衛(wèi)星通信常用調(diào)制方式的自動(dòng)識(shí)別

李宗輝 劉曉菲 郭雅寧

北京衛(wèi)星信息工程研究所 北京 100086

1 頻率特征

在衛(wèi)星信號(hào)傳輸過(guò)程中，采用不同調(diào)制方式會(huì)導(dǎo)致衛(wèi)星的工作模式發(fā)生變化，各工作模式之間也會(huì)有較大的差異，所以通過(guò)利用對(duì)調(diào)制方式進(jìn)行分析，便能夠研究衛(wèi)星系統(tǒng)的傳輸模式。常見(jiàn)的頻率特征主要包括以下三種：

1.1 信號(hào)的功率譜特征

功率譜特征的主要表現(xiàn)為利用各頻段信號(hào)傳輸過(guò)程中主要分布于波谷和波峰的特征對(duì)不同能量進(jìn)行表征。功率譜特征能夠體現(xiàn)出信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中區(qū)域分布的特點(diǎn)，同時(shí)利用峰值來(lái)卻確認(rèn)信號(hào)的強(qiáng)弱。因?yàn)槌Ｓ玫姆绞绞鞘褂霉β首V對(duì)載波功率進(jìn)行檢測(cè)，其調(diào)制方式也需要在存有載波分量檢測(cè)的情況下，再對(duì)其進(jìn)行判斷，從而對(duì)其所攜帶的信息量進(jìn)行確認(rèn)。

1.2 信號(hào)的平方譜特征

平方譜特征在傳遞信息中的主要表現(xiàn)為：利用平方處理法，將相應(yīng)的調(diào)制信號(hào)變換為頻域信號(hào)。在對(duì)信號(hào)進(jìn)行開方處理時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其直流分量出現(xiàn)銳增的情況，從而忽視平方波譜的零頻值。為此可以通過(guò)其具備明顯圖像特征的平方波譜對(duì)衛(wèi)星信號(hào)傳輸時(shí)出現(xiàn)的波動(dòng)來(lái)確認(rèn)其特征，對(duì)其信號(hào)量的增量速度進(jìn)行表征，并對(duì)這種情況進(jìn)行相應(yīng)的觀測(cè)。

1.3 信號(hào)的包絡(luò)譜

包絡(luò)譜特征具體表現(xiàn)為對(duì)數(shù)字信號(hào)在兩個(gè)不同的維度進(jìn)行特定的“信息結(jié)合”。在信號(hào)傳輸時(shí)采用兩個(gè)完全不同的編號(hào)譜，并且分別承載不同的信息進(jìn)行傳輸，這種情況在普通的載波檢測(cè)中難以被捕獲。如要捕獲這類信號(hào)需要采用兩種不同的“信號(hào)接收器”來(lái)對(duì)其信號(hào)譜圖進(jìn)行觀測(cè)與檢驗(yàn)，并以此來(lái)對(duì)其所采用的傳輸方式進(jìn)行確認(rèn)[1]。

2 分類特征參數(shù)

分類特征參數(shù)的提取，將會(huì)非常明顯的指示出調(diào)制信號(hào)選用的模式。調(diào)制方式的不同使其在調(diào)制特性上也存在非常明顯的差異，所以根據(jù)上述提出的調(diào)制信號(hào)頻譜特征和包絡(luò)譜特征，能夠非常輕易的將各種調(diào)制方式進(jìn)行識(shí)別。從調(diào)制信號(hào)的波譜上能夠反映其是單頻分量檢測(cè)還是單頻偏移量檢測(cè)，或者從其各種信號(hào)譜的參數(shù)來(lái)進(jìn)行調(diào)制參數(shù)和調(diào)制方式的檢測(cè)和判斷。

2.1 單頻分量檢測(cè)參數(shù)

單頻分量檢測(cè)是通過(guò)對(duì)信號(hào)功率最大值與其最大波峰的峰點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，統(tǒng)計(jì)多組信號(hào)功率峰值與最大峰值，并計(jì)算兩點(diǎn)之間的比值，通過(guò)比值來(lái)判斷其承載信息的多少。通過(guò)計(jì)算值能夠表明該功率波譜是否有單頻分量。

2.2 單頻分量偏移值

單頻分量偏移值是載波的單頻分量與載波的多頻分量之間的差值，通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的收集整理和相關(guān)數(shù)學(xué)建模，能夠非常有效的判斷其偏移量的大小，從而來(lái)確定其調(diào)制方式的穩(wěn)定性和攜帶數(shù)據(jù)的多少。通過(guò)對(duì)空間衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行采集分析，能夠最大限度的確定其傳播速率和攜帶信息的有效量的多少[2]。

