過夢(mèng)旦

摘 要

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，通信技術(shù)得到了快速發(fā)展與進(jìn)步，通信信號(hào)的調(diào)制分為數(shù)字與模擬兩個(gè)方面，依據(jù)數(shù)字調(diào)制的方法與特點(diǎn)以及模擬的特征，應(yīng)用非線性變換與小波變換結(jié)合的方法能夠得到變化信息與包絡(luò)，進(jìn)而將變換以后的頻域特征提取出來，可以省去其他操作，直接實(shí)現(xiàn)這種調(diào)制方法。本文通過實(shí)驗(yàn)仿真與分析，對(duì)該算法有效性進(jìn)行分析，對(duì)幾種常見信號(hào)進(jìn)行仿真結(jié)果分析。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字調(diào)制 非線性變換 識(shí)別方法

隨著我國(guó)通信技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，通信信號(hào)的種類日趨多樣，通信環(huán)境也出于不斷變化當(dāng)中，在這種情況下會(huì)在復(fù)雜環(huán)境中出現(xiàn)信號(hào)調(diào)制與識(shí)別的困難，如何才能噪音中增強(qiáng)對(duì)信號(hào)的識(shí)別與調(diào)制成為人們關(guān)注的問題。當(dāng)前，信號(hào)調(diào)制技術(shù)有很多，常見的有模擬信號(hào)，這種方法經(jīng)過不斷發(fā)展與進(jìn)步已經(jīng)非常成熟，可以對(duì)復(fù)雜、大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，滿足不同數(shù)字調(diào)制的需求，數(shù)字調(diào)制也由此產(chǎn)生，逐漸得到了人們的關(guān)注，在發(fā)展中出現(xiàn)了很多數(shù)字調(diào)制信號(hào)的方法與算法。由此，處理信號(hào)過程中相應(yīng)的模塊選擇是重點(diǎn)?？梢詫⒉煌盘?hào)識(shí)別方法結(jié)合起來，進(jìn)而將時(shí)域、頻域等不同因素有效分類，對(duì)識(shí)別參數(shù)進(jìn)行分類處理是一種常見的且有效的方法，還能夠以不同的方法進(jìn)行區(qū)分。

1 信號(hào)識(shí)別與算法

在通信系統(tǒng)當(dāng)中，數(shù)字調(diào)制病信號(hào)與接收可以表示為：

S（t）=A（t）cos（ω（t）+θ0）+n（t） （1）

在上述公式中，接收信號(hào)調(diào)制方式中的調(diào)節(jié)幅度表示為A（t），角頻率表示為ω（t），噪聲表示為n（t）。對(duì)數(shù)字信號(hào)調(diào)制與模擬兩者間存在差異，最顯著的區(qū)別體現(xiàn)在有無符號(hào)率上。可以應(yīng)用符號(hào)估計(jì)的方法進(jìn)行模擬與二次小波變換的估算，還能進(jìn)行數(shù)字分析與計(jì)算。首先，對(duì)調(diào)復(fù)信號(hào)進(jìn)行小波變換，選擇這種變換的目的是對(duì)包絡(luò)進(jìn)行二次變換，如果最開始選擇的尺寸不正確，會(huì)使提取的包絡(luò)變?yōu)?，表示此次調(diào)制失敗。數(shù)字調(diào)制信號(hào)的非線性變換可以確保變換后的包絡(luò)變化特征與信息不被篡改或者丟失。然后使用小波變換還能對(duì)信號(hào)瞬變現(xiàn)象的優(yōu)勢(shì)充分體現(xiàn)出來，對(duì)信噪比、尖峰值等綜合考慮，使選擇的尺寸始終控制在合理范圍內(nèi)，可以使選擇的大尺度小波變換更加合理，最后簡(jiǎn)單調(diào)整變換以后的數(shù)值，可以不用設(shè)置門限就能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)分類。ASK信號(hào)表示如下：

SAsk（t）=∑anu（t-nT）cosωt （2）

其中，信號(hào)的幅度an=（a0，a1，....am-1），相位φn=（φ0，φ1，...φm-1）符號(hào)率的倒數(shù)用T表示，矩形脈沖表示為u（t），A為常數(shù)。數(shù)字調(diào)制信號(hào)非線性變換后呈現(xiàn)明顯的規(guī)律，在相同的代碼間隔中，非線性變換輸出的內(nèi)容表示不變。ASK輸出的近似可以用ωCTs表示。一旦碼元出現(xiàn)變化，ASK非線性變換輸出就會(huì)出現(xiàn)沖突，需要用沖激函數(shù)或者突變幅度表示，在相同的碼元內(nèi)，間隔內(nèi)輸出的恒定值可以用An表示，非線性變換輸出的內(nèi)容由兩部分構(gòu)成，均可以表示為：

