第4章信號處理

1、西安電子科技大學(xué)西安電子科技大學(xué)信息對抗技術(shù)系信息對抗技術(shù)系馮小平馮小平西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院2第第4章章 通信偵察系統(tǒng)的信號處理通信偵察系統(tǒng)的信號處理4.1概述概述4.2通信信號參數(shù)的測量分析通信信號參數(shù)的測量分析4.3通信信號調(diào)制類型識別通信信號調(diào)制類型識別4.4通信信號解調(diào)通信信號解調(diào)西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院3第第4章章 通信偵察系統(tǒng)的信號處理通信偵察系統(tǒng)的信號處理作業(yè)作業(yè)習(xí)題習(xí)題 42習(xí)題習(xí)題 43習(xí)題習(xí)題 45習(xí)題習(xí)題 46習(xí)題習(xí)題 48習(xí)題習(xí)題 414西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院44.1 概述概述 通信偵察系統(tǒng)信號處理的任務(wù)是，從一個(gè)多種信號構(gòu)成的復(fù)雜和多變的信號環(huán)境中：

2、n 分選和分離多個(gè)通信信號；n 測量和分析各個(gè)通信信號的基本參數(shù)；n 識別通信信號的調(diào)制類型和網(wǎng)臺屬性；n 對信號進(jìn)行解調(diào)處理，監(jiān)聽或者獲取它所傳輸?shù)男畔?，作為通信情?bào)。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院54.1 概述概述 信號預(yù)處理：通信信號的分選和分離、參數(shù)的測量分析是通信偵察預(yù)處理的功能。在通信偵察系統(tǒng)瞬時(shí)帶寬內(nèi)，一般存在多個(gè)通信信號。預(yù)處理的任務(wù)之一是將多個(gè)重疊在一起的通信信號分離出來，這稱為通信信號的分選或者分離。 通信信號的分選和分離通常是一種盲分離，因?yàn)槁湓谒矔r(shí)帶寬內(nèi)的通信信號的參數(shù)是未知的，這是通信信號分選的基本特點(diǎn)。通信偵察系統(tǒng)首先對信號進(jìn)行粗的頻率分析，如采用窄帶接收機(jī)、信道化接

3、收機(jī)、DFT/FFT分析等方法，粗劣地分析和估計(jì)信號的中心頻率和帶寬，對多個(gè)信號進(jìn)行分離。 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院64.1 概述概述 然后才能測量信號的各種參數(shù)，最后實(shí)現(xiàn)調(diào)制分類和識別等信號處理任務(wù)。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)通信信號參數(shù)測量分析的方法都是在單個(gè)通信信號的條件下才能有效地發(fā)揮作用，也就是說，在進(jìn)行參數(shù)測量分析時(shí)，分析帶寬內(nèi)最好只有一個(gè)通信信號，得到比較準(zhǔn)確的信號。 參數(shù)通信信號分選和分離的任務(wù)通常是和接收機(jī)聯(lián)合完成的，如窄帶接收機(jī)、信道化接收機(jī)，在完成信號載波頻率粗分選測量的同時(shí)，也完成了信號分離的工作任務(wù)。而對于寬帶搜索接收機(jī)，它通常采用DFT/FFT分析或者其它分選方法實(shí)現(xiàn)信號分

4、離的工作任務(wù)。 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院74.2 通信信號參數(shù)的測量分析通信信號參數(shù)的測量分析4.2.1 通信信號的載頻測量分析通信信號的載頻測量分析4.2.2 信號的帶寬測量分析信號的帶寬測量分析4.2.3 信號的電平測量分析信號的電平測量分析4.2.4 AM信號的調(diào)幅度測量分析信號的調(diào)幅度測量分析4.2.5 FM信號的最大偏測量分析信號的最大偏測量分析4.2.6 通信信號的瞬時(shí)參數(shù)分析通信信號的瞬時(shí)參數(shù)分析4.2.7 MFSK信號頻移間隔測量分析信號頻移間隔測量分析4.2.8 碼元速率測量分析碼元速率測量分析西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院84.2.1 通信信號的載頻測量分析通信信號的載頻

5、測量分析1）一階相位差分測頻法）一階相位差分測頻法模擬信號的瞬時(shí)頻率與瞬時(shí)相位的關(guān)系為： (4.2-1)則在數(shù)字域瞬時(shí)頻率與瞬時(shí)相位的關(guān)系為： (4.2-2)式中T為采樣時(shí)間間隔，角頻率 ，表明在數(shù)字域頻率和相位的關(guān)系是簡單的一階差分關(guān)系。 這樣我們利用瞬時(shí)相位進(jìn)行一階差分，可以得到瞬時(shí)頻率值。 dttdtf)()(Tnnnf2) 1()()() 1()()(nnn西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院94.2.1 通信信號的載頻測量分析通信信號的載頻測量分析1）一階相位差分測頻法）一階相位差分測頻法 正弦信號的瞬時(shí)相位在 之間，會造成相位差的不連續(xù)性，引起相位模糊，可用下面的方法解模糊。 (4.2-3

6、) (4.2-4)可得信號的瞬時(shí)頻率為： (4.2-5)由于一階相位差法測頻對噪聲較敏感，需要取多點(diǎn)平均 (4.2-6)其中N為輸出的采樣點(diǎn)數(shù)。 一階相位差法法的特點(diǎn)是運(yùn)算量小、速度快、簡單，特別適合于實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)。但它對噪聲比較敏感，只適合信噪比較高場合。,)(2) 1(2) 1()(nCnCnCnC其他若若) 1()() 1()(nnnn)()(nnCn ）（Tnnf2)()(11)(11NnnfNf西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院104.2.1 通信信號的載頻測量分析通信信號的載頻測量分析2）FFT法測頻法測頻 信號的頻率可以利用FFT粗測，也可以精測。設(shè)FFT長度為N，采樣頻率為，則FFT

