【摘 要】 通信信號(hào)的調(diào)制識(shí)別是截獲信號(hào)處理研究領(lǐng)域的一個(gè)十分重要的課題。它需要在復(fù)雜環(huán)境和有噪聲干擾的條件下確定出信號(hào)的調(diào)制方式和調(diào)制參數(shù)，從而為進(jìn)一步分析和處理信號(hào)提供依據(jù)。本文采用統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別結(jié)合二元決策樹分類判決方法分別對(duì)模擬和數(shù)字調(diào)制信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，提取了幾個(gè)重要特征參數(shù)，并利用軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真。

【關(guān)鍵詞】 調(diào)制識(shí)別 決策樹 特征參數(shù) 信號(hào)分類

一、引言

通信信號(hào)的識(shí)別技術(shù)一直是人們重點(diǎn)研究的熱點(diǎn)課題之一，特別是對(duì)通信信號(hào)調(diào)制制式的識(shí)別，是通信信號(hào)識(shí)別的基礎(chǔ)。隨著用戶對(duì)信息傳輸要求的不斷提高， 通信信號(hào)的調(diào)制方式經(jīng)歷了由模擬到數(shù)字，由簡單到復(fù)雜的發(fā)展過程。在許多情況下，人們需要監(jiān)視通信信號(hào)的活動(dòng)情況，區(qū)分信號(hào)的性質(zhì)，甚至截獲其傳輸?shù)男畔?nèi)容，而要截獲通信信號(hào)的信息內(nèi)容，首先必須知道信號(hào)的調(diào)制方式，給定一段所接收到的通信信號(hào)，調(diào)制識(shí)別的目的就是在未知調(diào)制信息內(nèi)容的前提下， 判斷出通信信號(hào)的調(diào)制方式。

二、調(diào)制識(shí)別的基本原理

信號(hào)可以用實(shí)域或復(fù)域表示，取決于討論問題的方便。由于實(shí)信號(hào)具有共軛對(duì)稱的頻譜，從信息的角度來看，其負(fù)頻部分是冗余的，將實(shí)信號(hào)的負(fù)頻部分去掉，只保留正頻部分的信號(hào)，其頻譜不存在共軛對(duì)稱性，所對(duì)應(yīng)的時(shí)域信號(hào)應(yīng)為復(fù)信號(hào)。因此，通信中接收機(jī)一般接收的是正交的兩路信號(hào)，即信號(hào)的實(shí)部和虛部。如果只接收了一路信號(hào)，那就要對(duì)它進(jìn)行復(fù)化，這樣才能得到通信信號(hào)的幅度和相位信息。

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。Hilbert變換的目的是信號(hào)的復(fù)化，在這里規(guī)定信號(hào)的實(shí)部和虛部分別為s（t）和v（t），則響應(yīng)的復(fù)信號(hào)為z（t）=s（t）+jv（t），顯然s（t）和v（t）是一對(duì)Hilbert變換，因此有：

利用上式就可以將已接收的信號(hào)變換為復(fù)信號(hào)，這種方法直接但計(jì)算較為復(fù)雜。我們通常采用FFT算法計(jì)算復(fù)信號(hào)。

令x（t）和y（t）表示變量t的復(fù)信號(hào)，它們具有有限能量且它們的Fourier變換分別為和。這樣，若實(shí)調(diào)幅或調(diào)頻信號(hào)滿足條件：完全位于區(qū)域，且頻譜只存在于該區(qū)域以外，則s（t）的解析信號(hào)可以寫成下列形式：

在計(jì)算瞬時(shí)頻率時(shí)要對(duì)瞬時(shí)相位求導(dǎo)，會(huì)遇到求數(shù)值微分得問題。數(shù)值微分的求法有兩種：第一種方法是有名的數(shù)值差分法，即式中是的導(dǎo)數(shù)，是采樣周期，是采樣頻率，這種方法主要受取樣頻率的影響。第二種方法利用傅氏變換特性在頻域上實(shí)現(xiàn)，具體為： 式中，是的傅氏變換，值得注意的是第二種方法的計(jì)算比第一種方法更平滑。

三、SSB及FM信號(hào)仿真結(jié)果

在所做的驗(yàn)證性仿真實(shí)驗(yàn)中，由于仿真產(chǎn)生的噪聲和調(diào)制信號(hào)不可能滿足理想情況——完全不相關(guān)，以及產(chǎn)生的噪聲和調(diào)制信號(hào)不可能是理想的高斯信號(hào)，不能完全符合理想高斯信號(hào)的性質(zhì)，這些給J值帶來誤差。通過計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)得到高階包絡(luò)特征J隨信噪比變化的特性曲線如圖3-1至圖3-2所示。通過分析特性曲線，得到三個(gè)經(jīng)驗(yàn)判決門限值可以進(jìn)行調(diào)制信號(hào)的識(shí)別仿真。

參考文獻(xiàn)：

[1] （加） Roy Blake著，周金萍，唐伶俐譯. 無線通信技術(shù)[M]. 科學(xué)出版社，2004.

[2] M.L.D Wong， A.K.Nandi. Automatic digital modulation recognition using artificial neural network and genetic algorithm [J]. Signal processing， 2004：351-365

[3] A.Polydoros， K.Kim. On the detection and classification of quadrature digital modulations in broad-band noise [J]. IEEE Trans Commun， 1990， 38（8）：1199-121