Qs（t）= ∑AnU（t-nT）+ ∑Bmδ（t-nT） （3）

不同信號(hào)非線性變換輸出階梯型函數(shù)時(shí)，輸出的首項(xiàng)可以在一個(gè)碼元內(nèi)保持恒定，并且整個(gè)信號(hào)區(qū)域均能夠保持不變。通過與二次小波符號(hào)率進(jìn)行變換估算可以使非線性變換輸出與調(diào)復(fù)的信號(hào)出現(xiàn)小范圍的變化，然后輸出方法相同，由此，得到的近似值為：

Y（ω）=（2π/T）·∑Ckδ（ω-2πk/T） （4）

Ck與信號(hào)幅度、選擇的尺度存在相關(guān)性。數(shù)字調(diào)制信號(hào)經(jīng)過以上變換以后會(huì)得出不同尖峰的分布情況，尖峰大小、間距、采集頻率、采集點(diǎn)數(shù)均是影響因素。

2 仿真分析

采樣頻率需要比信號(hào)頻率大出2倍左右，調(diào)制時(shí)可以將頻率調(diào)高，一些算法變換會(huì)對(duì)采樣提出具體要求。對(duì)瞬時(shí)相位計(jì)算時(shí)也要先采樣。對(duì)于模擬調(diào)制的信號(hào)來說，數(shù)字分類與模擬以后會(huì)得到特定的距離數(shù)，但是都是沒有規(guī)律的，為此，可以將其劃分到模擬的類別中。但是數(shù)字調(diào)制信號(hào)，比如，F(xiàn)SK與連續(xù)的PSK在模擬時(shí)數(shù)字分類與模擬會(huì)會(huì)嚴(yán)重受到噪聲影響，如果噪聲比識(shí)別率降低，會(huì)出現(xiàn)誤判，將其錯(cuò)誤判斷成模擬信號(hào)。比如，不同信號(hào)段達(dá)到5dB時(shí)，可以有效識(shí)別，但到9dB時(shí)，識(shí)別率降低至96%以上，15dB以上能夠達(dá)到98%。這是因?yàn)榉蔷€性變換以后碼元變化時(shí)刻尖峰值已經(jīng)受到噪聲比的影響，使碼元變換信息不容易捕捉，致使識(shí)別效果降低。

按照以上模擬、數(shù)字信號(hào)符號(hào)率變化特征以及非線性與小波變換的方法，不需進(jìn)行決門限設(shè)置，可以對(duì)數(shù)字調(diào)制信號(hào)模擬2大類，進(jìn)而使信號(hào)處理更加方便、容易，非線性變化與小波變換均是信號(hào)分類與調(diào)節(jié)的方法，具有顯著優(yōu)勢(shì)。比如，與其他分類法相比，可以依據(jù)符號(hào)率進(jìn)行判斷與調(diào)制，特征更加顯著；這種算法對(duì)ASK有非常強(qiáng)的識(shí)別效果，如果能夠反復(fù)應(yīng)用小波變換的方法能夠使ASK信號(hào)直接分析，還能對(duì)雙極性信號(hào)進(jìn)行分析，判斷相位變化引起的異常情況，易產(chǎn)生尖峰，但是單極信號(hào)相位變化不顯著，不容易出現(xiàn)尖峰。非線性變換以后，碼元變化非常明顯，還能使后面的小波變換更為準(zhǔn)確、快速的獲得碼元信息，將識(shí)別性能提高；非線性變換處理調(diào)制信號(hào)比起小波變換方法，不需要再次接收調(diào)制信號(hào)選擇的尺度，可以直接接收到信號(hào)包絡(luò)，方便簡(jiǎn)單，還能將尺度影響減少。如果載波頻率較大，比如，160QAM時(shí)，可以選擇適合的尺寸，如果增益因子>2時(shí)，可以進(jìn)行小波變換，進(jìn)而將信噪比增加，增加信號(hào)的整體識(shí)別度和接收的質(zhì)量。

3 結(jié)語

本文主要對(duì)模擬與數(shù)字調(diào)制方法的非線性變換識(shí)別方法進(jìn)行了分析，依據(jù)輸出序列取值變化，差分方法得到新序列，再計(jì)算新序列，能夠有效區(qū)分、分類信號(hào)。

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