7、的頻率分辨率為： (4.2-7) 采用FFT測頻時(shí)，測頻誤差與信號頻率有關(guān)，其最大測頻誤差為FFT的分辨率，最小測頻誤差為0。如果測頻誤差在內(nèi)均勻分別，則測頻精度（均方誤差）為： (4.2-8)Nffs3212/122/2/fdxxffff西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院114.2.1 通信信號的載頻測量分析通信信號的載頻測量分析2）FFT法測頻法測頻利用FFT測頻時(shí)，為了得到高的測頻精度，需要增加FFT的長度來保證。因此，精確的測頻會加長處理時(shí)間。對信號的采樣序列為進(jìn)行FFT，得到它的頻譜序列： (4.2-9)然后進(jìn)行估計(jì)其中心頻率： (4.2-10) 頻域估計(jì)方法適合于對稱譜的情況。如AM/D

8、SB、FM、FSK、ASK、PSK等大多數(shù)通信信號。 )()(nxFFTkX2/122/120)()(ssNkNkkXkXkf西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院124.2.1 通信信號的載頻測量分析通信信號的載頻測量分析3）互相關(guān)法測頻）互相關(guān)法測頻設(shè)接收的信號為 (4.2-11)其中，s(t)為通信信號，n(t)為窄帶平穩(wěn)隨機(jī)噪聲，s(t)與n(t)在任意時(shí)刻不相關(guān)。接收信號的相關(guān)函數(shù)為 (4.2-12)由于n(t)是為窄帶平穩(wěn)隨機(jī)噪聲，其相關(guān)函數(shù)具有以下性質(zhì) (4.2-13)其中fn是窄帶噪聲的帶寬，0是窄帶噪聲的相關(guān)時(shí)間。因此，接收信號的相關(guān)函數(shù)可以表示為 (4.2-14)()()(tntst

9、x)()()()()(nsxRRtxtxERnnfR/10, 0)(000)()(sxRR西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院134.2.1 通信信號的載頻測量分析通信信號的載頻測量分析3）互相關(guān)法測頻）互相關(guān)法測頻利用信號的相關(guān)函數(shù)的上述性質(zhì)，從接收信號x(t)截取兩段不相重疊的信號 (4.2-15) 其中T1是x1(t)和x2(t) 的持續(xù)時(shí)間，T0是信號的延遲時(shí)間，并且T0 。求互相關(guān)函數(shù) 對互相關(guān)函數(shù)做傅立葉變換，得到互功率譜Sx1x2(f)，而按照前面的分析 利用互相關(guān)估計(jì)得到的功率譜，進(jìn)行頻率估計(jì)，可以有效的抑制窄帶噪聲，比直接用瞬時(shí)頻率估計(jì)頻率，受噪聲的影響小，可以在低信噪比下估計(jì)頻率。

10、010100211,),()(0),()(TTTTtTTtxtxTttxtx)()()(2121txtxERxx)()(21sxxSS西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院144.2.1 通信信號的載頻測量分析通信信號的載頻測量分析4）平方法測頻）平方法測頻 相位調(diào)制類的MPSK信號，當(dāng)信息碼元信息等概分布時(shí)，其發(fā)送信號中不包含載波頻率分量。因此。對于這類信號，進(jìn)行載波頻率估計(jì)前，需要進(jìn)行平方（高次方）變換，恢復(fù)信號中的載波分量。 下面以BPSK信號為例說明恢復(fù)載波的過程。設(shè)BPSK信號表示為 (4.2-16)其中an是二進(jìn)制信息碼，且滿足，g(t)是矩形脈沖。對信號求平方，可得 (4.2-17)cos

11、()()cos()(0000ttstnTtgatxbnnP11P, 1，以概率以概率na1)22cos(211)22cos(21)()(000022tttstx西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院154.2.1 通信信號的載頻測量分析通信信號的載頻測量分析4）平方法測頻）平方法測頻對信號求平方，可得 (4.2-17)對上式進(jìn)行濾波，去除直流得 (4.2-18)可見，平方后得到了一個(gè)頻率為2f0的單頻信號，頻率為BPSK信號的載頻的2倍。 類似的，對于MPSK信號，可以對信號進(jìn)行M次方，獲得頻率為的單頻信號。 對上述單頻信號進(jìn)行FFT，可以實(shí)現(xiàn)載波頻率估計(jì)。1)22cos(211)22cos(21)()

12、(000022tttstx)22cos(21)(001ttx西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院164.2.2 通信信號的帶寬測量通信信號的帶寬測量 意義 信號帶寬是信號的重要參數(shù)之一。它的測量分析對于實(shí)現(xiàn)匹配和準(zhǔn)匹配接收、調(diào)制類型識別、解調(diào)都是十分重要的。 信號帶寬可以利用頻譜分析儀通過人工觀察和測量，也可以通過FFT等信號處理方法自動測量分析。這里介紹基于FFT的自動測量分析方法。 信號帶寬通常定義為3dB帶寬，即中心頻率的信號功率作為參考點(diǎn)，當(dāng)信號功率下降3dB時(shí)的帶寬為信號帶寬。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院174.2.2 通信信號的帶寬測量通信信號的帶寬測量FFT法測量帶寬法測量帶寬對信號的采

