数字信号调制识别的研究

利用幅度归一化、小波变换等方法,在先验信息未知的情况下,通过对2ASK、2PSK、2FSK三种不同调制信号进行特征提取,并选取合适的阈值加以识别,实现了数字通信信号调制方式的分类识别。仿真表明对于信噪比在8dB以上的调制信号具有很高的正确识别率。

21年 01

第 1期 9

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科技信息

数字信号调制识别的研究孙景芳

(北电力大学电气与电子工程学院河北华【摘

保定

0 10) 7 0 3

要】利用幅度归一化、小波变换等方法，在先验信息未知的情*-通过对 2 S 2 S 2 S F, A K、P K、F K三种不同调制信号进行特征提取，并选

取合适的阈值加以识别，实现了数字通信信号调制方式的分类识别。仿真表明对于信噪比在 8B以上的调制信号具有很高的正确识别率。 d

【关键词】调制识别；小波变换；字信号数

O引言数字通信的快速发展形成了多种通信体制并存的局面，给多体制间的通信互联带来了很大障碍，了在同一接收平台上接收多种调制为信号，通信信号的调制识别技术得到了广泛的研究。

选用 sm4小波对信号进行单尺度的小波分解，并取其小波分解 y的高频系数计算瞬时幅度的方差与均值的四次方之比。对 2 S进行 FK小波分解后其高频系数的瞬时幅度取值为 2个， 2 S取值近似为而 PK个。由此通过特征值 R x可以将 2 S P K与 2 S F K分离开来。经大量的一

1调制识别过程

仿真设定为 2S F K。

的判决门限 3= ., R<:识别为 2 S若 R> 2判 ' 03若 , 2 P K; ,

我们也可以从图像中直观看出它们的不同，于 2 S信号会发对 P K,对于 2 S 2 S 2 S三种调制信号，A K有幅度的变化， A K、P K、F K 2S称生相位变化，在 1个符号周期内是正弦信号，表示为但可， ( .) 为幅度调制方式，在 2 S 2 S信号中幅度保持不变，为非幅度而 P K、F K称 S ()A f f= e,≤t (+ ) n≤ n 1T (- ) 2 5调制方式。调制识别的过程如图 1所示。 选择 H a小波作为母小波(波基)信号 st的 Har波变换 ar小， () a小为1 ㈤一

一岫_ s】 i n(6 2) -(7 2)—

( ) 一f (rf 口)—,=c

、 /a

sz} if n、

由式(—) 27可知， z口r l 1 I (,)在个信号周期内为常数，并且因 为I (,)与无关，以在不同

的信号周期内的突变不会引 o7 I 所 起I (,)的变化， zⅡr I z口r I即l (,)为常数。同理可得2 S FK信号在 1个信号周期内的小波变换为W、 a/ 、 在 1个信号周期内同样为常数，但因不同周期内的变化使得

I

(fI口 ),=

sf 1 i n

(8 2) -

图 1调制识别过程

11阈值的确定 .

l (,)为阶跃函数。但当小渡函数跨跃信号的不同周期时。 口r l就有可能覆盖信号的相位或频率变化， I I使得 出现尖峰，也就是说，2S P K信号的小波系数为带尖峰的常数，而 2 S F K信号的小波系数为

以 A(表示接收信号 st的瞬时幅度 f ) (),————=—一—

A ) I tlVs f+ ) O=s )= ()s( ( (归一化以去除信遭的影响，进行中心化， )并得A ( ) I A()^ 1 () 一= i/

带尖峰的阶跃函数。可以通过中值滤波器滤除 l I峰，此时 的尖 ( 1 2 S和 2 S号的小波系数分别为常数和阶跃函数。 2 ) PK - F K信

其中， () st的 Hi e 5￡为 () l￣变换。考虑 A0的离散形式 A(, A 2仿真结果 b ) i把 )(— ) 2 2

应用 MA L B对 2 S 2 S 2 S三种调制方式进行仿真分 TA A K,P K,F K析，小波选取 H a小波和 sm母 ar y 4小波。各种调制方式的共同特点是

其， A)均肘导∑A 中帆为 (值 r ( 的 讥 i: I

随着信噪比的增大。确识别的概率随之增加。表 3 13 2分别给出正 -、-

对于非幅度调制方式信号 A 应为常数，约为 0所以定义特 ()且，征参数为

了信噪比在 1d 4 B和 8 B下的调制信号的正确识别率。 d 表 3 1 S R 1d— N= 4 B正确识别率( %)调制方式2 K AS 2s F K 2S P K

￣ m xl刀 () I N=a D )2 / (- ) 2 3阈值的选取应使识别的错误概率最小。对于各种调制方式，的 。值与信噪比有关。而调制参数是未知的，理论上不能计算出。以通，所过数值仿真方法，分析，,的值与信噪比的关系， 仿真结果表明，

R d当。≥5 h时，,都小于 5, y一 O而Ⅸ远大于 7 ,一，因此 l为 5。 0若> I判为 2 S若< l则可能是 2 S, A K;, P K或 2 S F K中的一个，入下一轮判决。进 12阈值的确定 .若 .,利用 sm4小波和 H a将信号进行尺度的小波分解， y< y ar进行小波变换后其高频系数瞬时幅度的方差与均值四次方之比 R= , w‘L, n川

2S AK9 . 74 0 O

2S FK0 9. 33 67 .

2S PKO 0 9 4

表32 S=d - NR 8 B正确识别率( %)调制方式2 K AS 2s F K 2S P K

2S AK9 . 56 0 0

2 K 0 9 . 16 84 .

2S PKO 64 . 9 . 36

( 2

式(— ) () 2 4中， n是接收信号经小波变换后其高频系数的瞬时幅度

3结论

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