数字调制信号的参数估计与调制识别技术的研究

摘要

通信信号调制方式识别技术在信息对抗与侦察技术里尤为关键，在对信号进行调制方式识别时，有时需要一些参数加以辅助，所以通信信号参数估计技术的重要性也不言而喻。调制方式识别技术主要是对信号的调制方式进行识别，而参数估计技术则是指对信号的参数进行估计，估计的参数可以用在后续的信号的处理中。在信息对抗与侦察技术里，这两种技术至关重要。所以本文旨在研究信号的调制识别与参数估计这两种技术，并实现一套实时的识别和估计的系统。 本文首先描述了一些数字调制信号的信号模型并介绍了本文使用到的信号处理方法。 然后研究了参数估计算法，包括信号的载频和符号率这两种参数的估计，其中载频估计主要使用基于频域的方法和基于小波脊线的方法。基于频域的方法包括频域居中法，以及结合Welch功率谱的改进方法。改进方法后的方法能够在信噪比大于0dB时归一化均方误差达到0.001以下，并且扩充了算法的使用范围;基于小波脊线的方法中，提出了一种优化迭代初始值和结果的改进方法，使其能够在信噪比大于-3dB时误差达到0.001以下。而符号率估计主要采用的是基于循环谱和基于小波变换的估计方法，其中基于小波变换的方法比基于循环谱的方法在各信噪比下的估计误差都要小，能够在信噪比大于-5dB时误差达到0.001以下。 之后研究了通信信号的调制方式识别，使用的是基于阈值判决的方法和基于支持向量机分类器的方法。基于阈值判决的方法使用了5种特征，能够识别8种信号，在信噪比大于15dB时达到90％以上的识别率，而基于支持向量机的方法则能够识别11种信号并且可以在信噪比大于-2dB时识别率达到90％以上。 文章的最后研究了一套自主设计的基于软件无线电的实测数据采集与验证系统。该系统能够实现20多种通信信号的发射与接收，并在此基础上能够进行11种数字调制信号的参数估计和8种数字信号的调制方式识别。所用的估计与识别算法均为上述算法中复杂度较低的方法。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1背景与意义

1．2当前研究现状

1．2．1参数估计技术发展与研究现状

1．2．2调制识别技术发展与研究现状

1．3论文主要内容与章节安排

第2章信号模型及其处理方法

2．1常见的数字调制信号介绍

2．1．1幅度键控调制信号

2．1．2频移键控调制信号

2．1．3相移键控调制信号

2．1．4正交幅度调制信号

2．2相关理论介绍

2．2．1瞬时特征

2．2．2高阶累积量

2．2．3功率谱理论

2．2．4小波变换

2．2．5循环谱相关

2．3本章小结

第3章参数估计技术的研究

3．1载频估计算法的研究

3．1．1基于频域的载频估计算法

3．1．2基于小波脊线的载频估计算法

3．1．3仿真实验

3．2符号率估计算法的研究

3．2．1基于循环谱相关的符号率估计算法

3．2．2基于小波变换的符号率估计算法

3．2．3仿真实验

3．3本章小结

第4章调制识别技术的研究

4．1数字调制信号特征提取技术的研究

4．1．1基于高阶累积量的特征提取

4．1．2基于瞬时特征的特征提取

4．1．3基于小波变换的特征提取

4．2数字调制信号调制识别技术的研究

4．2．1 基于阈值判决的调制识别技术的研究

4．2．2基于SVM分类器的调制识别技术的研究

4．3 本章小结

第5章实测数据采集方案的研究

5．1采集设备与软件

5．2采集方案的设计

5．3基于实测信号的算法验证

5．4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