13、樣序列為進(jìn)行FFT，得到它的頻譜序列X(k)，然后計(jì)算中心頻率f0（kk0）對應(yīng)的功率， (4.2-19)計(jì)算3dB功率作為搜索門限，對功率譜進(jìn)行搜索 (4.2-20) 計(jì)算其頻差，得到信號帶寬B (4.2-21)帶寬估計(jì)也可以采用下面的方法 (4.2-22)020)()(kkkXkPVTVTPKXkkPKXkkkXkkXk2020)(2min)(2max)(min)(maxNfkkfkkBs)()(minmaxminmax2/122/120)()(ssNkNkkXkXfkB西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院184.2.3 通信信號的電平測量通信信號的電平測量 計(jì)算信號帶寬內(nèi)的功率，作為信號相對功率

14、。相對功率的表示以線性刻度或者對數(shù)刻度兩種方式表示。信號的相對功率為： (4.2-23)以對數(shù)（dB）方式表示，則 (4.2-24) 信號的接收功率與天線增益GA、接收機(jī)靈敏度Prmin、系統(tǒng)增益Gs、系統(tǒng)處理的變換因子GPR等因素有關(guān)。 如果需要將信號相對功率轉(zhuǎn)換為接收機(jī)輸入功率，則實(shí)際功率與相對功率的關(guān)系為： 2minmax)(1maxminkXkkPkkk)()(log1010dBwPPdB)(mindBwPGGGPPrPRSAdBs西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院194.2.3 通信信號的電平測量通信信號的電平測量信號電平有幾種表示方式，通常有dBV，dBmV 、dBw、dBm等。如果接收

15、機(jī)輸入阻抗為50，則它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系為： 值得注意的是，信號電平的測量分析的精度與FFT的分辨率有關(guān)。當(dāng)FFT分辨率較低時(shí)，電平的測量值可能不準(zhǔn)確。例如，當(dāng)接收機(jī)處于搜索狀態(tài)時(shí)，為了保證頻率搜索速度的要求，F(xiàn)FT的分辨率較低，如幾kHz幾十kHz，窄帶的通信信號可能只有幾個(gè)譜線，此時(shí)對信號電平、中心頻率、帶寬的分析測量都是粗測。只有在高分辨率情況下，測量結(jié)果才是可靠的。為了提高測量精度，還可以采用多次測量計(jì)算平均的方法。 47)(log10107)(log20)(log10137)(log2017)(log20)/(log1030)(log10)(log1010101010102101010

16、mVVmWdBmVVRVdBVVdBmVdBmVVVdB西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院204.2.4 AM信號的調(diào)幅度測量信號的調(diào)幅度測量定義調(diào)幅度是衡量AM信號的調(diào)制深度的參數(shù)。調(diào)幅信號表示為： (4.2-26)其中A是信號振幅，m(t)是調(diào)制信號，且滿足 ， 。AM信號的調(diào)幅度參數(shù)的定義如下圖所示：)cos()(1)(00ttmmAtxa1)(tm10am西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院214.2.3 通信信號的電平測量通信信號的電平測量基本原理AM信號的調(diào)幅度可以通過時(shí)域或者頻域測量得到。在時(shí)域測量時(shí)，調(diào)幅度計(jì)算方法為： (4.2-27)其中Emax和Emin分別是AM信號包絡(luò)的最大值和最小值

17、。 在頻域測量時(shí)，調(diào)幅度計(jì)算方法為：maxminmaxminminmaxminmax/1/1EEEEEEEEmaCaEEm2西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院224.2.3 通信信號的電平測量通信信號的電平測量信號包絡(luò)（瞬時(shí)幅度）的計(jì)算信號的包絡(luò)可以利用包絡(luò)檢波器得到，在數(shù)字處理時(shí)，信號的包絡(luò)對它進(jìn)行平方，再通過低通濾波得到。對AM信號進(jìn)行平方運(yùn)算，得到 (4.2-29)經(jīng)過低通濾波，濾除高頻分量，然后再開方，得到信號的包絡(luò)為： (4.2-30)對信號包絡(luò)計(jì)算最大值和最小值，就可以得到調(diào)幅度。 值得注意的是，如果調(diào)制信號是單頻正弦信號，上面得到的調(diào)幅度是準(zhǔn)確的。如果調(diào)制信號是窄帶信號，如語音信號，所

18、得到的是瞬時(shí)調(diào)幅度。通過多次測量得到一組瞬時(shí)調(diào)幅度的值，其中最大的是調(diào)幅度的值。2/)(2cos1 ()()(cos)(1)(00200222ttmmaAttmmAtxaa)(1 ()(tmmkAtaa西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院234.2.5 FM信號的最大偏測量分析信號的最大偏測量分析 最大頻偏是調(diào)頻（FM）信號的體現(xiàn)調(diào)制指數(shù)的參數(shù)。FM信號表示為： (4.2-31)其中A是信號振幅，m(t)是調(diào)制信號，且滿足 。FM信號的瞬時(shí)頻率為 (4.2-32)調(diào)頻信號的最大頻偏定義為 (4.2-33)其中 和 。 最大頻偏的分析測量的關(guān)鍵是提取瞬時(shí)頻率，利用瞬時(shí)頻率估計(jì)最大和最小頻率，就可以得到最

