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无线监测中的通用信号检测与识别算法研究

晏潇  
【摘要】:随着其发展和普及,无线通信对社会的基础支撑作用越发突出。无线监测具有保障无线业务稳定运行、优化频谱资源分配的重要功能,因而越来越受到社会各界的重视。在无线监测的众多任务中,信号检测和调制方式识别最为基础。因此,本文对无线监测中的通用信号检测和识别算法展开研究。 在第一章中,对无线监测、信号检测、信号识别的概念进行了介绍。指出无线监测的基本职能是收集用频数据、合规检查和干扰排查,并说明了我国无线监测发展迅速但总体落后的现状。对于信号检测和识别,指出了无线监测在性能、复杂度和普适性等方面对于检测与识别算法的要求。 第二章对信号检测算法进行研究。利用二元假设检验问题,给出了信号检测的通用数学模型。在此基础上,介绍了匹配滤波器检测、高阶统计量检测和能量检测等信号检测算法,并对它们的复杂度和性能进行了分析。对于循环特征检测,利用循环谱的对称性,通过只计算部分循环谱来降低计算复杂度,并将峰均比作为检验统计量。从相位的角度,提出了基于相位方差的信号检测算法,并推导了其理论性能。该算法性能优于能量检测,且不受噪声不确定性影响。 第三章研究信号识别算法。首先对幅度调制、相位调制、正交幅度调制等数字调制方式进行了介绍。然后通过多元假设问题,给出了调制方式识别的数学模型。设计了一种基于瞬时统计量的调制方式识别算法,该算法对于一个有六种信号的信号集,在信噪比为5dB时的识别准确率可达90%。还设计了一种基于循环谱和向量内积的调制方式识别算法,通过降噪处理,算法在信噪比为-5dB时仍能正确识别调制方式。 论文最后对可能的研究方向进行了展望,提出了基于多天线的信号识别和混叠信号识别等研究课题。


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