数事教术十海减用
数字调制信号通过循环谱与参数统计进行识别的研究
曹铭志
(大连海事大学信息科学技术学院辽宁大连116026)
应用研究
摘要：数字调制信号通过运用循环谱与参数统计的方法进行识别可以在信噪比较低的情况下得到较好的效累，同时电是数字调制信号识别长久以来研究的主要方向。固此本文对数字调制信号通过循环谱与参数统计进行识别的研究进行浅析。
关键调：数字调制信号铺环谱参数统计
中图分类号：TN911.72文款标识码：A
1、数字调制信号的定义
文章编号：1007-9416(2012)01-0063-03
数的取值范围是[0,M-1].随机序列映射得到数值模拟调制信号的
研究数字调制信号的识别方法需要对其定义进行细致分析，
就目前而言应用最为广泛的数字调制信号分别是幅度调制的 MASK信号、相位调制的MPSK信号以及频率调制的MFSK信号等。通过对数字调制信号的特征参数进行估计、测量、分析并进步确定信号的调制类型是进行识别研究的主要目的。常规的识别方法是采用接收信号或者调整时域的统计特性对信号的调制方式进行识别，具体是通过调整载波的频率、非线性相位或者瞬时幅度，并且根据数字调制信号的参数特征分析、计算出能够表现出信号特性的调制特性。
通过调整载波频率、非线性相位或者瞬时幅度的识别方法虽然在信号特征参数的测量、分析以及计算方面都十分简单，但是使用的范围十分有限，对于一些信噪比较低的数字调制信号无法得到更为准确的识别效果。况且大多数的数字调制信号在传插播的过程中都不是非常理想的平稳状态，通常会表现出与载频或者符号率相关的循环平稳特性，但是信道于扰一般不具有这些循环频率，因此可以利用信号的循环统计量以及循环谱相关函数对平稳噪声和干扰的不敏感性，并且结合参数统计的方法以及Matlab仿真分析的方法，在信噪比较低的情况下更为精确的对数字调制信号的样式进行识别。本文就以Mat1ab计算机伤真分析的方法对数学调制信号
2ASK，4ASK，2FSK、4FSK，4PSK以及8PSK进行研究。 2、循环谱与参数统计研究的主要方法
数字调制信号通过循环谱与参数统计进行识别的过程中，对于
所截获的数字调制信号进行分析处理的主要流程如下图1所示：
数事谢制编号
宽
节别频 +接收机
中频处理
模数
+转换
分
类
+器
调制类型
图1数字调制信号自动试别的信号分析处理流程
根据图中的处理流程可知，数字调制信号通过宽带射频接收机进行接收和预处理，通过中频处理阶段进行采样分析，然后进人模数转换器对信号进行模拟分析，这种通过计算机进模拟分析的方法不仅计算简便面且参数灵活变化多样，所以应用较为广泛，以下就对这种方法进行细致研究，通过计算机模拟形成的数字调制信号是对调制信号进行带宽以及功率上的约束在最大程度上更加接近实际产生的信号。本文的仿真分析中使用的参数主要有；载波频率 f=150kHz、采样频率f=1200kHz、码元速率R=12.5kHz，采样数 N=8192.SNR=0，1.2，20dB，在每个信噪比下都进行100次试验。
运用Matlab仿真分析的方法，由Matlab的randint函数得出随机序列，再通过M进制随机序列映射得到数字模拟调制信号。
具体方法如下所示：
2.1M-ASK信号
MASK信号的复包络可以表示为： g(t)= A, Z/,p(t nT,)exp.)
在式中T=I/R表示的是码元周期，R是码元速率，P(t)是脉冲
[1,o≤r≤T,
波形。此时矩形脉冲可以转化为；p()=
0
其中{II是数字序列，本文研究的M-ASK信号分别为2ASK和 4ASK,对于前者而言I,的取值范围是(0,1),对于后者而言I,的取值范围是（士1，士3)，由M进制数字序列d到(1的映射可以由下式实现,I, = 2d, 3,d,=0,1,2,3
2.2M-FSK信号
MFSK信号的复包络可以表示为：
g (0)=A,exp月2。
EI.p(trnT,)dr +
，其中f表
示调制频偏，对于非相干解调，2f,应该是码元速率R的整数倍，调制
2f4
指数表示为：h=2T，=
其中(II是数字序列，本文研究的M-FSK信号分别为2FSK和 4FSK，数字序列(I_}的取值范围是I±1，±M-1)，由M进制数字序列 d,I到(I的映射可以由下式实现：I,=2d=M+1,其中d,=0,， M-1
2.3M-PSK信号
MPSK信号的复包络可以表示为：
g(c)=A,exp
2元
I,p(rnT,)+
ZM
其中{I,I是数字序列，本文研究的M-PSK信号分别为4PSK以
及8PSK，I的取值范围是一M/2+1，，M/2I，由M进制数字序列d到.)的映射可以由下式实现：
M
d,,o d,+
2
I,
M“,其中d=0,,M1
d, M,d_.>
2
在运用Matlab仿真分析的过程中为了提高计算结果的精确性，还需要限制已调信号通过滤波器时的带宽，此时滤波器的带宽应该根据已调信号的理论带宽进行选择。例如M-ASK和M-PSK 两者的最小传输带宽均为2R，，固此滤波器的带宽应该调整为4R，而M-FSK的理论带宽为2Mf，其中f,为频移键控信号的调制频偏，在本文的研究过程中f,的取值为R。