软件无线电调制制式的自识别研究.pdf

四川大学
硕士学位论文
软件无线电调制制式的自识别研究
姓名:冯进华
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:赵刚
20060516
软件无线电调制制式的自识别研究摘要研究生指导教师通信信号的自动识别是软件无线电中的一个主要问题。软件无线电的基本思想就是建立一个通用和模块化的硬件平台,在这个平台的基础上,通过软件模块来实现各种通信功能,、基于用途的发计方法中解脱⋯酢R周制信号的产生为例,软件无线电采用了一个通用的数字信号处理平台,将各种调制和解调算法做成相应的软件模块,然后根据买际设诮的需要求谟孟嘤Φ哪?椤R虼耍庵稚杓品椒ň哂泻芮康牧榛钚院凸δ芸衫┱剐浴现相互切换。这样种多制式、多频段的环境给通信接收方带来了困难,,重点研究了调制信号特征参数的提取和判决,同时将时域分集要进行制式识别的数字信号进行了时域分集预处理,改善了信号的时域波形,雨提取其特征量进行判决。经反复测试,发现信号经分集接收预处理后识荆率有了明显提高,尤其足在较低信噪比的环境中。这说明,分集接收预处理对调软件无线电调制制式特征参数电路与系统专业冯进华赵刚软件无线电的特点决定了它的接收机必须在同“ㄏ率侗鸶髦种剖胶褪提出ㄐ判藕诺淖远侗鹞侍狻技术州∈值髦菩藕诺淖允侗鹕杓啤S一调制信号在无线信道里传输时会受到多径衰落的影响,以致接收端对信号特征量提取不准,产生误判。本文对将制信号的自识别是有意义的,具有一定的工程意义。关键词:
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第一章引言选题背景及意义软件无线电技术已经成为晟近几年通信界研究和开发的热点。它的主要目的就是建立~个通用平台“貌煌剖胶痛渌俾实耐ㄐ判藕呕チネǎ现资源的最优利用。软件无线电由一个通用的硬件平台和各种软件功能模块组成,使通信设备的开发由硬件设计转向软件开发,从而具有更高的开放性、模块性和可扩展性。要实现不同制式信号的互连互通,前提条件就是要知道接收信号的调制方式。也就是说,必须知道发射方的调制方式和调制参数【R酝耐ㄐ诺缣ㄓ于制式单一,只要双方一开机就在可以在预先约定的制式上守候;而软件无线电的多制式、多频段决定了它不可能再采用这种办法。对信号进行接收识别并自动切换到相应的解调模块中去就成了软件无线电技术里必须完成的任务。国内外研究状况对于通信信号自动识别的问题,国内外已经做了大量的工作,得出了不少有用的成果,总结起来,可以大致分为两类:基于判决理论的识别和基于统计理论的识别。谂芯隼砺鄣氖侗鸱椒ā】【基于判决理论的识别采用概率论知识作为理论基础。它根据信号的统计特性,通过分析和计算,得出统计量,然后与一个适当的门限值进行比较,从而得出判决结果¨M臣屏客ǔQ∮糜呕淞浚热缢迫槐萀由于特定通信信道中传输的信号往往会受到噪声干扰,所以构造似然比的时候需要对参数进行平均处理,因此往往采用平均似然比
早期的判决理论有相位判决法推椒铰膳芯龇两种U两种办法主要是针对和调制信号进行识别。相位判决法利用调制信号相位跳变的不同,用相位相减的办法获取检验量,从而实现对和信号的识别;平方律判决法是将接收信号进行平方运算,把信号变为信号,信号变为连续波信号,从而使信号频谱发生相应的变化,因此判别出信号类型。蚐两种算法简单易行,可实现性强,但可识别信号的类型较少,不能用于识别调幅和调频类信号。年代后期,国外有人提出了对数似然识别方法【浚糜贛—氖侗稹对数似然法的主要方法就是把信号识别问题转化为似然函数的假设检验问题,利用外加的加性高斯白噪声对甈信号进行干扰,得出似然函数后再进行判决。综上所述,判决理论的优点在于它可以从理论上保证识别结果的最优,并以此作为判决依据;不可回避的是,判决理论也有着其固有的缺陷,第一,信息识别过程中要求确定的参数太多,比如瞬时频率、瞬时相位、传输速率、信噪比等,在实际的通信信道中,为了提高信噪比和避免波形失真,往往对通信带宽进行带限处理,并且在发送端还会进行平方根升余弦滤波,接收端进行匹配滤波,这就导致了实际参数提取的困难;第二,由于实际信道中的未知参数太多,似然比函数的计算量太大,实时性不能得到满足;如果采用简化似然比函数的办法,实时性可以提升但又会降低识别性能。因为判决方法的种种不足,理论界又提出了基于统计分析的识别方法。谕臣评砺鄣氖侗鸱椒ā】【⋯基于统计理论的识别分为两步:特征提取和类型识别。特征提取是从调制信号中提出相关的信息,比如从基带或中频上提取信号的瞬时频率、瞬时相位等参数,供给后续的判决门限进行处理:它可以在时域进行,也可以在频域进行。特征的选取对后续判决的影响非常之大,一方面,为了识别性能的提高,四川笱妒垦宦畚
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