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低信噪比下数字调制信号盲识别研究

周晖  
【摘要】: 本文深入研究了数字调制信号调制样式的识别问题。分析了不同调制样式的特征,得到了有效提取这些特征的方法。分析了现有的调制识别算法的优缺点,以及在低信噪比下的性能,并进行了仿真实验。为了实现数字调制信号在低信噪比下的盲识别,详细讨论了各种算法的应用范围。最后,根据不同信号的特征选取相应的识别算法,设计了一种针对数字调制信号的调制样式识别系统。通过仿真验证了该系统的性能。本文主要工作如下: (1)利用信号的高阶矩特征。相移键控信号由于星座图的不同而会在二阶矩上表现出不同,以此计算出特征参数可实现调制样式的识别。仿真表明,在snr 0dB时可实现正确识别; snr 0dB时特征模糊。 (2)利用信号的包络谱、功率谱及高阶谱特征,对2FSK、MSK、BPSK、QPSK、OQPSK信号进行了调制样式识别。计算接收数据的包络谱、功率谱、二次方谱及四次方谱,并分别对其做谱优化。以谱峰数作为特征参数实现调制识别。仿真实验表明,在snr - 5dB时可实现2FSK、MSK、BPSK、QPSK信号90%以上的正确识别率;在snr 3dB时可实现OQPSK信号90%以上的正确识别。 (3)利用信号的循环谱特征。BPSK信号和UQPSK信号在高阶矩和功率谱上都具有非常相似的特征,以上两种方法都不能有效的将这两种信号区分出来。如果使用循环谱方法,在循环频率为零的平面上BPSK和UQPSK信号的特征基本相同,然而在循环频率为两倍载频的平面上,会表现出明显的不同。以循环频率为两倍载频平面上的峰值与循环频率为零平面上的峰值的比值r作为特征参数,对这两种信号进行区分。仿真表明,在snr - 4dB时能够能够取得较好的识别率。 (4)利用包络谱、高阶谱和循环谱三种方法设计了一种针对BPSK、QPSK、2FSK、MSK、UQPSK、OQPSK信号的数字信号调制样式盲识别系统。本系统不需任何先验知识,实现了调制样式的盲识别。在snr - 4dB时,BPSK、QPSK、2FSK、MSK、UQPSK信号正确识别率达到90%;在snr 3dB时,OQPSK信号正确识别率达到90%。


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