19、大頻偏。瞬時(shí)頻率的提取有兩種方法，一種是模擬鑒頻法，利用模擬鑒頻器得到瞬時(shí)頻率；另一種是采用正交變換提取瞬時(shí)頻率。 dmftAtxtc)(2cos)()()(tfmftfccffffffKminmaxminmax1)(tmfffcmaxfffcmin西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院244.2.6 通信信號的瞬時(shí)參數(shù)測量通信信號的瞬時(shí)參數(shù)測量通信信號的瞬時(shí)特征提取一般利用Hilbert變換實(shí)現(xiàn)。實(shí)函數(shù)的Hilbert變換定義為：對于窄帶信號 ，如果引入 ，將它們組成一個(gè)復(fù)信號： (4.2-35)其中 1fHf tdt ( )( )cosu ta tt sinv ta tt ( )( )cossinj

20、tz ta ttja tta t e 1( )( )uv tH u tdt西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院254.2.6 通信信號的瞬時(shí)參數(shù)測量通信信號的瞬時(shí)參數(shù)測量瞬時(shí)包絡(luò)： (4.2-36)瞬時(shí)相位： (4.2-37)瞬時(shí)角頻率： (4.2-38) 22( )a tutvt Im( )arctanarctanRe( )z tv ttz tu t 22( )( )( )( )( )( )dtv tu tu tv ttdfutv t西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院264.2.7 MFSK信號頻移間隔測量信號頻移間隔測量1）MFSK信號的特點(diǎn)信號的特點(diǎn)MFSK信號的有M個(gè)發(fā)送頻率，如2FSK信號有兩個(gè)發(fā)

21、送頻率，4FSK信號有4個(gè)發(fā)送頻率，發(fā)送頻率之間的間隔稱為頻移間隔。MFSK信號是2FSK信號的直接推廣，M種發(fā)送符號可表達(dá)為 (4.2-40)MFSK信號的帶寬一般定義為 (4.2-42) 式中，fM 為最高頻率，f1 為最低頻率，fb為MFSK信號的碼元速率， 稱為MFSK信號的最小頻率間隔或者頻移間隔（簡稱頻間）， 稱為MFSK信號的調(diào)制指數(shù)。tTEtScbbicos2)(bTt 02) 1(2) 1(2|1hMfffMfffBbbsepbMMFSK|1iisepfffbsepffh/西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院274.2.7 MFSK信號頻移間隔測量信號頻移間隔測量2）頻移間隔分析測量

22、）頻移間隔分析測量以2FSK信號為例，M2時(shí)的估計(jì)是它的推廣。當(dāng)調(diào)頻指數(shù)h較大時(shí)，2FSK信號頻譜上將出現(xiàn)明顯的雙峰，通過計(jì)算雙峰的頻率間隔，可以估計(jì)其頻移間隔。對2FSK信號進(jìn)行N點(diǎn)FFT，其頻譜函數(shù)X(k)的兩個(gè)譜峰之間的頻率間隔，即頻移間隔為 (4.2-43)其中fs是采樣頻率，k1和k2 分別是兩個(gè)譜峰對應(yīng)的FFT數(shù)字頻率序號，f是FFT的頻率分辨率。對于MFSK信號頻移間隔為任意兩個(gè)譜峰之間的頻率間隔 (4.2-44)1, 2 , 1,1MifkkFiiNfkkfkkFs1212西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院284.2.7 MFSK信號頻移間隔測量信號頻移間隔測量2）頻移間隔分析測量）

23、頻移間隔分析測量當(dāng)單調(diào)頻指數(shù)h較小時(shí)，F(xiàn)SK信號頻譜將是單峰。這時(shí)頻移間隔估計(jì)需要先計(jì)算其瞬時(shí)頻率，然后進(jìn)行瞬時(shí)頻率直方圖統(tǒng)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。在理想情況下，F(xiàn)SK信號的瞬時(shí)頻率為： (4.2-45) 也就是M個(gè)符號對應(yīng)M個(gè)頻率，并且相鄰兩個(gè)頻率的間隔正好是頻移間隔。因此當(dāng)進(jìn)行瞬時(shí)頻率直方圖統(tǒng)計(jì)時(shí)，直方圖會出現(xiàn)M個(gè)峰值。任意兩個(gè)峰值之間的間隔均為頻移間隔。Miftfi, 2 , 1,)(西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院294.2.8 碼元速率測量碼元速率測量1）延遲相乘法碼元速率估計(jì)延遲相乘法碼元速率估計(jì) 延遲相乘法適應(yīng)于雙極性的PSK類調(diào)制信號，如BPSK、QPSK、DSSS-BPSK等信號。 其估計(jì)模型

24、如下圖所示：西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院304.2.8 碼元速率測量碼元速率測量1）延遲相乘法碼元速率估計(jì)延遲相乘法碼元速率估計(jì) s(t)為基帶信號，幅度為a，噪聲為高斯白噪聲。當(dāng)輸入信號與其自身的延遲相乘后，由此產(chǎn)生一個(gè) 波形的輸出信號，這個(gè)輸出信號只會在時(shí)間間隔等于的地方才會等于2，而在其他地方都等于零。如圖所示：)()(1)(tststw西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院314.2.8 碼元速率測量碼元速率測量1）延遲相乘法碼元速率估計(jì)延遲相乘法碼元速率估計(jì) 這時(shí)對w(t)或直接對s(t)s(t-)做FFT變換，就可以在頻譜中碼元速率的整數(shù)倍位置產(chǎn)生一根離散的譜線。通信信號經(jīng)過延遲相乘后的輸出

