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南京理 工大学硕 士学 位论文
通信信 号的自动识 别与参数提取
摘
要
通信信号调制 类型的自 动识别广泛应用于信号 确认、 干扰辨识、 无线电侦听、电
子对抗和信号 监测等领域 。
本文首先对各种通信信号进行了 理论分析， 在此基础上针对模拟调制信号和数字 调制信号采用了基于决策论方法的 调制方式识别算法， 讨论了 判决门限的 选择， 并利 用 ｎＡＬ Ｂ软件进行了计 ４ Ａ Ｔ 算机仿真。在 信噪比为 Ｉ Ｂ时， Ｏ ｄ 对模拟调制和数字调制
ａｄ ｃｄ ｓ ｅ ｆ ｄ ｉｌ ｕ ｔｎ ｎｌａ ｓｄ ｄａｄ ｆ ｓｉｙ ｔ ｎ ｔ ｏｅ ｄ ｉｔ ｍ ｄｌｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｉ ， ｔ ｅ ｉｌ ｏ ｈ ｈ ｅ ｐ ｏ ｇａ ｏ ａｏ ｉ ｓ ｕ ｅ ｎ ｈ ａｂｉ ｆ ｅ ｒ ｇ ｅ ｅ ｔ ｅ
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参数有助 于信 号证实和确定合适的干扰波形 。
在早期的 通信情 报系统中， 采用手 动调制方 式识别， 即依靠操作员 解释测量到的 参数， 判断信号 源。 操作员一般通过以 下信息进行判断：中 频时域波形、 信号频 谱、 瞬时幅度、 频率 瞬时 和音调 变化。 其中， 中频时域波形可以 反映信号的 时域性质用来 判断有无信号， 是否有明 显的幅 度调制。 信号的 频谱分析可以 确定信号 是否有载波分
瞬时幅度、 时相位 和瞬时频率的直方 图或统 计参 数。 时频率 可以通过过 零检测方 瞬 瞬
法估计。 变换域特征主要包括信号的频谱特性等。 分类器根据特征判断 信号的调 制方
式。
常 器 法 括 计 式 别方 ，、 策 方 ［］人 神 络 见的 类 算 包 统 模 识 法［ 决 论 法３与 工 经网 方 分 一 ． ５
法［１ 通信信号的调 ５。 － ６ 制方式识别是一个典型的 模式识别问 题。 模式识别方法主要由 直方图 构造特征向量， 用线性分类器判别信号的调 制方式。 决策论方法是用概率和符 合假设检验的观点研究调制识别问 题。 文献［［提出的简化决策论方法在保证一定 ３４ ］］ 的识别成功率的基 础上， 低了 降 运算量。 而神经网 络具有 模拟人类大脑识别能力的优
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声 明
本学位论文是我在导师的指导下 取得的研究成果 ， 尽我所知， 在 本学位论文中， 除了加以标注和致谢的部分外， 不包含其他人已经发 表或公布过的研究成果， 也不包含我为 获得任何教育机构的学位或学 历而使用过的材料。 与我一同工作的同 事对本学位论文做出的贡献均 己在论文中作 了明 确的说明。
关键词：信号分析 调制方式识别 模拟调制 数字调制 决策论 参数提取
南京理工大学硕士学位论 文
通信信号的 自动识别与参数提取
ＡＢＳ ＴＲＡＣＴ Ｔ ｅ ｏ ｔ ａ ｏ ｏ ａｔ ｉ ｎｉｃｔ ｎ ｍｏｕ ｔ ｎ ｅ ｃｍ ｕ ｉ ｔｎ ｎｌ ｉ ｌ ｂｉ ｈ ｕ ｄ ｆ ｉ ｆ ｄｌｉ ｓ ｏ ｏ ｍ ｎ ａ ｏ ｓ ａ ｉｗｄ ｙ ｎ ｅ ｉ ａｏ ｔ 川 ｆ ｃｉ ｉ ｇ ｓ ｅ ｅ ｇ
作 效率更高 ，对操作 员的专业要求也同时降低 。 １２ 发展概况 ．
１９ ＣＳ ａ ｒ ９ 年４ ６ 月， ． ｖ 等四名 ． Ｗ ｅ 作者在斯坦福大学技术报告上发表了 第一篇研究 调制方式 自 动识别的论文 《 采用模式识别技术实现调制类型的自 类》 动分 。此后，不
断有研究调制 识别 器的文献 出现 。 尽管这 些调制识别器采用 了各种不 同的算法 ， 但还 是 可以被概括 到一个 统一的框架 。
简 单的识别集合，则可 以适 当放宽上述条件 。 调 制方式识别系统一般包括三个 部分 ，即接 收机 前端、调制 识别器和输 出部分 。
