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《基于軟件無線電的信號調制識別技術的研究與實現(xiàn)》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、碩士學位論文開題報告北京航空航天大學計算機學院碩士學位論文開題報告論文題目:基于軟件無線電的信號調制識別技術的研究與實現(xiàn)專業(yè):計算機應用研究方向:計算機應用研究生:劉旭東學號:SY0806222指導教師:吳威教授北京航空航天大學計算機學院2009年11月北京航空航天大學計算機學院·2·北京航空航天大學2007級碩士研究生開題報告基于軟件無線電的信號調制識別技術的研究與實現(xiàn)北京航空航天大學計算機學院·15·北京航空航天大學2007級碩士研究生開題報告基于軟件無線電的信號調制識別技術的研究與實現(xiàn)第1章研究背景和意義通信的目的是通過信道快速有效、安全準確地傳輸消息。為
2、了充分利用信道容量,滿足不同用戶的不同需求,使信號的特性與信道的特性更好地匹配,基帶信號不能直接傳輸,必須經(jīng)過調制。通過調制,還可以獲得更高的通信速率、更有效的頻譜利用率。目前的通信系統(tǒng)中應用了各種各樣的調制方式,并在不同的頻道上進行傳輸。調制信號的調制樣式是區(qū)分不同通信信號的重要特征。信號的調制識別是指在未知調制信息內容以及調制參數(shù)的前提下,判斷出信號所采用的調制方式,并估計出某些調制參數(shù),為解調器正確選擇解調算法提供參數(shù)依據(jù),最終獲得有用的信息內容的過程。調制樣式識別是介于能量檢測和解調之間的過程,能量檢測只需要粗略地估計信號的帶寬和中心率,而解調需要精確的
3、頻率信息和信號的調制樣式。因此,調制樣式的識別就需要在先驗知識較少的情況下完成識別的過程,并得到更加精確的一些參數(shù)值。無線電信號調制方式的確定,關系到能否正確復原原始信號。因此無線電信號調制方式自動識別在軍事和民用方面都有重要意義。特別是在無線電監(jiān)測、通信偵察、電子對抗、信號認證、干擾識別、頻譜管理等方面有重要的應用。綜上所述,通信信號的調制類型識別技術有很高的使用價值,在通信領域有著廣泛的應用前景。第2章國內外研究現(xiàn)狀為了便于討論和比較己有的各種調制識別算法的性能特點,首先簡單介紹通信截獲接收機的基本原理,以及調制識別功能在接收機中的應用情況。從信息獲取的角度
4、講,通信截獲接收機與一般的通信接收機,兩者的接收目的是相同的。但從信息對抗的角度看,兩者所擁有的先驗知識不同,一般的通信接收機工作于協(xié)作通信環(huán)境,收發(fā)雙方預先約定好通信所用的信號調制方式、調制參數(shù)、載波頻率等參數(shù),供接收方完成載波、比特同步和信道參數(shù)估計。相比之下,通信截獲接收機工作于非協(xié)作通信環(huán)境,一般情況下,只知道極少的通信參數(shù)。因此,截獲接收機除了具有通用的接收機北京航空航天大學計算機學院·15·北京航空航天大學2007級碩士研究生開題報告基于軟件無線電的信號調制識別技術的研究與實現(xiàn)功能外,還要完成信號的調制類型識別。圖1給出了通信系統(tǒng)的基本框圖,表明了通
5、信截獲接收機所處的信號環(huán)境。圖1通信系統(tǒng)的基本框圖圖2給出了數(shù)字通信截獲接收機的功能框圖。依據(jù)已知或所需通信信號先驗知識的多少不同,可分別對接收機的中頻信號、基帶復信號或碼元同步采樣序列進行處理,實現(xiàn)調制識別算法。由于數(shù)字通信信號和信道噪聲一般建模為隨機過程,加上未知的信道衰落、多徑傳播和干擾的影響,給定調制方式的集合,調制識別在本質上是一個具有多個未知參量的多元模式分類問題。在已發(fā)表的有關調制識別的文獻中,所采用的調制識別方法大致可分為兩類,即基于特征提取的模式識別方法和最大似然假設檢驗方法(或稱為似然比判決理論方法)。圖2通信截獲接收機功能框圖1.1基于模式
6、識別的調制分類方法基于模式識別方法的調制識別算法,其流程如圖3所示:北京航空航天大學計算機學院·15·北京航空航天大學2007級碩士研究生開題報告基于軟件無線電的信號調制識別技術的研究與實現(xiàn)圖3基于模式識別方法的調制識別算法過程給定待分類的調制樣式集合,首先選擇用于分類的特征參數(shù)和分類器的分類規(guī)則,然后從己知調制類型的通信信號樣本(訓練樣本)中提取特征參數(shù)值。用這些已知調制類型的特征參數(shù)訓練分類器,直到分類輸出滿足給定的誤差要求,或通過對特征參數(shù)的統(tǒng)計分析(均值、方差)直接設置分類器的判決門限或分類函數(shù)的參數(shù),完成分類器的訓練階段。在性能測試階段,利用另外一組通
7、信信號樣本(測試樣本),把提取的特征參數(shù)值輸入分類器,根據(jù)分類器的正確分類率來檢測分類性能。在己有的調制識別文獻中,Azzouz等人利用Hilbert變換提取中頻通信信號的瞬時包絡、相位和頻率信息。Assaleh等人把中頻通信信號建模為時變自回歸過程,通過求解自回歸模型參數(shù),來估計信號的瞬時頻率和帶寬。Hong等人利用小波變換提取FSK和PSK信號的瞬時頻率和相位變化,Ketterer通過計算信號的Margenau-hill分布(一種固定核的科恩分布)提取瞬時相位信息。Gini等人采用循環(huán)平穩(wěn)模型來估計基帶信號的碼元速率。利用模式識別方法分類調制類型,所用的分類
8、特征歸納起來主要有以下幾