25、頻譜如下圖所示。在進(jìn)行估計(jì)時(shí)，如果輸出信號在頻譜中出現(xiàn)離散譜線，且這根譜線的幅度明顯高于其臨域的幅度，則認(rèn)為這根譜線所在的位置所對應(yīng)的數(shù)值就是信號的碼元速率值。 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院324.2.8 碼元速率測量碼元速率測量1）延遲相乘法碼元速率估計(jì)延遲相乘法碼元速率估計(jì)帶通信號帶通信號 設(shè)帶通信號為： (4.2-53)其中，為基帶信號，載頻角頻率。經(jīng)過濾波和延遲相乘后，得到: (4.2-54)上述中的第一項(xiàng)包含了因子，它就是前面分析的基帶信號的情況。因此，相乘輸出在基帶上和二倍載頻處存在離散譜線。這樣，對進(jìn)行FFT分析，就可以實(shí)現(xiàn)碼速率檢測。 )cos()()(0ttstx)2cos(

26、)()(21)cos()()(21)()()(000ttststststxtxty西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院334.2.8 碼元速率測量碼元速率測量2）小波法碼元速率估計(jì)）小波法碼元速率估計(jì)由于小波具有很好的突變檢測能力，它可以定位MPSK信號的相位跳變位置，從而可以通過對小波變換后的系數(shù)進(jìn)行處理來進(jìn)行碼元速率的估計(jì)。平方可積信號的小波變換定義為： (4.2-55)式中 表示母小波的伸縮與平移。在碼元速率估計(jì)中，通常使用為Haar小波函數(shù)，其定義為： (4.2-56)0,)(1),(* adtabttsabaWs)(,tba0, 02/0,/102/,/1)(,aatataatba其它西安電

27、子科技大學(xué)電子工程學(xué)院344.2.8 碼元速率測量碼元速率測量2）小波法碼元速率估計(jì)）小波法碼元速率估計(jì)Haar小波具有檢測碼元跳變點(diǎn)的作用。通過對通信信號的小波分析可知，在同一碼元內(nèi)或者相鄰碼元相同時(shí)，小波變換的幅度為恒定值。如果通信信號的小波變換區(qū)間存在碼元變化，則小波變換后的幅度取決于前后碼元的幅度、頻率和相位。對于MASK, MPSK和QAM信號，在碼元交界處，小波變換的幅度有較大的變化，信號本身前后碼元之間的幅度或者相位差越大，其對應(yīng)的小波變化的幅度變化越劇烈。對于MFSK信號，如果是連續(xù)相位的FSK信號，它沒有明顯幅度或相位的突變，因此其小波變換的幅度變化不大，如果是相位離散的FS

28、K信號，則它有相位跳變，其幅度會有較大的變化。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院354.2.8 碼元速率測量碼元速率測量2）小波法碼元速率估計(jì)）小波法碼元速率估計(jì)MASK、 MFSK和QAM信號的小波變換的幅度： (4.2-57)MPSK信號小波變換后的幅度 (4.2-58)可見，經(jīng)過小波變換后，輸出為階躍或者沖擊函數(shù)構(gòu)成的脈沖序列。)()()(sjjsiijTtBiTtuAtx)()(siiiTtAAtx西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院364.2.8 碼元速率測量碼元速率測量2）小波法碼元速率估計(jì)）小波法碼元速率估計(jì)利用小波變換的性質(zhì)，沖擊函數(shù)的小波變換近似為沖擊函數(shù)，階躍脈沖序列的小波變換為0或者常

29、數(shù)。對經(jīng)過小波變換的幅度包絡(luò)再做一次小波變換，得到的輸出可以近似表示為 (4.2-64) 對上式進(jìn)行傅立葉變換，得到： (4.2-65)考慮正頻率，則的第一個(gè)峰值所在位置即為碼元速率。)(1)(2siiiTtAtyskksTkCTY22)(西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院374.2.8 碼元速率測量碼元速率測量2）小波法碼元速率估計(jì)）小波法碼元速率估計(jì)小波變換法提取碼寬，利用了小波在信號跳變處模最大的性質(zhì)提取跳變信息。然而，當(dāng)信號信噪比較低時(shí)，就會發(fā)現(xiàn)小波對噪聲的影響“過分”敏感，也就是說該方法適合于信噪比較高的場合。另外，MPSK信號通過窄帶系統(tǒng)后，其包絡(luò)會出現(xiàn)凹陷，相位突變點(diǎn)變緩慢，也會影響小

30、波法的檢測性能。因此，利用小波法進(jìn)行碼元速率檢測時(shí)，通常需要一個(gè)濾波器，使信號恢復(fù)恒定包絡(luò)，才能得到較好的效果。 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院384.2.8 碼元速率測量碼元速率測量3）直方圖法碼元速率估計(jì)）直方圖法碼元速率估計(jì)直方圖法是一種統(tǒng)計(jì)方法，它對基帶信號進(jìn)行采樣和判決。以二進(jìn)制為例，它對采樣數(shù)據(jù)逐點(diǎn)進(jìn)行二進(jìn)制判決，得到“0”和“1”的輸出序列，然后對這個(gè)序列進(jìn)行連“0”和連“1”個(gè)數(shù)的直方圖統(tǒng)計(jì)。理想情況下，直方圖顯示的連“0”和連“1”個(gè)數(shù)最小的周期就是碼元周期，并且這種情況出現(xiàn)的概率最大，出現(xiàn)最大峰值。而在連“0”和連“1”個(gè)數(shù)為碼元周期的整數(shù)倍附近出現(xiàn)多個(gè)次峰值。設(shè)直方圖最大峰

