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空间传播的通信信号采用不同的调制方式。在许多应用中,需要监视通信信号的活动情况,区分信号的性质,甚至截获其内容。例如民用当局希望监视信号传输,以实现信号认证、干扰识别和频谱管理。在军事应用中,通信情报系统作为电子战的电子支援措施之一,用来完成电子频谱监视,进行威胁分析,帮助选择干扰策略,以及截获有用军事情报。
调制方式是区分不同性质通信信号的一个重要特征,而要截获通信信号的信息内容,必须知道信号的调制方式和调制参数。给定一段接收的通信信号,调制识别的目的就是在未知调制信息内容的前提下,判断出通信信号的调制方式,估计出其调制参数。
本文针对AM、DSB、LSB、USB、FM、2ASK、4ASK、2FSK、4FSK、MSK、GMSK、BPSK、QPSK、OQPSK共14种调制类型识别问题,采用了统计模式识别的方案,在SNR≥8dB时,识别正确率达到97%以上。其特点是,识别无须任何先验知识,识别的调制类型多,识别的正确率高,达到了自动分类识别的目的,并有利于实现识别的实时化,仿真结果表明了此方法的优越性。
本文的研究内容主要包括以下几个方面:
(1)研究了常用调制方式识别的特征集,提出了好的特征的3个要求,为寻找好的特征集提供了理论依据。
(2)在此基础上从信号中提取了9个基于信号时域包络、相位、频率及信号复杂度的统计特征参数,构造了特征集;
(3)对神经网络进行了改造,通过决策树的分析,设计了分层结构的神经网络分类器,并通过改进学习算法、目标矩阵和神经网络隐层层数等大大加快了神经网络的训练速度,提高了识别正确率。
(4)研究了通信信号载波频率、码速率的估计问题,理论分析和计算机仿真表明算法具有好的工程实用性。