王永娟

（西安電子科技大學(xué)，陜西 西安 710126）

引言

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，通信信號(hào)調(diào)制方式識(shí)別技術(shù)受到了越來(lái)越多的關(guān)注。從現(xiàn)有的研究成果來(lái)看，針對(duì)單載波信號(hào)的調(diào)制識(shí)別技術(shù)有很多研究，但只針對(duì)OFDM信號(hào)的識(shí)別和參數(shù)估計(jì)的研究相對(duì)來(lái)說(shuō)較少一些，研究的也不是特別深入。文章首先重點(diǎn)研究了基于高階累積量的OFDM信號(hào)的調(diào)制類型盲識(shí)別，同時(shí)對(duì)基于高階累積量的單載波信號(hào)的調(diào)制識(shí)別也做了一定的改進(jìn)，并進(jìn)行了計(jì)算機(jī)性能仿真，結(jié)果表明識(shí)別性能較已有的算法有很大的提高。第一章介紹了OFDM技術(shù)原理，以及該技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀。第二章介紹了傳統(tǒng)的基于高階累積量的信號(hào)識(shí)別方法，然后提出了基于奇數(shù)階累積量的多徑瑞利衰落信道下的OFDM信號(hào)調(diào)制識(shí)別算法，并分別對(duì)基于三階和五階累積量的算法進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真。仿真結(jié)果表明，基于三階和五階累積量的OFDM信號(hào)調(diào)制識(shí)別算法在信噪比為0dB時(shí)，OFDM信號(hào)的識(shí)別率均可達(dá)到100%。本章還提出了利用支撐矢量機(jī)方法對(duì)基于三階累積量的調(diào)制識(shí)別算法進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果表明，識(shí)別率有了很大的提高。第三章總結(jié)了全文的工作成果，并對(duì)今后的工作進(jìn)行展望，提出下一步研究的思路。

1 OFDM技術(shù)介紹

OFDM最大的缺陷是，信號(hào)會(huì)呈現(xiàn)出很大的峰平功率比（PAPR），所以比單載波系統(tǒng)需要更寬的線性范圍。由于該技術(shù)采用的是IFFT/FFT來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)制和解調(diào)的，所以O(shè)FDM系統(tǒng)對(duì)載波頻率偏移、單頻串?dāng)_、相位噪聲和非線性放大等因素都更為敏感。如果要避免信號(hào)的失真和頻譜的擴(kuò)展，就需要配置動(dòng)態(tài)范圍很大的線性放大器和價(jià)值昂貴的發(fā)射機(jī)。就目前而言，如何降低OFDM的峰平功率比是OFDM技術(shù)中的一大難點(diǎn)。OFDM調(diào)制技術(shù)的高速率和良好的性能是以提高系統(tǒng)復(fù)雜度為代價(jià)而獲得的。該技術(shù)的最大難點(diǎn)是如何實(shí)現(xiàn)各個(gè)子載波的精確和同步。OFDM的基礎(chǔ)是各個(gè)子載波必須滿足頻率正交性的特點(diǎn)，如果正交性惡化，整個(gè)系統(tǒng)的性能將會(huì)嚴(yán)重下降，即產(chǎn)生OFDM所特有的子載波間串?dāng)_問(wèn)題。

OFDM技術(shù)最初主要用于軍用高頻通信系統(tǒng)，例如INEPLEX、ANDEFT和KATHRYN。但由于O系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，從而限制了其進(jìn)一步推廣。到70年代，人們提出采用IDFT來(lái)實(shí)現(xiàn)多載波調(diào)制，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使得OFDM技術(shù)更趨于實(shí)用化和人性化。80年代，人們開始研究如何將OFDM技術(shù)用于高速M(fèi)ODEM。90年代以后，OFDM 技術(shù)的研究深入到無(wú)線調(diào)頻信道上的寬帶數(shù)據(jù)傳輸，在高速無(wú)線應(yīng)用環(huán)境，OFDM技術(shù)被廣泛應(yīng)用于民用通信系統(tǒng)中，其優(yōu)勢(shì)得以凸顯。近年來(lái)，由于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的飛速發(fā)展，OFDM最初應(yīng)用的障礙（如計(jì)算量大）顯然已經(jīng)不存在。因此作為一種具有較高頻譜效率的技術(shù)，同時(shí)又可以有效對(duì)抗碼間干擾的高速傳輸技術(shù)，OFDM引起了廣泛的關(guān)注。