31、值位置處的連“0”和連“1”個(gè)數(shù)為M，采樣頻率為，則其碼元速率為 (4.2-66)MfRsb西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院394.3 通信信號調(diào)制類型識別通信信號調(diào)制類型識別4.3.1 調(diào)制類型識別概述調(diào)制類型識別概述4.3.2 常用通信信號的瞬時(shí)特征常用通信信號的瞬時(shí)特征4.3.3 基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通信信號調(diào)制識別4.3.4 基于統(tǒng)計(jì)矩的數(shù)字通信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)矩的數(shù)字通信信號調(diào)制識別4.3.5 基于統(tǒng)計(jì)矩的通信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)矩的通信信號調(diào)制識別4.4.6 基于統(tǒng)計(jì)參數(shù)的通信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)參數(shù)的通信信號調(diào)制識別4.3.7 基于高階類量的通信信號調(diào)

32、制識別基于高階類量的通信信號調(diào)制識別4.3.8 基于星座圖的數(shù)字通信信號識別基于星座圖的數(shù)字通信信號識別西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院404.3.1調(diào)制類型識別概述調(diào)制類型識別概述利用信號的某些參數(shù)自動確定信號的調(diào)制方式，稱作信號的調(diào)制識別或調(diào)制分類。下圖給出了常規(guī)通信信號主要調(diào)制方式，在這里尚未考慮擴(kuò)譜通信信號。通信信號常用調(diào)制方式圖，數(shù)字調(diào)制，調(diào)角，調(diào)幅模擬調(diào)制通信信號形式13 . 4,16,8/28428422QAMPSKASKAPKPSKPSKPSKPSKFSKFSKFSKFSKASKMASKASKCWPMFMDSBSSBAM西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院414.3.1調(diào)制類型識別概述調(diào)制

33、類型識別概述調(diào)制類型識別的3類分類特征：n直方圖特征直方圖特征直方圖特征包括幅度、頻率和相位的直方圖，瞬時(shí)頻率和相位變化的直方圖，過零間隔和相位差的直方圖等。n 統(tǒng)計(jì)矩特征統(tǒng)計(jì)矩特征統(tǒng)計(jì)矩特征是指信號瞬時(shí)幅度、瞬時(shí)相位和瞬時(shí)頻率函數(shù)的各階矩特征。n變換域特征變換域特征把信號變換到其它特征空間，利用新特征空間中的特征參數(shù)來識別調(diào)制類型。如采用循環(huán)譜相關(guān)特征進(jìn)行調(diào)制類型識別。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院424.3.2常用通信信號的瞬時(shí)特征常用通信信號的瞬時(shí)特征實(shí)信號可以表示為解析信號：實(shí)信號可以表示為解析信號： (4.3-1)其中其中 是實(shí)信號是實(shí)信號 的希爾波特變換。的希爾波特變換。信號的瞬時(shí)參

34、數(shù)是調(diào)制識別的重要特征。信號的瞬時(shí)參數(shù)是調(diào)制識別的重要特征。 )( )()(tx jtxtz)( tx)(tx西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院434.3.2常用通信信號的瞬時(shí)特征常用通信信號的瞬時(shí)特征 解析信號的瞬時(shí)幅度、瞬時(shí)相位和瞬時(shí)頻率分解析信號的瞬時(shí)幅度、瞬時(shí)相位和瞬時(shí)頻率分別為：別為： (4.3-2) (4.3-3) (4.3-4)()()(22tytxta0)(, 0)()(/ )( arctan20)(, 0)(2/30)(, 0)()(/ )( arctan0)(, 0)(2/0)(, 0)()(/ )( arctan0)(, 0)()(/ )( arctan)(tytxtxtyty

35、txtytxtxtytytxtytxtxtytytxtxtytdttdtf)(21)(西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院444.3.2常用通信信號的瞬時(shí)特征常用通信信號的瞬時(shí)特征n1）模擬通信信號的瞬時(shí)特征模擬通信信號的瞬時(shí)特征AM信號信號AM信號表示為：信號表示為： (4.3-5) AM信號的解析信號的表達(dá)式為：信號的解析信號的表達(dá)式為： (4.3-7)其瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)相位分別為：其瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)相位分別為： (4.3-8)瞬時(shí)幅度是時(shí)變函數(shù)，瞬時(shí)相位不計(jì)線性分量時(shí)是常數(shù)。瞬時(shí)幅度是時(shí)變函數(shù)，瞬時(shí)相位不計(jì)線性分量時(shí)是常數(shù)。tftxmtsca2cos)(1)(tfjtxmtzca2exp)(1)(t

36、fttxmtaca2)()(1)(西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院454.3.2常用通信信號的瞬時(shí)特征常用通信信號的瞬時(shí)特征n1）模擬通信信號的瞬時(shí)特征模擬通信信號的瞬時(shí)特征AM信信號號0500100015002000-202調(diào)制信號時(shí) 間 （ 微 秒 ）0500100015002000012瞬時(shí)幅度時(shí) 間 （ 微 秒 ）49005000510000.51瞬時(shí)譜頻 率 （ Hz）0500100015002000-202瞬時(shí)相位時(shí) 間 （ 微 秒 ）49005000510000.51平均譜頻 率 （ Hz）0500100015002000-202瞬時(shí)頻率時(shí) 間 （ 微 秒 ）西安電子科技大學(xué)電子工程

