基于軟件無線電的信號(hào)調(diào)制識(shí)別技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)

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1、碩士學(xué)位論文開題報(bào)告北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院碩士學(xué)位論文開題報(bào)告論文題目：基于軟件無線電的信號(hào)調(diào)制識(shí)別技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)專業(yè)：計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究生：劉旭東學(xué)號(hào)：SY0806222指導(dǎo)教師：吳威教授北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2009年11月北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院·2·北京航空航天大學(xué)2007級(jí)碩士研究生開題報(bào)告基于軟件無線電的信號(hào)調(diào)制識(shí)別技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院·15·北京航空航天大學(xué)2007級(jí)碩士研究生開題報(bào)告基于軟件無線電的信號(hào)調(diào)制識(shí)別技術(shù)的研究與實(shí)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(zhǔn)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(hào)的特性與信道的特性更好地匹配，基帶信號(hào)不能直接傳輸，必須經(jīng)過調(diào)制。通過調(diào)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(yīng)用了各種各樣的調(diào)制方式，并在不同的頻道上進(jìn)行傳輸。調(diào)制信號(hào)的調(diào)制樣式是區(qū)分不同通信信號(hào)的重要特征。信號(hào)的調(diào)制識(shí)別是指在未知調(diào)制信息內(nèi)容以及調(diào)制參數(shù)的前提下，判斷出信號(hào)所采用的調(diào)制方式，并估計(jì)出某些調(diào)制參數(shù)，為解調(diào)器正確選擇解調(diào)算法提供參數(shù)依據(jù)，最終獲得有用的信息內(nèi)容的過程。調(diào)制樣式識(shí)別是介于能量檢測(cè)和解調(diào)之間的過程，能量檢測(cè)只需要粗略地估計(jì)信號(hào)的帶寬和中心率，而解調(diào)需要精確的

3、頻率信息和信號(hào)的調(diào)制樣式。因此，調(diào)制樣式的識(shí)別就需要在先驗(yàn)知識(shí)較少的情況下完成識(shí)別的過程，并得到更加精確的一些參數(shù)值。無線電信號(hào)調(diào)制方式的確定，關(guān)系到能否正確復(fù)原原始信號(hào)。因此無線電信號(hào)調(diào)制方式自動(dòng)識(shí)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(cè)、通信偵察、電子對(duì)抗、信號(hào)認(rèn)證、干擾識(shí)別、頻譜管理等方面有重要的應(yīng)用。綜上所述，通信信號(hào)的調(diào)制類型識(shí)別技術(shù)有很高的使用價(jià)值，在通信領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。第2章國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀為了便于討論和比較己有的各種調(diào)制識(shí)別算法的性能特點(diǎn)，首先簡(jiǎn)單介紹通信截獲接收機(jī)的基本原理，以及調(diào)制識(shí)別功能在接收機(jī)中的應(yīng)用情況。從信息獲取的角度

4、講，通信截獲接收機(jī)與一般的通信接收機(jī)，兩者的接收目的是相同的。但從信息對(duì)抗的角度看，兩者所擁有的先驗(yàn)知識(shí)不同，一般的通信接收機(jī)工作于協(xié)作通信環(huán)境，收發(fā)雙方預(yù)先約定好通信所用的信號(hào)調(diào)制方式、調(diào)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(jì)。相比之下，通信截獲接收機(jī)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(jī)除了具有通用的接收機(jī)北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院·15·北京航空航天大學(xué)2007級(jí)碩士研究生開題報(bào)告基于軟件無線電的信號(hào)調(diào)制識(shí)別技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)功能外，還要完成信號(hào)的調(diào)制類型識(shí)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(jī)所處的信號(hào)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(jī)的功能框圖。依據(jù)已知或所需通信信號(hào)先驗(yàn)知識(shí)的多少不同，可分別對(duì)接收機(jī)的中頻信號(hào)、基帶復(fù)信號(hào)或碼元同步采樣序列進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)調(diào)制識(shí)別算法。由于數(shù)字通信信號(hào)和信道噪聲一般建模為隨機(jī)過程，加上未知的信道衰落、多徑傳播和干擾的影響，給定調(diào)制方式的集合，調(diào)制識(shí)別在本質(zhì)上是一個(gè)具有多個(gè)未知參量的多元模式分類問題。在已發(fā)表的有關(guān)調(diào)制識(shí)別的文獻(xiàn)中，所采用的調(diào)制識(shí)別方法大致可分為兩類，即基于特征提取的模式識(shí)別方法和最大似然假設(shè)檢驗(yàn)方法(或稱為似然比判決理論方法)。圖2通信截獲接收機(jī)功能框圖1.1基于模式

6、識(shí)別的調(diào)制分類方法基于模式識(shí)別方法的調(diào)制識(shí)別算法，其流程如圖3所示:北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院·15·北京航空航天大學(xué)2007級(jí)碩士研究生開題報(bào)告基于軟件無線電的信號(hào)調(diào)制識(shí)別技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)圖3基于模式識(shí)別方法的調(diào)制識(shí)別算法過程給定待分類的調(diào)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(diào)制類型的通信信號(hào)樣本(訓(xùn)練樣本)中提取特征參數(shù)值。用這些已知調(diào)制類型的特征參數(shù)訓(xùn)練分類器，直到分類輸出滿足給定的誤差要求，或通過對(duì)特征參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析(均值、方差)直接設(shè)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(xùn)練階段。在性能測(cè)試階段，利用另外一組通

7、信信號(hào)樣本(測(cè)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(cè)分類性能。在己有的調(diào)制識(shí)別文獻(xiàn)中，Azzouz等人利用Hilbert變換提取中頻通信信號(hào)的瞬時(shí)包絡(luò)、相位和頻率信息。Assaleh等人把中頻通信信號(hào)建模為時(shí)變自回歸過程，通過求解自回歸模型參數(shù)，來估計(jì)信號(hào)的瞬時(shí)頻率和帶寬。Hong等人利用小波變換提取FSK和PSK信號(hào)的瞬時(shí)頻率和相位變化，Ketterer通過計(jì)算信號(hào)的Margenau-hill分布(一種固定核的科恩分布)提取瞬時(shí)相位信息。Gini等人采用循環(huán)平穩(wěn)模型來估計(jì)基帶信號(hào)的碼元速率。利用模式識(shí)別方法分類調(diào)制類型，所用的分類

8、特征歸納起來主要有以下幾