無(wú)線電信號(hào)的調(diào)制識(shí)別研究

謝勇

【摘要】 無(wú)線電通信技術(shù)的不斷發(fā)展，使得通信環(huán)境日漸復(fù)雜多變。通信信號(hào)可以采用多種多樣十分復(fù)雜的調(diào)制方式，而怎樣有效快捷地監(jiān)控和識(shí)別這些通信信號(hào)就顯得至關(guān)重要，而通信信號(hào)調(diào)制識(shí)別的基本任務(wù)是在有多信號(hào)的環(huán)境和有噪聲的干擾之下將接收信號(hào)的調(diào)制方式和其他信號(hào)參數(shù)確定出來(lái)，從而進(jìn)一步對(duì)信號(hào)進(jìn)行更深程度地分析和處理。

【關(guān)鍵詞】 通信 信號(hào)的調(diào)制 信號(hào)的調(diào)制識(shí)別

無(wú)線電通信技術(shù)的不斷發(fā)展，使得通信環(huán)境日漸復(fù)雜多變。通信信號(hào)可以采用多種多樣十分復(fù)雜的調(diào)制方式，而怎樣有效快捷地監(jiān)控和識(shí)別這些通信信號(hào)就顯得至關(guān)重要，因?yàn)闊o(wú)線通信信號(hào)的識(shí)別監(jiān)控在軍用領(lǐng)域，例如監(jiān)聽(tīng)干擾敵方通信，電子對(duì)抗等；在民用方面，如對(duì)非法電臺(tái)信號(hào)的偵聽(tīng)，辨別，控制都有非常重大的意義和影響。

一、綜述

在通信信號(hào)處理這個(gè)領(lǐng)域中，通信信號(hào)的調(diào)制識(shí)別占據(jù)著非常重要的地位，其在關(guān)于電子對(duì)抗以及信號(hào)信息處理分析等方面有著極其快速的發(fā)展。通信信號(hào)的調(diào)制識(shí)別的應(yīng)用范圍十分廣泛，其在信號(hào)確認(rèn)、干擾識(shí)別、衛(wèi)星通訊和無(wú)線電等都有應(yīng)用。

通信信號(hào)調(diào)制識(shí)別的基本任務(wù)是在有多信號(hào)的環(huán)境和有噪聲的干擾之下將接收信號(hào)的調(diào)制方式和其他信號(hào)參數(shù)確定出來(lái)，從而進(jìn)一步對(duì)信號(hào)進(jìn)行更深程度地分析和處理。

二、通信信號(hào)的調(diào)制

2.1 調(diào)制

通常來(lái)說(shuō)，原始信息不適合直接作為傳輸信號(hào)來(lái)使用，因未經(jīng)加工的源信息與傳輸信道并不相匹配，因此，調(diào)制就是要對(duì)這些最初信息進(jìn)行加工處理并且加載到載波上，使信息的載體信號(hào)隨調(diào)制信號(hào)變化。調(diào)制的根本目的就是使信源信息與傳輸信道相適合，從而能夠有效順利地完成信號(hào)的傳輸。調(diào)制不僅能夠使信息變?yōu)橛行У膫鬏斝盘?hào)完成傳輸，還能各種性能，如抗干擾能力。

相反，解調(diào)則是要將信號(hào)源信息從經(jīng)過(guò)改變的載波提取恢復(fù)出來(lái)，以便預(yù)定的接受者進(jìn)行理解分析和處理，實(shí)際上是調(diào)制的逆反過(guò)程。

2.2 調(diào)制的分類

調(diào)制的有很多種類，相應(yīng)的，調(diào)制的分類也不盡相同。一般來(lái)說(shuō)，調(diào)制常見(jiàn)有正弦波調(diào)制和脈沖調(diào)制兩大類。不同種類的調(diào)制方式會(huì)有不同的性能和特點(diǎn)。

2.3 調(diào)制的作用

在無(wú)線通信系統(tǒng)中，調(diào)制是必不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)，能夠被運(yùn)用到雷達(dá)，遙控，導(dǎo)航等領(lǐng)域中。同時(shí)，對(duì)于高速率的數(shù)字調(diào)控的發(fā)展也能使通信系統(tǒng)的容量得到不斷的擴(kuò)充，從而適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的巨大需求。

三、通信信號(hào)的調(diào)制識(shí)別

3.1 通信信號(hào)的調(diào)制識(shí)別的發(fā)展

早期的通信信號(hào)的調(diào)制識(shí)別基本上都屬于人工識(shí)別范疇。首先需要多個(gè)不同類型的調(diào)節(jié)器，將接收到的信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)變加工后輸入到這些調(diào)節(jié)器中進(jìn)行調(diào)節(jié)從而得到需要的便于觀察分析的信號(hào)后導(dǎo)出，再由專業(yè)人員對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一地處理分析最終將調(diào)制方式確定下來(lái)。由于進(jìn)行人工處理時(shí)，專業(yè)要求較高，而且存在主觀因素，因此只能確定一些持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的如ASK以及FSK信號(hào)，但是仍然不能確保識(shí)別的高度準(zhǔn)確性。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，通信信號(hào)的調(diào)制模式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)逐漸出現(xiàn)并引起了很多人的關(guān)注。1969年，關(guān)于自動(dòng)調(diào)制識(shí)別的第一篇論文發(fā)表，引起了許多學(xué)者的關(guān)注并且對(duì)其進(jìn)行深入研究發(fā)展。信號(hào)調(diào)制的自動(dòng)識(shí)別彌補(bǔ)了許多人工識(shí)別的不足，自動(dòng)識(shí)別技術(shù)具有很強(qiáng)的抗干擾能力，能夠準(zhǔn)確較快地識(shí)別出多種調(diào)制方式。