2 基于高階累積量的OFDM信號(hào)調(diào)制識(shí)別算法研究

對(duì)于傳統(tǒng)的AM、FM、FSK、PSK、MSK、QAM等簡(jiǎn)單調(diào)制類型的盲識(shí)別技術(shù)的研究，已有比較多的成果。隨著人們對(duì)于通信可靠性和有效性的不斷追求，產(chǎn)生了越來(lái)越多的復(fù)雜的調(diào)制方式。OFDM 技術(shù)由于其具有頻帶利用率高、抗多徑能力強(qiáng)、適合高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，在通信領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。因此，OFDM信號(hào)的調(diào)制類型盲識(shí)別技術(shù)的研究也就引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。另外，信道傳播的多徑現(xiàn)象在無(wú)線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析中是一個(gè)必須討論的問(wèn)題，對(duì)調(diào)制識(shí)別問(wèn)題也不例外，多徑導(dǎo)致的符號(hào)間干擾會(huì)嚴(yán)重降低算法的分類性能。而現(xiàn)有的調(diào)制識(shí)別算法大都把信道建模為高斯理想信道，很少有人討論多徑信道中的調(diào)制識(shí)別問(wèn)題。本章針對(duì)低信噪比、多徑瑞利衰落信道中OFDM 信號(hào)的調(diào)制識(shí)別問(wèn)題，提出了基于奇數(shù)階累積量的識(shí)別算法，并對(duì)算法進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真，結(jié)果證明本算法在低信噪比、多徑信道條件下具有良好的性能。

3 總結(jié)與展望

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，特別是數(shù)字通信技術(shù)得到跨越式的發(fā)展，不斷有新的調(diào)制技術(shù)出現(xiàn)。因此，信號(hào)調(diào)制類型識(shí)別技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也面臨著越來(lái)越多的挑戰(zhàn)。在過(guò)去的一年里，作者查閱了大量的文獻(xiàn)，廣泛地學(xué)習(xí)了國(guó)內(nèi)外針對(duì)信號(hào)識(shí)別領(lǐng)域的研究成果，了解該領(lǐng)域的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，在此基礎(chǔ)上對(duì)信號(hào)調(diào)制類型識(shí)別技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。由于OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）調(diào)制技術(shù)的廣泛應(yīng)用，作者重點(diǎn)研究了低信噪比、多徑瑞利衰落信道條件下的OFDM信號(hào)調(diào)制識(shí)別技術(shù)。

通信信號(hào)調(diào)制類型識(shí)別是一項(xiàng)不斷在發(fā)展的技術(shù)，也正是因?yàn)椴粩嘤行碌?、更?fù)雜的信號(hào)調(diào)制方式的出現(xiàn)，使得該技術(shù)成為一個(gè)不斷有研究課題提出的同時(shí)，又會(huì)有新的研究成果不斷涌現(xiàn)，意味著該技術(shù)發(fā)展必將成為一個(gè)日新月異的科學(xué)領(lǐng)域，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。文章雖然做了一定的工作，取得了一些成果，但仍然存在一些不足。結(jié)合文章研究的經(jīng)驗(yàn)與通信科技的發(fā)展趨勢(shì)，這里提出進(jìn)行下一步研究的思路：

1）對(duì)OFDM信號(hào)的識(shí)別，應(yīng)該進(jìn)一步研究各子載波信號(hào)調(diào)制類型的識(shí)別技術(shù)，以及OFDM信號(hào)與其他多載波信號(hào)分類的算法。

2）對(duì)單載波信號(hào)間的識(shí)別，文章提出的方法只在無(wú)多徑和低信噪比的條件下基于高階累積量的OFDM 信號(hào)調(diào)制識(shí)別技術(shù)研究改進(jìn)性能比較明顯，可以考慮加入盲均衡模塊并且優(yōu)化小波消噪模塊的閾值選取部分。

3）文章為采用的高階累積量方法是常用的研究方法，考慮引入新的信號(hào)處理技術(shù)來(lái)進(jìn)行信號(hào)識(shí)別。信號(hào)調(diào)制識(shí)別技術(shù)具有廣闊的遠(yuǎn)景和研究空間，希望在以后的工作中可以把這項(xiàng)技術(shù)繼續(xù)研究下去。

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