摘 要：消防通信是消防工作的一個重要組成部分，是滅火調度和組織指揮的神經系統(tǒng)。隨著通信技術、計算機技術的迅猛發(fā)展，我國一些城市實現了由計算機、有線、無線通信、圖像傳輸等先進的技術裝備組成的消防通信網絡，從而提高了消防裝備系統(tǒng)的科學化、自動化程度，使部隊在抵抗火災的快速反應能力，對付重特大火災，適應跨區(qū)域多兵團作戰(zhàn)的指揮能力方面等都有了較大提高。消防通信指揮系統(tǒng)作為消防現代化技術裝備，在城市消防工作中發(fā)揮著重要作用。本文將對消防通信新技術的理論研究及應用進行探討。

關鍵詞：消防通信；無線；MPSK；特征提取

中圖分類號：TN929.5

消防通信是指利用有線、無線、計算機以及簡易通信方法，以傳送符號、信號、文字、圖像、聲音等形式表述消防信息的一種專用通信方式。消防通信對內是消防部隊及與消防滅火救援工作直接相關的部門與單位，對外是受理社會公眾的火災報警和其他災害事故報警。消防通信是消防工作中一項必不可少的重要組成部分。在具體運用中，對傳遞消防信息，促進隊伍執(zhí)勤戰(zhàn)備，完成火災撲救與搶險救援任務，有著不可替代的作用。

1 現代消防通信技術

1.1 消防通信分類。消防通信按技術組成可分為三類：即有線、無線、計算機通信。（1）有線通信是由消防有線通信設備與郵電線路中的消防專用線路組成的通信網。它是“119”火災報警的基本方式；（2）無線通信是利用無線電通信設備傳遞消防信息。能夠增加通信的有效距離，擴大消防通信的覆蓋面，是火場與救援現場通信的主要方式；（3）計算機通信是利用計算機技術處理與滅火救援戰(zhàn)斗有關的信息、命令，是實現消防通信自動化的主要方式。

1.2 現代消防通信技術。為了科學組織各層次指戰(zhàn)員的通信聯系，及時使下請上報，上令下行，通過通信網絡將整個火場或救災現場，形成一個整體，達到令行統(tǒng)一，確保滅火與搶險救援任務的完成。無線通信就顯得尤為重要。隨著微電子學的發(fā)展，計算機技術的進步，特別是數字信號處理器（DSP）的發(fā)展，使數字信號處理技術更為廣泛的應用到無線通信領域。

1.3 通信系統(tǒng)中研究信號特征估計的重要意義。隨著通信技術的發(fā)展，無線通信環(huán)境日益復雜，通信信號在很寬的頻帶上采用不同調制參數的各種調制樣式。數字通信特征提取技術，無論在軍事方面還是在民用方面，都具有廣泛的應用背景。本文主要討論多種形式的MPSK信號的特性及其解調識別的問題。

2 MPSK信號介紹

相移鍵控MPSK調制及解調原理：相移鍵控是一種通過改變或者調制參考信號（載波）的相位來傳遞數據的數字調制方式。一般來講，任何一種數字調制方式都會用特定的信號來表示對應的數字信息。相移鍵控是用幾種確定的相位來承載信息的，在這種模式下，每一個相位都代表了一個或幾個二進制位。相移鍵控（PSK）方便簡化的特點使其廣泛應用于現有的技術，特別是與它的競爭對手正交調幅調制器相比時，它的優(yōu)勢極為明顯。

3 MPSK信號的解調識別

3.1 調制樣式自動識別的一般流程。通信信號調制樣式識別方法雖然多種多樣，但調制識別問題實際上是一種典型的模式識別問題，其一般過程如圖1所示。

圖1 解調識別的一般流程圖

調制識別過程的基本框架包括三部分：信號預處理部分、特征提取部分和分類識別部分。信號預處理部分的主要功能是為后續(xù)處理提供合適的數據；特征提取部分是從輸入的信號序列中提取對調制識別有用的信息；分類識別部分的主要功能是判斷信號調制類型的從屬關系。

3.2 通信信號調制識別技術發(fā)展。（1）基于特征提取的模式識別方法。基于特征提取的模式識別方法包括：基于直方圖特征的識別方法。用信號瞬時幅度、瞬時相位和瞬時頻率的直方圖作為分類特征；基于統(tǒng)計矩特征的識別方法。常用的分類特征是信號瞬時幅度、相位和頻率函數的各階統(tǒng)計矩特征；基于變換域特征的方法。把信號變換到其他特征空間，利用新特征空間中的特征參數來識別調制類型；（2）自動調制方式識別的研究方法。自動調制方式識別的研究方法主要可以分為3類：基于假設檢驗的最大似然方法、基于特征提取的模式識別方法和幾何方法。基于特征提取的模式識別方法在模式失配的情況下比最大似然法要穩(wěn)健，并且計算復雜度低，因而受到了廣泛的關注。模式識別方法主要包括3個部分：數據預處理、特征提取、分類器判決。首先，預處理一般包括載波頻率、載波相位、符號率、載波頻率偏移估計，定時、預均衡和波形恢復；其次，從預處理后的數據中提取需要的特征參數，用于調制方式識別分類器判決；最后，用已知的特征參數去訓練分類器，跟據所需達到的分類性能，設定分類器的判決門限或分類函數的參數，并將需要識別的信號的特征參數輸入分類器，根據分類器的判決識別不同調制類型的信號。幾何方法是通過獲得符號率采樣的調制信號在星座圖上的平均分布情況，直接識別調制信號。

假設經過預處理后，復基帶模擬信號的模型為：

a（k）是符號序列，A是一個未知的幅度因子，p（）是由發(fā)端的脈沖成形濾波器、收端的接收濾波器信道和多徑效應合成的等效信道響應，T是符號周期，t0代表定時誤差，f0是載波頻率偏移，θ和θn是相移，n（n）和n（t）是平穩(wěn)復加性高斯低通噪聲。

在大部分調制識別方法中要把接收信號分為七段，對每段信號做識別，再重復k次。對每次觀測到的一段信號y（t），f0是未知恒定的，θ或θn是一個隨機變量。a（k）是從K個已知符號分別為{u1……uk}的星座圖集合中得到，s1第l個星座圖的符號數，其中l(wèi)≤l≤K。

由于數字通信信號和信道噪聲一般建模為隨機過程，加上未知的信道衰落、多徑傳播和干擾的影響，給定選擇調制方式集合，調制識別在本質上是一個具有多個未知參量的多元模式分類問題。

4 結束語

通過在調制識別的分析中，對參數的提取方法進行理論研究，給出了數字調制信號識別的通用方法，仿真試驗結果證明，在低信噪比的條件下，對調制信號的識別正確率高。通過研究和仿真實驗，該方法在民用和軍事領域都有著廣泛的應用前景。

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作者簡介：李征（1984-），男，邢臺人，碩士，參謀，助理工程師，畢業(yè)于蘭州交通大學測試計量技術及儀器專業(yè)，研究方向：消防工程；張濤（1982-），男，碩士研究生。

作者單位：邢臺市公安消防支隊，河北邢臺 054000；邯鄲市公安消防支隊，河北邯鄲 056000