近年來(lái)，隨著相關(guān)學(xué)者的不斷鉆研嘗試，提出了許多其他新型通信信號(hào)調(diào)制識(shí)別的方案。

3.2 通信信號(hào)的調(diào)制識(shí)別的基本理念

通信信號(hào)的調(diào)制識(shí)別從根本上來(lái)說(shuō)就是一種典型的模式識(shí)別問(wèn)題。目前最典型的兩種基本識(shí)別模式即統(tǒng)計(jì)模式和判決理論模式。兩個(gè)模式都有設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)過(guò)程組成，其中實(shí)現(xiàn)通常包括這幾個(gè)步驟：信號(hào)輸入，信號(hào)預(yù)處理，特征提取和選擇分類識(shí)別。對(duì)于通信信號(hào)的調(diào)制方法主要有假設(shè)檢驗(yàn)的最大似然、特征提取的模式識(shí)別這兩種方式。最大似然是把自動(dòng)識(shí)別當(dāng)成一種雙重疊合的檢驗(yàn)方式。其中的中心技術(shù)是對(duì)于所要識(shí)別的信號(hào)的似然函數(shù)進(jìn)行一定的分析和判斷，使得信號(hào)顯示出自身的一些明顯特征，從而放進(jìn)適當(dāng)?shù)姆诸愔小＿@樣的分類和處理是目前最佳的，該方法技術(shù)的出錯(cuò)率十分低，實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤概率最小。但是不得不提出，這種方法對(duì)于信號(hào)的表征過(guò)繁化，只是簡(jiǎn)單的數(shù)字表征，提高的空間很小。如果出現(xiàn)了實(shí)踐中的信號(hào)航道噪聲成為非高斯，或者說(shuō)航道變得多樣化，最大似然法的敏感性將急劇降低。這種情況下，特征提取的模式識(shí)別方法比最大似然法要穩(wěn)定很多。

信號(hào)的輸入中，通常會(huì)選擇用能夠在計(jì)算機(jī)運(yùn)算的符號(hào)來(lái)表示研究的對(duì)象；信號(hào)預(yù)處理是要去掉噪音等影響因素，留下，復(fù)原和加強(qiáng)有用信息。一般包括頻率下變頻、同向和正交分量分解、載波頻率估計(jì)等；特征提取是以變換原數(shù)據(jù)從而有效地實(shí)現(xiàn)分類和識(shí)別，得到最能反映分類差別的特征，是整個(gè)過(guò)程中非常重要的步驟。對(duì)于實(shí)踐中混合的通信信號(hào)的識(shí)別主要識(shí)別混合信號(hào)的高階累量特征、分類特征、參數(shù)高階累量特征和矢量譜線特征量。如表1是混合信號(hào)的詳細(xì)識(shí)別狀況（SNR=sdB）。

從上面的表格中可以看出，對(duì)16QAM和64QAM的錯(cuò)誤識(shí)別中，多數(shù)將其識(shí)別成QAM信號(hào)。這些主要可以從高階累量矢量的數(shù)據(jù)中得到答案，主要是這2種信號(hào)在特征上比較接近。識(shí)別信號(hào)到了分別QAM類，還是PSK類這一步驟，正確的概率就近似百分百。對(duì)于信號(hào)的調(diào)控，下面介紹一下數(shù)字模擬調(diào)控中的幅度調(diào)制，其主要是通過(guò)對(duì)于信號(hào)的平流層正弦的載體，也就是微波的幅度這一熱點(diǎn)來(lái)調(diào)節(jié)其信號(hào)。

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著無(wú)線電通信技術(shù)的不斷發(fā)展及被廣泛地應(yīng)用在生活中的許多方面，通信信號(hào)的調(diào)制識(shí)別目前為止已經(jīng)有了很深遠(yuǎn)的發(fā)展也日漸成熟，調(diào)制識(shí)別技術(shù)在軍事和民用領(lǐng)域都起著至關(guān)重要的作用，因此對(duì)于無(wú)線電信號(hào)的調(diào)制識(shí)別技術(shù)的研究還要繼續(xù)下去，將問(wèn)題更加細(xì)化，深化，從不同的新視角來(lái)不斷研究和發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 王生兵. 無(wú)線電信號(hào)的調(diào)制識(shí)別研究[J]. 東南大學(xué)，2006年

[2] 張琴，田寶玉. 通信信號(hào)調(diào)制模式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)及發(fā)展前景[J]. 電訊技術(shù)，2008年

[3] 單琳娜. 關(guān)于通信信號(hào)調(diào)制識(shí)別技術(shù)的分析研究[J]. 科技資訊，2012年