關(guān)于通信信號(hào)調(diào)制識(shí)別技術(shù)的分析研究

摘 要：本文首先闡述了通信信號(hào)調(diào)制識(shí)別技術(shù)的發(fā)展情況，然后對(duì)常見的調(diào)制識(shí)別方法的框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹，最后對(duì)近些年出現(xiàn)的調(diào)制識(shí)別方法進(jìn)行了總結(jié)，將自己對(duì)調(diào)制識(shí)別技術(shù)的觀點(diǎn)提了出來(lái)，并對(duì)其進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：通信信號(hào) 調(diào)制識(shí)別技術(shù) 分析

中圖分類號(hào)：S972.7+6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）11（b）-0197-01

通信信號(hào)調(diào)制是最主要的任務(wù)就是將接受信號(hào)的調(diào)制方式以及有關(guān)的信號(hào)參數(shù)準(zhǔn)確的確定出來(lái)，為對(duì)通信信號(hào)進(jìn)行深入的分析打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)前通信技術(shù)處于快速發(fā)展的新時(shí)期，無(wú)線通信的環(huán)境也表現(xiàn)越來(lái)越復(fù)雜化，在同一頻帶上出現(xiàn)了不同的調(diào)制方式是常見的情況，這就需要我們對(duì)這些不同調(diào)制方式的各種參數(shù)和信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別。這在軍事民用領(lǐng)域都是必要的。在軍事領(lǐng)域，想要對(duì)方的通信進(jìn)行干擾或者是偵聽，首先要準(zhǔn)確的識(shí)別出對(duì)方通信信號(hào)的調(diào)制方式，在去定了對(duì)方調(diào)制類型之后，就可以根據(jù)相關(guān)的方法將其的調(diào)制參數(shù)分析確定出來(lái)，進(jìn)而將偵查和反偵察的策略制定出來(lái)。在民用領(lǐng)域，主要表現(xiàn)在無(wú)線電管理工作當(dāng)中，通過通信信號(hào)識(shí)別技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)合法的無(wú)線電臺(tái)進(jìn)行監(jiān)視，按照相關(guān)的要求來(lái)進(jìn)行工作，同時(shí)可以對(duì)一些非法電臺(tái)進(jìn)行偵聽。近些年來(lái)數(shù)字通信體制在快速發(fā)展的同時(shí)出現(xiàn)了多種體制并存的局面，這些不同的通信體制的接入以及調(diào)制方式也是不同的，這給不同通信體制之間的互聯(lián)增加了一定的難度。而通信信號(hào)調(diào)制識(shí)別技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)制方式的準(zhǔn)確識(shí)別，同時(shí)智能調(diào)制解調(diào)器以及無(wú)線電通用接收機(jī)都是離不開通信信號(hào)調(diào)制識(shí)別技術(shù)的，因此通信信號(hào)調(diào)制識(shí)別技術(shù)在軟件無(wú)線電以及多體制通信互聯(lián)中也得到了應(yīng)用。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展在很大程度上促進(jìn)了通信信號(hào)調(diào)制識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，為其的發(fā)展注入了新的活力，其在在眾多領(lǐng)域都得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。

1 通信信號(hào)調(diào)制識(shí)別技術(shù)的發(fā)展

最早的調(diào)制識(shí)別是通過很多具有不同調(diào)制方式的解調(diào)器，將接收到的高頻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l之后將其輸入到各解調(diào)器進(jìn)而得到可以進(jìn)行觀察或者是收聽的信號(hào)，然后操作人員根據(jù)一些綜合信息對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析最終將調(diào)制方式確定出來(lái)。人工識(shí)別通常對(duì)操作人員的要求比較高，只能將持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)、ASK以及FSK信號(hào)成功的識(shí)別出來(lái)，但是不能實(shí)現(xiàn)對(duì)PSK信號(hào)的識(shí)別，由此可見人工識(shí)別存在很大程度主觀性，因此無(wú)法保證識(shí)別結(jié)果的準(zhǔn)確性，而且可以完成的識(shí)別的調(diào)制類型也具有一定的局限性。自動(dòng)調(diào)制識(shí)別技術(shù)的出現(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)人工識(shí)別的所不能完成的識(shí)別，同時(shí)還具有相當(dāng)強(qiáng)的抗干擾能力，能準(zhǔn)確的將調(diào)制的類型判定出來(lái)。自從1969年第一篇關(guān)于自動(dòng)調(diào)制識(shí)別的論文發(fā)表之后，此類型的論文就不斷地在不同的刊物上出現(xiàn)。很多學(xué)者都對(duì)自動(dòng)調(diào)制識(shí)別技術(shù)進(jìn)行了研究，同時(shí)提出了不同的自動(dòng)識(shí)別方法，比如數(shù)字調(diào)制識(shí)別方法、模擬調(diào)制識(shí)別方法以及數(shù)字相位統(tǒng)計(jì)相關(guān)變量的識(shí)別方法等，隨著他們更加深入地研究，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種復(fù)雜信號(hào)的識(shí)別。近些年人們又將小波變換技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及高階譜分析等技術(shù)和調(diào)制識(shí)別技術(shù)進(jìn)行了有機(jī)的結(jié)合，因此又提出了很多新的通信信號(hào)調(diào)制識(shí)別方法。