接收机前端完 成信号检测和频率变换。 制识别器识别信号的调制方式， 调 并提取调制
参数 。输 出部分实现信号解调的信息处理 。
调制方式识别是基于软件无线电的 通信系统或者通信对抗应用的重要环节。首 先， 有正 只 确地估计信号调制方式和参数， 才能正 确地解调。 其次， 解调制方式和 了
ｕ ｄ ｍ ｎ ｋ ｄ ｏ ｄｍ ｉ ｓ ｈ ｓ ｎｌ ｅｌ ｃ ｄｅ ｉ ， ｒｒ ｃ ｓ ｉ ａ ｉ ｓ ｏ ａ ， ａ ｉ ａ ｓ ｖｉ ｎ ｅ ｎ ｙ ｎ ｆ ｎ ｕ ｓ ｃ ｇ ｕ ｌ ｅ＆ ｅ ｃｏ ｉｅｅ ｎ ｒ ａ ｔｔｎ ｎ ｆｅ ｅ ｔ
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量，频谱是否对称 。熟练 的操作员可以通 过耳机输出的音调变化分辨信 号频率 ，调整 示波器的扫描速率 。 手动调制方式识 别需要有 经验的操作员 ， 一般 可以成功识别持续时间较长 、 元 码
南 京理工大学 硕士学位 论文
通信信号 的自动识 别与参数提取
速率较低的幅度键控 （Ｓ ）信号和频移键控 （Ｓ ） ＡＫ ＦＫ 信号。 对于 ＦＫ 信号，还要 Ｓ 求较大的调制指数。 手动调制方式识别无法处理需要 相干信号处理的相移键控（Ｓ ） （ Ｋ Ｐ 信号。 采用 自 动调制方式识别不仅可以 提高 识别的 准确性， 增大识别的范围， 而且工
的识别成功率均 不低 于 ９％。 ９ 本文的调制识别算法是基于决策 论方法 ， 该方法 具有运
算量小， 识别效果好等优点。 最后， 本文对模拟调制信号的瞬时 频率、 调幅系数和调 频系 数以 及数字调制信号的 瞬时 频率和码元速率均做了理论分析与参数提取， 进 并且
行 了计算机仿 真，通过计算机仿真结果证 明了该方 法的可行性。
工程实现有 了保证 。 １１ 研究背 景 ．
调制方式识别是介于能 量检测和信号完全解调之间的过程。 对于能量检测只要知 道接收信号 粗略的中心频率和带宽。 而信号 解调不仅需要知道精确的中心频率和带 宽， 还必须知道该 信号采用的调制方式以 及对应的 调制参数。 而调制方式识别的 成功 率则 依赖于待识别调制方式集合的情况， 以及各种先验信息。 当集合中待识别的调制 方式 较多， 其包含复杂调制方式时， 尤 就要求几乎精确的中心频率和带宽， 对于相对
研 生名 初 拿 究签 ：
枷。 年 Ｇ ， 全 月／日
南京理工大学硕 士学位论 文
通信信 号的 自动识别 与参数提取
绪论 随着通信技术的 发展， 无线通信环境日 益复 通信信号在很宽的频带上采用了 杂。 多种调制方式， 同时这些信号的 调制参数也不尽 相同。 对未知信号调制方式的 识别可 提供信号的结构、 特性等有 用信息， 如何有效地识别和监视这些信号， 在军事和民 用
ｂｓ ｏ ｗ ｉ ， ｅ ａ ａ ｌ ａｄ ｉｌ ｄｌｉ ｓｔ ｃ ｉ ｏ ｔ ｖ ｄｔ ａ ｄ ｈ ｈ ａ ｄ ｎ ｏ ｎ ｄ ｔ ｍ ｕｔｎ， ｈ ｃ ｆ ｅ ｉ ｅ ｎ ｃ ｉ ｍ ｔ ｇ ｉ ａ ｏ ａｏ ｈ ｏ ｅ ｈ ｒｃ ａ ｇ ｅ ｅ ｔｅ ｏ ｉ ｄｃｓｄ ｎ ａｔ ｅ ｆ ｍ ｄｌｉ ｓｌ ｉｎｆａｏ ｂｓ ｏ ｈ ｓ ｌ ｓ ｕ ｅ ｕ ｇ ｈ ｔ ｏ ｏ ａｏ ｔｅ ｔｉｔｎ ｅ ｎ ｒ ｈ ｄ ｉ ｓ ｓ ｒ ｍ ｉ ｒ ｕ ｔｎ ｄ ｉ ｉ ａ ｄ ｓ ｉ ｉ ｃ ｙ ｅ ｃ ｄｃｉ －ｅｒｉ ａｅｔ ｔｈｗ ｏ ｍ ｄｌｉ ｐ ｃ ｓ ｕｉ ｂ ｕｉ Ｍ Ｔ Ａ ． ｅ ｓｎｈｏ ｔ， ｈ ， ｈｌ ｏｕ ｔｎ ｅ ｉ ｔ ｅ ｙ ｇ Ｌ Ｂ ｉｏ ｔ ｅ ｆｒ ｔ ｃ ｔ ａ ｅ ｅ ａｏ ｒ ｓ ｓ ｄ ｓ Ａ ｏ ｓｄ ｎ Ｗ ｅ ｔ Ｓ Ｒ ｕｌ ｔ Ｉ Ｂ ｔ ｐ ｂ ｉ ｓ ｃ ｓ ｔ ｍ ｄｌｉ ｓｌ ｈｎ Ｎ ｅ ａ ｏ ｄ ， ｒ ａ ｌ ｏ ｕ ｅ ｉ ｈ ｏｕｔｎ ｅ ｈ ｅ ｑ ｓ Ｏ ｈ ｏ ｂｉ ｆ ｓ ｎ ｅ ｙ ｔ ｃ ｅ ａｏ ｔ ｙ
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