無線電信號的調(diào)制識別研究

謝勇

【摘要】 無線電通信技術(shù)的不斷發(fā)展，使得通信環(huán)境日漸復(fù)雜多變。通信信號可以采用多種多樣十分復(fù)雜的調(diào)制方式，而怎樣有效快捷地監(jiān)控和識別這些通信信號就顯得至關(guān)重要，而通信信號調(diào)制識別的基本任務(wù)是在有多信號的環(huán)境和有噪聲的干擾之下將接收信號的調(diào)制方式和其他信號參數(shù)確定出來，從而進(jìn)一步對信號進(jìn)行更深程度地分析和處理。

【關(guān)鍵詞】 通信 信號的調(diào)制 信號的調(diào)制識別

無線電通信技術(shù)的不斷發(fā)展，使得通信環(huán)境日漸復(fù)雜多變。通信信號可以采用多種多樣十分復(fù)雜的調(diào)制方式，而怎樣有效快捷地監(jiān)控和識別這些通信信號就顯得至關(guān)重要，因為無線通信信號的識別監(jiān)控在軍用領(lǐng)域，例如監(jiān)聽干擾敵方通信，電子對抗等；在民用方面，如對非法電臺信號的偵聽，辨別，控制都有非常重大的意義和影響。

一、綜述

在通信信號處理這個領(lǐng)域中，通信信號的調(diào)制識別占據(jù)著非常重要的地位，其在關(guān)于電子對抗以及信號信息處理分析等方面有著極其快速的發(fā)展。通信信號的調(diào)制識別的應(yīng)用范圍十分廣泛，其在信號確認(rèn)、干擾識別、衛(wèi)星通訊和無線電等都有應(yīng)用。

通信信號調(diào)制識別的基本任務(wù)是在有多信號的環(huán)境和有噪聲的干擾之下將接收信號的調(diào)制方式和其他信號參數(shù)確定出來，從而進(jìn)一步對信號進(jìn)行更深程度地分析和處理。

二、通信信號的調(diào)制

2.1 調(diào)制

通常來說，原始信息不適合直接作為傳輸信號來使用，因未經(jīng)加工的源信息與傳輸信道并不相匹配，因此，調(diào)制就是要對這些最初信息進(jìn)行加工處理并且加載到載波上，使信息的載體信號隨調(diào)制信號變化。調(diào)制的根本目的就是使信源信息與傳輸信道相適合，從而能夠有效順利地完成信號的傳輸。調(diào)制不僅能夠使信息變?yōu)橛行У膫鬏斝盘柾瓿蓚鬏敚€能各種性能，如抗干擾能力。

相反，解調(diào)則是要將信號源信息從經(jīng)過改變的載波提取恢復(fù)出來，以便預(yù)定的接受者進(jìn)行理解分析和處理，實際上是調(diào)制的逆反過程。

2.2 調(diào)制的分類

調(diào)制的有很多種類，相應(yīng)的，調(diào)制的分類也不盡相同。一般來說，調(diào)制常見有正弦波調(diào)制和脈沖調(diào)制兩大類。不同種類的調(diào)制方式會有不同的性能和特點。

2.3 調(diào)制的作用

在無線通信系統(tǒng)中，調(diào)制是必不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)，能夠被運用到雷達(dá)，遙控，導(dǎo)航等領(lǐng)域中。同時，對于高速率的數(shù)字調(diào)控的發(fā)展也能使通信系統(tǒng)的容量得到不斷的擴充，從而適應(yīng)社會發(fā)展的巨大需求。

三、通信信號的調(diào)制識別

3.1 通信信號的調(diào)制識別的發(fā)展

早期的通信信號的調(diào)制識別基本上都屬于人工識別范疇。首先需要多個不同類型的調(diào)節(jié)器，將接收到的信號經(jīng)過轉(zhuǎn)變加工后輸入到這些調(diào)節(jié)器中進(jìn)行調(diào)節(jié)從而得到需要的便于觀察分析的信號后導(dǎo)出，再由專業(yè)人員對這些信號進(jìn)行統(tǒng)一地處理分析最終將調(diào)制方式確定下來。由于進(jìn)行人工處理時，專業(yè)要求較高，而且存在主觀因素，因此只能確定一些持續(xù)時間較長的如ASK以及FSK信號，但是仍然不能確保識別的高度準(zhǔn)確性。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，通信信號的調(diào)制模式的自動識別技術(shù)逐漸出現(xiàn)并引起了很多人的關(guān)注。1969年，關(guān)于自動調(diào)制識別的第一篇論文發(fā)表，引起了許多學(xué)者的關(guān)注并且對其進(jìn)行深入研究發(fā)展。信號調(diào)制的自動識別彌補了許多人工識別的不足，自動識別技術(shù)具有很強的抗干擾能力，能夠準(zhǔn)確較快地識別出多種調(diào)制方式。