37、學(xué)院464.3.2常用通信信號的瞬時(shí)特征常用通信信號的瞬時(shí)特征n1）模擬通信信號的瞬時(shí)特征模擬通信信號的瞬時(shí)特征DSB信號信號 DSB信號表示為：信號表示為： (4.3-9) DSB信號的解析信號的表達(dá)式為：信號的解析信號的表達(dá)式為： (4.3-11)其瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)相位分別為：其瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)相位分別為： (4.3-12)瞬時(shí)幅度是時(shí)變函數(shù)，瞬時(shí)相位不計(jì)線性分量時(shí)取值為常數(shù)瞬時(shí)幅度是時(shí)變函數(shù)，瞬時(shí)相位不計(jì)線性分量時(shí)取值為常數(shù)- - /2/2和和 /2/2。 tftxtsc2cos)()(tfjtxtzc2exp)()(0)(20)(2)()()(txtftxtfttxtacc西安電子科技大學(xué)

38、電子工程學(xué)院474.3.2常用通信信號的瞬時(shí)特征常用通信信號的瞬時(shí)特征n1）模擬通信信號的瞬時(shí)特征模擬通信信號的瞬時(shí)特征DSB信信號號0500100015002000-202調(diào)制信號時(shí) 間 （ 微 秒 ）0500100015002000012瞬時(shí)幅度時(shí) 間 （ 微 秒 ）4800490050005100520000.51瞬時(shí)譜頻 率 （ Hz）0500100015002000-202瞬時(shí)相位時(shí) 間 （ 微 秒 ）4800490050005100520000.51平均譜頻 率 （ Hz）0500100015002000-505瞬時(shí)頻率時(shí) 間 （ 微 秒 ）西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院484.3.

39、2常用通信信號的瞬時(shí)特征常用通信信號的瞬時(shí)特征n1）模擬通信信號的瞬時(shí)特征模擬通信信號的瞬時(shí)特征SSB信信號號 SSB信號表示為：信號表示為： (4.3-13) SSB信號及其希爾波特變換可以表示為：信號及其希爾波特變換可以表示為： (4.3-17)其瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)相位分別為：其瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)相位分別為： (4.3-18) 瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)相位都是時(shí)變函數(shù)。瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)相位都是時(shí)變函數(shù)。tftxtftxtscc2sin)( 2cos)()(iiciNiiiciNitffxtstffxts)(2sin)( )(2cos)(11NiiiciNiiiciNiNjjijiiNitffxtffxttff

40、xxxta111121)(2cos)(2sinarctan)()(2cos2)(西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院494.3.2常用通信信號的瞬時(shí)特征常用通信信號的瞬時(shí)特征n1）模擬通信信號的瞬時(shí)特征模擬通信信號的瞬時(shí)特征SSB信信號號西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院504.3.2常用通信信號的瞬時(shí)特征常用通信信號的瞬時(shí)特征n1）模擬通信信號的瞬時(shí)特征模擬通信信號的瞬時(shí)特征FM信號信號FM信號表示為：信號表示為： (4.3-19)FM信號的希爾波特變換為：信號的希爾波特變換為： (4.3-22)其瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)相位分別為：其瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)相位分別為： (4.3-23) FMFM信號的瞬時(shí)幅度是恒定的，瞬

41、時(shí)相位是時(shí)變函數(shù)。信號的瞬時(shí)幅度是恒定的，瞬時(shí)相位是時(shí)變函數(shù)。dxKtftstfc)(2cos)()22sin()()( tnfftJtxxcnntnffJtnffJttaxcnnxcnn)(2cos)()(2sin)(arctan)(1)(西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院514.3.2常用通信信號的瞬時(shí)特征常用通信信號的瞬時(shí)特征n1）模擬通信信號的瞬時(shí)特征模擬通信信號的瞬時(shí)特征FM信號信號西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院524.3.2常用通信信號的瞬時(shí)特征常用通信信號的瞬時(shí)特征n2）模擬通信信號的瞬時(shí)特征模擬通信信號的瞬時(shí)特征2ASK信信號號2ASK信號表示為：信號表示為： (4.3-24) 瞬時(shí)幅

42、度和瞬時(shí)相位分別為：瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)相位分別為： (4.3-26)瞬時(shí)幅度是時(shí)變函數(shù)，瞬時(shí)相位是常數(shù)瞬時(shí)幅度是時(shí)變函數(shù)，瞬時(shí)相位是常數(shù)0 0。0)()()(ttmtatftmtsc2cos)()(西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院534.3.2常用通信信號的瞬時(shí)特征常用通信信號的瞬時(shí)特征n2）數(shù)字通信信號的瞬時(shí)特征數(shù)字通信信號的瞬時(shí)特征2ASK信信號號 0500100015002000-202調(diào)制信號時(shí) 間 （ 微 秒 ）0500100015002000-0.500.511.5瞬時(shí)幅度時(shí) 間 （ 微 秒 ）49005000510000.51瞬時(shí)譜頻 率 （ Hz）0500100015002000-20

43、2瞬時(shí)相位時(shí) 間 （ 微 秒 ）49005000510000.51平均譜頻 率 （ Hz）0500100015002000-202瞬時(shí)頻率時(shí) 間 （ 微 秒 ）西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院544.3.2常用通信信號的瞬時(shí)特征常用通信信號的瞬時(shí)特征n2）模擬通信信號的瞬時(shí)特征模擬通信信號的瞬時(shí)特征2PSK信信號號2PSK信號表示為：信號表示為： (4.3-27) 瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)相位分別為：瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)相位分別為： (4.3-31)瞬時(shí)幅度是恒定的，瞬時(shí)相位是有兩個(gè)取值。瞬時(shí)幅度是恒定的，瞬時(shí)相位是有兩個(gè)取值。實(shí)際系統(tǒng)中其瞬時(shí)幅度在碼元轉(zhuǎn)換時(shí)刻存在凹陷，這是由實(shí)際系統(tǒng)中其瞬時(shí)幅度在碼元轉(zhuǎn)換時(shí)刻存

