通信信號調(diào)制方式分類識別算法研究.pdf

1、通信技術(shù)正以日新月異的速度發(fā)展，其中以通信信號各種調(diào)制方式的變化和進(jìn)步尤為突出，通信信號調(diào)制方式分類識別研究也相繼發(fā)展起來。由于信號環(huán)境的日趨密集，使得常規(guī)的識別方法和理論很難適應(yīng)實(shí)際需要，無法有效地對通信信號進(jìn)行識別，對數(shù)字通信信號的識別研究提出了更高的要求。
　　調(diào)制方式分類識別在合作領(lǐng)域和非合作領(lǐng)域都具有重要的意義。在合作領(lǐng)域中，調(diào)制方式分類識別是軟件無線電通用接收機(jī)和認(rèn)知無線電智能接收機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)，同時也是瓶頸和核心。

2、調(diào)制方式也廣泛應(yīng)用于政府實(shí)施有效無線頻譜管理、監(jiān)視民用信號等方面。在非合作領(lǐng)域中，調(diào)制方式分類識別更起到了關(guān)鍵的作用。未來戰(zhàn)爭是以信息優(yōu)勢為基礎(chǔ)，這使得通信在戰(zhàn)爭中的地位變得尤為突出，通信對抗已經(jīng)成為現(xiàn)代戰(zhàn)中電磁領(lǐng)域斗爭的焦點(diǎn)。通信對抗需要截獲敵方的信號，掌握信號中承載的信息內(nèi)容，而調(diào)制方式分類識別是這一過程的基礎(chǔ)。在各種無線通信信號類型中，衛(wèi)星通信信號占有很大的比例，因此能對衛(wèi)星通信信號進(jìn)行調(diào)制方式的分類識別具有很高的實(shí)用價值。由于衛(wèi)

3、星無線通信環(huán)境的復(fù)雜性，特別是戰(zhàn)場環(huán)境下的不可預(yù)知性，使得傳統(tǒng)的調(diào)制分類識別方法性能下降，難以滿足現(xiàn)代戰(zhàn)爭的需要。因此非理想環(huán)境下的調(diào)制方式分類識別逐漸引起了人們的重視。
　　在此背景下，本文重點(diǎn)對非理想情況中的大范圍信噪比變化下和衰落信道下衛(wèi)星通信信號的調(diào)制方式分類識別算法進(jìn)行深入和系統(tǒng)的研究。
　　首先，對盲信噪比估計進(jìn)行研究。信噪比是信號質(zhì)量的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)，對后續(xù)的盲均衡和調(diào)制方式分類識別算法起到鋪墊作用。提出基于子空

4、間和聯(lián)合信息標(biāo)準(zhǔn)的盲信噪比估計算法，不僅更適用于小樣本估計，還可以擴(kuò)大估計范圍。這種算法既適用于加性高斯白噪聲信道，也適用于衰落信道。
　　其次，為減弱非理想信道對信號的影響，對信道盲均衡進(jìn)行深入研究。分析在衛(wèi)星信號截獲中存在的星間鏈路信道和星地信道，并給出對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。在信道盲均衡算法基礎(chǔ)上，對超指數(shù)算法進(jìn)行改進(jìn)，提出一種新穎穩(wěn)健的超指數(shù)算法。這種算法先對信號的噪聲功率進(jìn)行估計，并通過這個噪聲功率估計值來減小噪聲影響，然后采用

5、二階累積量和四階累積量相結(jié)合的方法對信道進(jìn)行均衡。該算法減弱了噪聲，克服了原超指數(shù)算法在低信噪比下不能維持收斂的缺點(diǎn)，同時保持了收斂速度。
　　再次，將支持向量機(jī)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行比較，支持向量機(jī)不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且有較強(qiáng)的泛化能力，它可以避免神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的過學(xué)習(xí)、欠學(xué)習(xí)和局部最小點(diǎn)等缺陷。針對目前調(diào)制識別算法存在的問題，提出了基于支持向量機(jī)的三種調(diào)制方式分類識別的算法。第一種算法為支持向量機(jī)模糊網(wǎng)絡(luò)，它將多個分類器的結(jié)果通過一種新的模糊

6、積分融合在一起，使得算法可以在大的信噪比范圍內(nèi)對信號進(jìn)行識別，尤其在低信噪比下的識別率比較高。第二種算法為支持向量機(jī)自適應(yīng)調(diào)制分類識別算法，它需要借助第二章中的信噪比估計值來選擇合適的分類器對信號進(jìn)行分類，僅使用單個分類器就能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍信噪比識別能力。第三種算法是基于小波和小波支持向量機(jī)調(diào)制分類識別算法，將改進(jìn)的重點(diǎn)放在訓(xùn)練過程上，提出一種改進(jìn)的訓(xùn)練分類器的方法，來擴(kuò)大單個分類器信噪比的識別范圍。本文也分析了載波誤差對識別正確率的影響