一种针对特定无线电信号的识别方法

《一种针对特定无线电信号的识别方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、一种针对特定无线电信号的识别方法　　摘要：文章首先介绍了信号识别的意义和发展趋势，阐述了传统通信的信号识别方法；接着介绍了两种信号识别方法的实际应用案例，对信号识别效率、准确度进行仿真和分析；最后使用广义特征提取技术、权重特征数据库比对和决策方式，提出了一种针对特定信号识别的解决方案，该方法具有识别效率高、资源要求低、可扩展和易实现的特点。　　关键词：信号识别；调制识别；特征提取；特定信号　　1信号识别的意义及方法　　1.1信号识别概述　　近些年，随着无线通信技术、卫星通信、网络通信、软件无线电技术等技术的迅速发展，无线电识别技术在电子监视、电子防护、电子对抗、电子牵制、信号截取

2、、雷达识别以及保障通信质量和安全等军事应用方面发挥着越来越大的作用；在民用方面，同样由于移动通信业务的急剧扩张，频谱资源日益短缺，无线电管理机构可通过信号识别技术为无线频谱管理进行信号身份确认，对一些非法信号进行监控、屏蔽、干扰、定位、查处，实现对不同用户的区别管理。　　从识别的对象上区分，以上阐述的多是对未知信号的识别和应用，即在得到识别结果前对信号的特征信息是未知的，识别的结果也未必是用户感兴趣的信号，可认为是一种“盲识别”7。在某些特定的无线电监测应用领域，比如非法广播监视、重点区域反恐无线电侦测，需要对某些已知的无线电信号进行快速发现、跟踪和监测接收。这种信号在监测前已经

3、掌握了其部分特征信息，可以认为是一种“特定识别”。专门针对此方面的研究和应用较少。　　此外，无线电信号在传播过程中，环境复杂，外界噪声干扰较多，造成信号接收的不确定性，信号的处理日益困难，所以，了解信号识别类型，可为净化信号环境和抑制干扰等提供有力的支持。　　1.2信号识别的方法　　通信信号识别主要有两种方法：决策一理论法和模式识别法。两种识别方法都是基于假设检验和统计推断这两个基本数学方法上实现的。　　1.2.1决策论识别方法　　决策论方法实际上是最大似然假设检验方法，基本思想是采用概率论和假设检验理论来解决信号的调制识别问题。通常根据信号的统计特性，通过理论分析与推导，得到统

4、计检验量，然后与一个合适的门限进行比较，从而形成判决准则来实现调制信号自动识别。在决策论方法中，通常把信号分类看成一个多元假设检验问题，对应m种调制方式有m种假设检验Hi（i=1，2，…，m）。　　该方法的优点在于完备的算法理论支撑下，在最小误码下，保证分类准则的最优化；其缺点在于决策论算法需要更多的先验数据库，如载波频率、载波相位、码元速率、噪声类型和信噪比等等。先验知识缺少或不准确严重影响算法的性能，甚至导致算法失效。其次，未知参量的存在导致似然比识别算法的统计量表达式非常复杂，计算量大，难于实时处理。若简化处理势必降低性能。7　　1.2.2模式识别方法　　在模式识别方法中，

5、其按照特征提取和分类识别两个步骤完成如图1所示。调制方式模式识别系统结构主要由信号接收、特征提取和判决输出3部分构成。　　首先原始数据中提取表征信号调制样式的特征向量，提取调制识别分类特征可以在时域进行，也可以在频域进行，常用的分类特征包括包络特征、相位特征、频率特征，频谱特征，高阶累积量等；然后根据一定的判决门限，在特征空间中用统计方法识别信号调制样式，特征的提取直接影响后面类型识别部分的设计和性能。　　2两个典型的信号识别设计方案　　2.1调试识别和符号速率提取技术　　2.1.1调制识别技术　　利用决策树理论实现对FM，AM，CW，ASK，FSK、QPSK，OQPSK，16Q

6、AM，32QAM等调制的分选。　　2.1.2符号速率提取技术　　利用小波尺度变换技术对符号速率进行提取，可实现对ASK，FSK，QPSK，OQPSK，16QAM，32QAM等调制的符号速率提取。　　实际应用测试表明，以上几种调制识别方法，在接收信号信噪比达到10dB以上时，其准确率可达90%以上，计算机资源要求较高。　　2.2电台信号特征识别　　2.2.1电台信号识别方法7　　在民用的无线电管理方面或军用应用领域，电台信号识别的需求和应用都比较广泛。　　识别过程主要依据电台的特征参数，这些参数可以是常规特征参数、高阶统计量特征参数，或者是特征参数与高阶统计量特征参数结合等。　　常

7、规特征主要包括分形理论的LZC复杂度、盒维数、信.息维数等。　　高阶统计特征主要包括高阶J特征、包络峰度、矩形积分双谱等。　　2.2.2电台信号识别仿真结果　　笔者曾对某无线电监测站设备采集的数据进行了识别仿真处理。在采样频率为382kHz时进行时长1s的数据采样，所获得的数据组成一个样本，每个电台采集的样本个数为100个，提取的特征码大小约为1kbit，识别时间一般在秒级，对其进行仿真，以预计其可达到的识别率。　　以调幅话音广播随机采集4个电台的数据进行仿真：取电台一100组数