗干扰能力与更好的复杂条件下使用稳定性。
1.3 本文研究内容及安排
本文从常用数字信号调制方式入手,通过对不同调制方式进行特征分析来进行调制方式识别,并利用Matlab系统进行了仿真测试。全文分为四大部分,内容安排如下:
第一章:介绍了本课题的研究背景,对目前相关领域技术发展做了基本阐述,介绍了课题意义与发展现状,并对课题前景做了一定分析。
第二章:对调制识别过程与调制识别分类原理进行介绍,并对本文如何进行调制方式识别方案进行了安排。
第三章:产生并介绍了二进制与四进制数字信号的三种常用的信号调制方式,对三种调制方式的特点做了初步分析。
第四章:基于第二章的结果,对已调数字信号进行特征提取并分析结果,对不同调制方式进行区分。
2 设计原理与方法
2.1 调制识别原理
信号调制方式的识别有很多种方法,但本质上这就是一个模式识别的过程。对信号进行识别共包含三个步骤,分别是:(1)信号预处理;(2)特征提取;(3)分类识别。三步骤相互支撑,共同完成对信号的解调前期工作。
信号预处理本质上是进行载频的估计、滤波器的使用使接收到的信号变得容易被处理,为后面对信号的处理提供较为合适的预设数据。由于信号在复杂的传输信道环境中会受到各种的干扰,例如噪声和其它信号的干扰,往往接收到的信号都是无法被直接处理的,这时便需要对信号进行预处理。通过对频率下变频、同相分量和正交分量分解以及载频估计等工作对信号进行处理,确保不同信号间相互隔离,不产生串扰,使得每次进入调制识别环节的信号都是单一的,从而可以顺利地进行接下来的工作。
特征提取是对已经过预处理的信号进行特定参数提取,主要包括时域和频域的一些反应信号特点的参数,以此为基础为识别提供数据上的支持。其中主要包括瞬时幅度、瞬时相位、瞬时频率、频域功率谱、频谱相关函数及其它统计参数等时频特征参数。
分类识别,就是选择合适的判决规则,通过对前一部分所提取的特征进行分析,从而完成对调制方式的识别。目前主要采用的识别用分类器有两种:(1)基于决策树结构的分类器;(2)基于神经网络结构的分类器。决策树型分类器是一种采用了多级分类结构的分类器,每一级分类器根据一个或多个特征参数,预设门限对信号进行门限区分,再由下一级用同样的方法对信号进行更细致的区分,最终完成调制方式识别。也正由于这种类似树形的结构,这种分类器才被如此命名。而神经网络型分类器则是以类似人体神经的结构进行识别,微处理器是细胞体,输入端是树突,输出端是轴突,I/O接口是突触,分别为分类器发挥类似于神经元各部分一样的各自的作用。两种分类器各有特点:决策树型分类器实现相对简单,实用性好,但由于采用门限识别,导致其需提前设定门限而不能随机应变,自适应性较差,更适合用来分类经过较好与处理的特征清晰的调制信号;神经网络分类器由于其出色的设计理念而具备了强大的适应能力,能够在复杂条件下稳定提供较高的识别率,但因其设计难度较大且实现算法复杂,导致其实用性较低,运算速度不快,很难应用于实时系统。 Matlab认知无线电中调制方式识别系统的设计与实现(3):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_22213.html