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认知无线电中非合作信号制式识别研究.pdf


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认知无线电中非合作信号制式识别研究.pdf
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摘要
随着无线通信技术的发展,在合法用户与非合法用户之间对频谱的需求的竞
争便应运而生。然而,研究表明直接导致频谱利用率低的原因是现行的固定分配
策略。为了解决此问题,认知无线电便应运而生。认知无线电技术是指在主用户
未接入的空闲期内(称为白空间或频谱空洞),认知用户利用此段时间进行接入,
这样就提高了整个频谱利用效率。调制识别技术是认知无线电中的一个关键技术。
调制识别系统是指在含噪情况下,能够对输入信号的调制方式进行正确分类的系
统。现有的调制分类方法主要有两大类:一类是基于统计特征的调制识别,另外
一类是基于假设检验理论的调制识别。
本文主要是对单一和混合信号的调制识别技术进行研究。根据调制信号经过
小波变换或者 Wigner-Ville 变换后的不同分布情况,本文提出了两种基于统计特征
的的调制识别算法,并将其应用于单一信号的识别和混合信号的识别中去。本文
的研究内容和主要贡献如下:
(1) 介绍了认知无线电的背景知识,给出了认知无线电的基本概念和关键
技术,然后对认知无线电中调制信号的识别进行了一些分析和介绍。
(2) 对后面所提出的算法中涉及到的小波变换和 Wigner-Ville 分布进行一
些理论介绍,为进一步分析打下理论基础。
(3) 基于信号的 Wigner-Ville 变换后的统计特征,提出了一种认知无线电
中非合作信号调制识别算法。算法在高斯信道情况下的计算机仿真实验中,识别
性能较好。
(4) 根据信号的小波变换后的特征,提出了一种既能在高斯信道下,又能
在瑞利衰落信道下进行调制识别的算法。大量的计算机仿真实验表明,该方法能
够有效的在上述情况中进行调制识别。
(5) 基于混合信号的特征提取,提出了一种应用于异构网络中的新的混合
调制信号识别算法。仿真实验表明,该方法能够有效的识别多个混合信号的调制
方式。

关键词:认知无线电,小波变换,调制识别
I
ABSTRACT
The rapid growth in wireless communications has contributed to a huge demand on
the deployment of new wireless services in both the licensed and unlicensed frequency
spectrum. However, recent studies show that the fixed spectrum assignment policy
enforced today results in poor spectrum utilization. To address this problem, cognitive
radio (CR) has emerged as a promising technology to enable the access of the
intermittent periods of unoccupied frequency bands, called white space or spectrum
holes,and there by increase the spectral efficiency. Modulation recognition is one of key
techniques in cognitive radio. Modulation recognition systems have to be able to
correctly classify the incoming signal's modulation scheme in the presence of noise.
Existing modulation classification algorithms include classic likelihood approaches and
feature-based approaches.
The objective of this thesis is focused on the modulation recognition methods of
single and mixed signals. According to the signals’ differ
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