石明明，魯周迅，馬 鑫

（南京工業(yè)大學 信息科學與工程學院，江蘇 南京 211816）

0 引言

信號調(diào)制方式識別是通信信號處理的一個重要研究課題，是信號分析中一個快速發(fā)展的領(lǐng)域。決策論識別技術(shù)通過事先設(shè)定好的閾值，對特征值進行二元判決，達到對信號調(diào)制方式的識別。決策論識別技術(shù)具有實現(xiàn)過程簡單、分類速度快、實用性高的特點。

然而傳統(tǒng)決策論識別技術(shù)中的特征值σdp對噪聲非常敏感誤差率高，計算量大，導致識別時間較長。這里對模擬信號在低信噪比情況下，設(shè)計了新特征值P′來代替特征值σdp來進行分類識別的方案。

1 調(diào)制信號的識別

1.1 特征值提取

對于模擬調(diào)制信號，其最為常用調(diào)制樣式主要有：AM、FM、DSB、LSB、USB五種。其統(tǒng)一的數(shù)學表達式應(yīng)該為：

根據(jù)文獻[1]，對于以上五種模擬信號的識別而言，最重要的就是從信號中提取以下4個特征值：

根據(jù)文獻[2]其中at是判斷弱信號的一個幅度判決電平，c是在全部取樣數(shù)據(jù)Ns中屬于非弱信號個數(shù)，?NL(i)是經(jīng)零中心化處理后的瞬時相位的非線性分量。

1.2 信號識別

根據(jù)文獻[3]傳統(tǒng)識別方法采用1.1節(jié)中三個三種特征值對信號進行識別。通過對以上三個特征值設(shè)置門限，從而確定判決邊界，即某個特征值同一定的門限值的比較結(jié)果，將決定分支走向。圖1給出了針對這里所提到的5種模擬調(diào)制信號的判決樹。

圖1 傳統(tǒng)識別方法信號判決樹

2 信號識別技術(shù)的改進

2.1 特征值P的分析

由譜對稱性P的定義，可以得出以下兩點結(jié)論：

①特征值P以載頻點為界，分別計算位于載頻兩側(cè)的頻譜幅度的絕對值之和得到PL與 PU。根據(jù)各種信號的頻譜樣式，通過 PL?PU使得信號可以分成若干類別，通過 PL+PU使得P值的范圍在[?1,1]之間；

2.2 特征值P′的設(shè)計

通過上述分析，提出對特征值P進行改進：使 PU中包括，得到新的特征值P′，其表達式為：

2.3 改進的決策論分類器設(shè)計

圖2給出了改進的信號識別流程圖，可以看出，由于采用改進的特征值P′，避免σdp的使用。

3 仿真結(jié)果與分析

3.1 識別速度分析

實驗環(huán)境中,CPU為Intel Core 2 Duo T9900；內(nèi)存2 G;操作系統(tǒng)為 Windows 7；仿真環(huán)境為 MATLAB 2007。此外，為了避免操作系統(tǒng)后臺進程或程序?qū)ψR別速度的影響，實驗特在安全模式下進行。

圖2 更新的基于決策論的信號識別流程

表1展示了基于這兩種流程的識別時間對比。對比顯示，改進流程中所用最長時間仍小于原流程中所用最長時間。這說明，改進流程的識別速度優(yōu)于原流程。

表1 兩種流程下各信號識別時間對比

4 結(jié)語

介紹了模擬調(diào)制信號識別技術(shù)，實現(xiàn)了對AM、DSB、LSB、USB和FM信號的識別。通過對Nandi A K和Azzouz E E所提出特征值的介紹，分析特征值σdp的不足之處，以及特征值P對信號進行分類的原理，提出了改進的特征值P′，用以代替σdp，并對以上五種信號進行仿真，給出了實驗結(jié)果。此外，通過與原流程進行識別時間對比，證明了改進流程具有較快的識別速度。

[1] AZZOUZ E E, NANDI A K.Automatic Identification of Digital Modulation Types[J].Signal Processing, 1995, 47(01):55-69.

[2] RAMAKONAR V, DARYOUSH H, ABDESSELAM B.Automatic Recognition of Digital Modulated Communications Signals[J].Fifth International Symposium on Signal Processing and Its Applications, 1999(02): 753-756.

[3] 馬菊紅，朱燦焰.認知無線電中一種循環(huán)特征檢測方法研究[J].通信技術(shù),2009,42(04):24-26.

[4] 賈中寧，俞洋，薛波協(xié).協(xié)同認知無線電MANET中的功率控制性能分析與仿真[J].通信技術(shù),2009,42(09)69-71.