2 一般調(diào)制識(shí)別技術(shù)的結(jié)構(gòu)

盡管通信信號(hào)調(diào)制有很多的不同的識(shí)別方法，但是調(diào)制識(shí)別實(shí)際上就是對(duì)某種典型模式的識(shí)別。通常調(diào)制識(shí)別方法由信號(hào)預(yù)處理、特征提取以及分類器這三部分共同構(gòu)成。其中信號(hào)的預(yù)處理主要是給后期的處理提供可靠的數(shù)據(jù)信息，它主要需要完成頻率下變頻、分解同相以及正交分量以及對(duì)載頻的估計(jì)和對(duì)載頻分量的消除等等。如果是在多信號(hào)頻道和多發(fā)射源的條件下，信號(hào)預(yù)處理除了要完成上述的任務(wù)之外，還要對(duì)所有信號(hào)進(jìn)行有效的隔離，進(jìn)而確保進(jìn)入后續(xù)調(diào)制識(shí)別環(huán)節(jié)信號(hào)的單一性；特征提取部分主要是完成對(duì)信號(hào)變換域特征以及時(shí)域特征的提取，其中變換域特征主要包括時(shí)域的分布、譜相關(guān)的函數(shù)以及功率譜以及其余的統(tǒng)計(jì)函數(shù)，時(shí)域特征主要包括瞬時(shí)相位、瞬時(shí)幅度以及瞬時(shí)頻率的直方圖或者是區(qū)域的參數(shù)。通常通過FFT方法就可以得到變換域的特征，而通過Hilbert變換法以及過零檢測(cè)方等就可以得到頻率、相位以及幅度特征；分類識(shí)別部分，通常采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及梯形結(jié)構(gòu)的分類器進(jìn)行分類識(shí)別。這兩種分類器都各自具有優(yōu)點(diǎn)和不足，其中梯形分類器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是適應(yīng)性不強(qiáng)，而且無(wú)法保證識(shí)別效率。而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器有著強(qiáng)大的模式識(shí)別能力，適應(yīng)性極強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)一些復(fù)雜情況的識(shí)別，同時(shí)還具有容錯(cuò)性和穩(wěn)健性，可以保證很高的識(shí)別效率，因此在條件允許的情況下，應(yīng)該盡量選用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器以保證對(duì)不同信號(hào)的準(zhǔn)確設(shè)備。要對(duì)原始的輸入數(shù)據(jù)加以變化得到可以將分類差別的特征反映出來(lái)的信號(hào)才能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的識(shí)別，因此對(duì)特征的提取和選擇就顯得非常重要，要想保證對(duì)分類器的合理設(shè)計(jì)以及保證其具有良好的性能就要確保對(duì)這些特征的合理提取和選擇。

3 對(duì)典型的調(diào)制識(shí)別方法的分析

目前最典型的調(diào)制識(shí)別方法有判決理論以及統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別這兩種，其中判決理論法是通過概率論以及假設(shè)驗(yàn)證理論來(lái)完成信號(hào)分類的，其中判決理論方法主要是在噪聲干擾的條件下對(duì)調(diào)制信號(hào)的特性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，將判斷的準(zhǔn)則推到出來(lái)，這種方法將噪音的干擾考慮的了進(jìn)來(lái)，因此在低信噪比的情況下性能良好，但是該種調(diào)制識(shí)別方法因?yàn)槭窃谝欢ǖ沫h(huán)境條件限制下進(jìn)行的識(shí)別，所以具有一定的局限性，只能完成對(duì)某種特定信號(hào)的識(shí)別。而另外一種識(shí)別方法是在沒有噪聲干擾的情況下進(jìn)行的，因此在高信噪環(huán)境下可以獲得較好的識(shí)別效果，但是在低信噪環(huán)境下，很難獲得好的識(shí)別效果。目前這些方法可以實(shí)現(xiàn)在高信噪比環(huán)境下的準(zhǔn)確識(shí)別，需要不斷提高在低信噪比環(huán)境下的準(zhǔn)確識(shí)別能力。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著無(wú)線電通信技術(shù)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，無(wú)線電通信頻段上的信號(hào)日益密集，經(jīng)常在一個(gè)通信頻段上存在多種通信信號(hào)，因此需要提出同一個(gè)頻道上多種通信信號(hào)進(jìn)行識(shí)別的方法?？傊疄榱藵M足對(duì)通信信號(hào)的實(shí)時(shí)處理，需要研究出一種快速簡(jiǎn)單、適用性強(qiáng)以及可靠性高的識(shí)別方法。

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