3 識(shí)別方法與操作流程

根據(jù)文章前面介紹的目前衛(wèi)星通信在調(diào)制方式自動(dòng)識(shí)別方面的參數(shù)特征可以明顯的看出，衛(wèi)星通信調(diào)制方式的選擇和識(shí)別對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的傳輸質(zhì)量有很大的影響。下面將主要針對(duì)衛(wèi)星通信中常用調(diào)制方式的自動(dòng)識(shí)別方式以及主要的操作流程，進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹和分析。首先，在實(shí)際衛(wèi)星通信的過(guò)程當(dāng)中，要正確的對(duì)衛(wèi)星通信常用的調(diào)制方式進(jìn)行識(shí)別判定，就需要對(duì)整個(gè)衛(wèi)星信道的信號(hào)信息進(jìn)行復(fù)雜的采集工作，在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，相關(guān)的技術(shù)和設(shè)備需要不斷的更新和發(fā)展，從而適應(yīng)衛(wèi)星通信調(diào)制技術(shù)的發(fā)展需求。由于前期數(shù)據(jù)的采集是整個(gè)衛(wèi)星通信調(diào)制方式自動(dòng)識(shí)別的基點(diǎn)，如果不能夠保障數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性，那么對(duì)整個(gè)衛(wèi)星通信的調(diào)制方式的選擇和識(shí)別將帶來(lái)極大的困難，甚至?xí)?dǎo)致衛(wèi)星信號(hào)傳輸過(guò)程中選取調(diào)制方式出錯(cuò)的問(wèn)題。因此，在具體的應(yīng)用中，首先需要對(duì)衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息的收集工作有足夠的重視，加大對(duì)相關(guān)的衛(wèi)星信號(hào)搜索和信息匯總的力度，在此基礎(chǔ)上利用計(jì)算機(jī)、人工智能等方式進(jìn)行科學(xué)合理分析，對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的數(shù)學(xué)建模從而實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的調(diào)制方式的識(shí)別。然后才能夠通過(guò)相關(guān)的專業(yè)人員來(lái)確定衛(wèi)星傳輸?shù)木唧w調(diào)制方式，從而能夠?qū)Ψ蠗l件的信息進(jìn)行加密傳輸，保障整個(gè)傳輸工作的安全高效性[3]。

但是，就目前現(xiàn)有的無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展應(yīng)用情況來(lái)看，有很多的接收裝置仍然采用比較老舊的設(shè)備，在收集過(guò)程中因硬件設(shè)備的落后不能準(zhǔn)確的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并且很容易出現(xiàn)各種錯(cuò)誤。目前很多的衛(wèi)星通信系統(tǒng)采用的調(diào)制方式都存在一定的落后性，無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展和需求。因此，在后續(xù)的工作中，在不斷研究衛(wèi)星通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)對(duì)整個(gè)衛(wèi)星通信基礎(chǔ)硬件設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的改革創(chuàng)新，從而對(duì)整個(gè)衛(wèi)星通信提供更加強(qiáng)有力的技術(shù)儲(chǔ)備和設(shè)備支撐。此外，隨著目前我國(guó)對(duì)衛(wèi)星通信技術(shù)的需求日益提升，對(duì)衛(wèi)星通信技術(shù)的重視程度不斷提高，國(guó)家對(duì)衛(wèi)星通訊技術(shù)的發(fā)展的支持力度也不斷攀升。在此背景下，為了能夠更好的提高整個(gè)衛(wèi)星通信領(lǐng)域的通信水平，應(yīng)不斷的加強(qiáng)技術(shù)的改革創(chuàng)新，提升理論技術(shù)水平，能夠讓衛(wèi)星通信的調(diào)制方式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)能夠完美的適應(yīng)現(xiàn)有通信系統(tǒng)的訴求，為未來(lái)衛(wèi)星通信工作的發(fā)展提供更好的參考和借鑒，推動(dòng)我國(guó)衛(wèi)星通信技術(shù)走向世界，成為衛(wèi)星通信領(lǐng)域的強(qiáng)國(guó)。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)此篇文章中對(duì)于衛(wèi)星通信常用調(diào)制方式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的分析可以看出，目前衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展使得調(diào)制方式變得越來(lái)越復(fù)雜多元化。在當(dāng)前發(fā)展環(huán)境中，衛(wèi)星通信的自動(dòng)調(diào)制識(shí)別技術(shù)已成為衛(wèi)星通信領(lǐng)域的重要研究方向。目前我國(guó)在衛(wèi)星通信領(lǐng)域已取得很大成就，但只有不斷的創(chuàng)新和發(fā)展，才能打破以美國(guó)為首的世界大國(guó)在該領(lǐng)域的技術(shù)壁壘，才能推動(dòng)我國(guó)衛(wèi)星通信技術(shù)更好的發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)國(guó)防實(shí)力能夠進(jìn)一步的提升。