近年來，隨著相關(guān)學(xué)者的不斷鉆研嘗試，提出了許多其他新型通信信號調(diào)制識別的方案。

3.2 通信信號的調(diào)制識別的基本理念

通信信號的調(diào)制識別從根本上來說就是一種典型的模式識別問題。目前最典型的兩種基本識別模式即統(tǒng)計模式和判決理論模式。兩個模式都有設(shè)計和實現(xiàn)這兩個過程組成，其中實現(xiàn)通常包括這幾個步驟：信號輸入，信號預(yù)處理，特征提取和選擇分類識別。對于通信信號的調(diào)制方法主要有假設(shè)檢驗的最大似然、特征提取的模式識別這兩種方式。最大似然是把自動識別當(dāng)成一種雙重疊合的檢驗方式。其中的中心技術(shù)是對于所要識別的信號的似然函數(shù)進(jìn)行一定的分析和判斷，使得信號顯示出自身的一些明顯特征，從而放進(jìn)適當(dāng)?shù)姆诸愔?。這樣的分類和處理是目前最佳的，該方法技術(shù)的出錯率十分低，實現(xiàn)錯誤概率最小。但是不得不提出，這種方法對于信號的表征過繁化，只是簡單的數(shù)字表征，提高的空間很小。如果出現(xiàn)了實踐中的信號航道噪聲成為非高斯，或者說航道變得多樣化，最大似然法的敏感性將急劇降低。這種情況下，特征提取的模式識別方法比最大似然法要穩(wěn)定很多。

信號的輸入中，通常會選擇用能夠在計算機運算的符號來表示研究的對象；信號預(yù)處理是要去掉噪音等影響因素，留下，復(fù)原和加強有用信息。一般包括頻率下變頻、同向和正交分量分解、載波頻率估計等；特征提取是以變換原數(shù)據(jù)從而有效地實現(xiàn)分類和識別，得到最能反映分類差別的特征，是整個過程中非常重要的步驟。對于實踐中混合的通信信號的識別主要識別混合信號的高階累量特征、分類特征、參數(shù)高階累量特征和矢量譜線特征量。如表1是混合信號的詳細(xì)識別狀況（SNR=sdB）。

從上面的表格中可以看出，對16QAM和64QAM的錯誤識別中，多數(shù)將其識別成QAM信號。這些主要可以從高階累量矢量的數(shù)據(jù)中得到答案，主要是這2種信號在特征上比較接近。識別信號到了分別QAM類，還是PSK類這一步驟，正確的概率就近似百分百。對于信號的調(diào)控，下面介紹一下數(shù)字模擬調(diào)控中的幅度調(diào)制，其主要是通過對于信號的平流層正弦的載體，也就是微波的幅度這一熱點來調(diào)節(jié)其信號。

四、結(jié)束語

隨著無線電通信技術(shù)的不斷發(fā)展及被廣泛地應(yīng)用在生活中的許多方面，通信信號的調(diào)制識別目前為止已經(jīng)有了很深遠(yuǎn)的發(fā)展也日漸成熟，調(diào)制識別技術(shù)在軍事和民用領(lǐng)域都起著至關(guān)重要的作用，因此對于無線電信號的調(diào)制識別技術(shù)的研究還要繼續(xù)下去，將問題更加細(xì)化，深化，從不同的新視角來不斷研究和發(fā)展這項技術(shù)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 王生兵. 無線電信號的調(diào)制識別研究[J]. 東南大學(xué)，2006年

[2] 張琴，田寶玉. 通信信號調(diào)制模式的自動識別技術(shù)及發(fā)展前景[J]. 電訊技術(shù)，2008年

[3] 單琳娜. 關(guān)于通信信號調(diào)制識別技術(shù)的分析研究[J]. 科技資訊，2012年