电磁环境中通信信号的识别和生成

摘要

电磁环境信号构造是研究电子设备在复杂电磁环境下的效应的基础，通信信号作为最普遍的电磁信号，将其作为构建电磁环境信号的首要任务。因此本文主要工作为构建以通信信号为主的电磁环境信号。 通信信号的生成方式主要有典型信号生成和任意采集信号复现。对于典型通信信号，通过IQ调制的方式进行生成；对于采集信号，通过IQ复分解和信号识别再生成的方法进行分析和复现。为了将两种不同的信号生成方式建立统一的生成模型，将典型通信信号的生成看作是调制参数和调制类型已知的采集信号复现。本文以任意采集信号为主要研究对象，先对信号进行识别，然后按照典型信号生成方式生成，对于无法或无需识别的信号按照IQ复分解的方式进行直接复现。因此本文分为信号识别、信号生成、软件实现三部分： 第一部分为基于BP神经网络的信号识别技术研究。首先概述了各种通信信号的识别方法，选用了基于统计特征的识别方法；然后基于matlab实现了对信号的小波降噪；紧接着将信号进行Hilbert变换从而提取了信号的特征参数，从而进一步构造信号的特征参数；最后以信号的特征参数为判决依据，通过BP神经对不同信噪比下的信号进行识别和分析，通过识别率得出了BP神经网络进行信号识别的可行性。 第二部分为信号的生成方法研究。首先搭建了一般通信设备的信号生成框架，对于通信信号的生成而言，其主要工作为通信信号的调制方法研究，本文列出了常见模拟信号和数字信号的IQ调制分量，对于任意信号的IQ复分解进行了详细叙述。为了更加准确仿真通信信号，我们对信号在信道中的传播进行了仿真，并实现了高斯白噪声的生成，也对常用的数字滤波器进行了简单分析。 第三部分为基于任意波形发生器的信号生成工具的实现。结合前两部分理论，本文设计并通过C/C++/C#/MATLAB编程实现了电磁环境信号生成工具，控制任意波形发生器并实际生成电磁信号，电磁环境信号生成工具主要包括信号分析及仪器控制软件、通信信号生成软件和数据库三部分，在以后的工作中将逐步完善通信对抗信号、雷达信号的的入库和软件编写。

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