基于循环谱的同信道多信号调制方式识别.pdf

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1、高玉龙等：基于循环谱的同信道多信号调制方式识别基于循环谱的同信道多信号调制方式识别!高玉龙!张中兆（哈尔滨工业大学通信技术研究所哈尔滨150001）摘要为满足软件无线电、认知无线电的需要，对共信道多信号的调制方式识别技术进行了研究，提出了一种共信道多信号调制方式识别的数学模型。根据此模型，结合循环谱理论，给出了基于循环谱的同信道多信号调制方式识别算法，并以BPSK、OPSK、OOPSK三种调制方式为例，采用蒙特卡洛方法对提出的算法进行了仿真。仿真和试验结果表明，提出的算法能有效地识别共信道多信号的调制方式，取得了与理论分析相吻合的结果。关键词循环谱，共信道多信号，

2、调制方式识别，数学模型期变化，简化了一般的非平稳信号处理。因而它是0引言介于平稳和非平稳信号处理之间的一种解决方案，能比平稳信号处理得到更满意的结果，而比非平稳通信信号的调制方式是认知无线电、电子对抗、信号处理更简洁，更易于实现，利于实时化。频谱管理的关键技术。自从英国Nandi和Azzouz提由于以上原因，本文对共信道多信号的调制方出了识别通信信号调制方式的判决理论和神经网络式识别问题进行了研究，给出了它的数学模型。利［1，2］用该模型，提出了根据调制信号的循环谱提取特征的算法以来，先后出现了利用改进的时域信息和功率谱、循环谱等变换域特征作为特征参数来识参数，对

3、共信道多信号的调制方式识别算法进行研［3-7］究，并用二进制相移键控（BPSK）、四相相移键控别调制方式的算法。但是这些文献对通信信号调制识别的研究是在同一接收信道中只存在一个调（OPSK）和偏移四项相移键控（OOPSK）三种常用的制信号的前提下进行的。事实上，随着无线电通信不易区别的调制信号为例对算法性能进行了仿真，技术在军用和民用领域的广泛普及，无线电通信频以验证提出的模型和算法的正确性。段上的信号日益密集，即使在普通的窄带接收机中，同时出现两个或多个通信信号的现象已经难以避1共信道多信号调制方式识别的数学免，如美国GPS系统和欧洲Galile（o伽利略）系统

4、在模型1176Mhz和1575Mhz两个频点上都有信号；而在电子侦察、无线电监测等特殊用途的宽带接收机中，同为了研究的方便，首先建立共信道多信号调制时存在多个信号的情况则更为普遍。因此，共信道方式识别的数学模型，如图1所示。多个通信信号的调制方式识别技术，是一个亟待解图中（r）为接收信号，用式决的实际问题，值得进一步深人研究。（r）=r（1）+r（2）+⋯+rN（）+n（）众所周知，信号由于抽样、调制、扩频等信号处（1）理会产生循环平稳性。Gardner等系统研究了循环表示，其中，r（1），r（2），⋯，rN（）为共信道信号，平稳理论，给出了各种调制方式信号的循环

5、谱的闭N为共信道信号的个数，n（）为噪声，r*（1），合表达式以及在二维频率平面的示意图［8-10］，为利r*（2），⋯，r*N（）为r（1），r（2），⋯，rN（）对应的用循环谱理论进行调制方式识别奠定了基础。把信预处理以后的中频数字信号。这里说的共信道是指号建模成循环平稳信号一方面反映了信号统计量随在多路信号的载波相差不多，大致在一个较宽的带时间的变化，弥补了平稳信号处理的不足，更多地反宽内。并且在模型中假设每个频率点只有一个信映信号的本质特征；另一方面认为信号的统计量周号，信道的中心频率为f0。"863计划（2004AA001210）资助项目。!男，1978

6、年生，博士生；研究方向：通信信号处理及软件无线电技术；通讯作者，E-mail：gylhhh@sohu.com（收稿日期：2006-08-21）—793—高技术通讯2007年8月第l7卷第8期的运算量。纵坐标表示算法复杂度，C表示乘法个数。横坐标中的dfdt为分辨率乘积，它表示数据长度。从图中可以明显看出，FSM算法的运算量比其它两种算法的计算量大很多。而FAM算法和SSCA算法的运算量差别不大，但如果考虑图中的运算量图!调制方式识别数学模型坐标采用的是运算量的对数，因此在图中不明显的差别，在实际的计算中差别会很大。因此SSCA算射频前端主要完成模拟下变频、低噪放等

7、功能。法的运算量最小，故采用它计算调制信号的循环谱。信号预处理包括A/D转换器、数字频率下变频、载波频率和信息速率估计等。另外，也可以通过预处理消除或部分消除信噪比等影响参数性能的因素对提取的特征参数的影响。特征参数提取主要完成识别共信道中各种调制方式的特征参数的提取，它和传统的单信号的区别在于它要提取每个载波点信号也就是共信道各个信号的特征参数。因此，提取的特征参数不仅要能识别各种调制方式，而且还不能受共信道其它信号的干扰。分类识别算法要能根据提取的特征参数有效地区分共信道各个信号的调制方式。由于共信道多信号处在大致相同的频带上，因此它们的调制方式一图"循环谱算

8、法的计算复