44、在凹陷，這是由于實(shí)際系統(tǒng)頻帶有限引起的。于實(shí)際系統(tǒng)頻帶有限引起的。1)(2/1)(2/)(1)()(tmtmttmta)(2cos)(tmDtftspc西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院554.3.2常用通信信號的瞬時(shí)特征常用通信信號的瞬時(shí)特征n2）數(shù)字通信信號的瞬時(shí)特征數(shù)字通信信號的瞬時(shí)特征2PSK信信號號 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院564.3.2常用通信信號的瞬時(shí)特征常用通信信號的瞬時(shí)特征n2）模擬通信信號的瞬時(shí)特征模擬通信信號的瞬時(shí)特征2FSK信信號號2FSK信號表示為：信號表示為： (4.3-32) 瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)相位分別為：瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)相位分別為： (4.3-34)瞬時(shí)幅度是恒定的，瞬

45、時(shí)相位是時(shí)變的，其瞬時(shí)瞬時(shí)幅度是恒定的，瞬時(shí)相位是時(shí)變的，其瞬時(shí)頻率就是基帶信號。頻率就是基帶信號。dmDttmtatf)()(1)()(dmDtftstfc)(2cos)(西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院574.3.2常用通信信號的瞬時(shí)特征常用通信信號的瞬時(shí)特征n2）數(shù)字通信信號的瞬時(shí)特征數(shù)字通信信號的瞬時(shí)特征2FSK信信號號 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院584.3.3基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通信信號調(diào)制識別1）特征參數(shù)）特征參數(shù)對常見的模擬通信信號，如AM、DSB、LSB、USB、VSB、FM六種模擬調(diào)制通信信號，選取三個(gè)基于通信信號瞬時(shí)參數(shù)的調(diào)制參數(shù)作為特征參數(shù)。這三

46、個(gè)特征參數(shù)是：n零中心歸一化瞬時(shí)幅度的之譜密度的最大值，簡稱幅度譜峰值；n零中心非弱信號段瞬時(shí)相位非線性分量的標(biāo)準(zhǔn)偏差，簡稱絕對相位標(biāo)準(zhǔn)差；n零中心非弱信號段瞬時(shí)相位非線性分量的標(biāo)準(zhǔn)偏差，簡稱直接相位標(biāo)準(zhǔn)差；n譜對稱性。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院594.3.3基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通信信號調(diào)制識別1）特征參數(shù)）特征參數(shù)1幅度譜峰值幅度譜峰值定義為 (4.3-35)式中，Ns為取樣點(diǎn)數(shù)，acn(i) 為零中心歸一化瞬時(shí)幅度，由下式計(jì)算： (4.3-36)式中，ma 為瞬時(shí)幅度a(i)的平均值，用平均值來對瞬時(shí)幅度進(jìn)行歸一化的目的是為了消除信道增益的影響。 2maxma

47、x/cnsFFT aiN( )( ) 1cnnaia i( )( )naa ia im 11sNaisma iN西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院604.3.3基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通信信號調(diào)制識別1）特征參數(shù)）特征參數(shù)1幅度譜峰值的性能幅度譜峰值的性能 它是反映信號的瞬時(shí)幅度變化的參數(shù)，它可以它是反映信號的瞬時(shí)幅度變化的參數(shù)，它可以用來區(qū)分是恒包絡(luò)信號和非恒包絡(luò)信號。用來區(qū)分是恒包絡(luò)信號和非恒包絡(luò)信號。 應(yīng)用：應(yīng)用： 區(qū)分區(qū)分FM和和DSB、AMn FM信號的瞬時(shí)幅度不變，屬于恒包絡(luò)類型，幅度譜峰值信號的瞬時(shí)幅度不變，屬于恒包絡(luò)類型，幅度譜峰值為零為零n DSB、AM信號

48、由于其瞬時(shí)幅度不為恒定值，幅度譜峰信號由于其瞬時(shí)幅度不為恒定值，幅度譜峰值不為零值不為零 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院614.3.3基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通信信號調(diào)制識別1）特征參數(shù)）特征參數(shù)2絕對相位標(biāo)準(zhǔn)差絕對相位標(biāo)準(zhǔn)差定義為 (4.3-37)式中at 是判斷弱信號段的一個(gè)幅度判決門限電平，c是在全部取樣數(shù)據(jù)Ns中屬于非弱信號值的個(gè)數(shù)， 是經(jīng)零中心化處理后瞬時(shí)相位的非線形分量。在載波完全同步時(shí)，有： (4.3-38)式中，(i)是瞬時(shí)相位。( )NLi0( )( )NLii 011sNisiN2)(2)()(1)(1icicNLaiaNLaiaaptntn西安電子科

49、技大學(xué)電子工程學(xué)院624.3.3基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通信信號調(diào)制識別2）特征參數(shù)）特征參數(shù)2絕對相位標(biāo)準(zhǔn)差的性能絕對相位標(biāo)準(zhǔn)差的性能它是反映信號的絕對相位變化的參數(shù)。它是反映信號的絕對相位變化的參數(shù)。應(yīng)用：區(qū)分應(yīng)用：區(qū)分FMAM和和DSBnDSB信號在去除載波頻率引起的線性相位分量后，直接信號在去除載波頻率引起的線性相位分量后，直接相位取值是相位取值是0和和 ，所以在中心校正后其絕對值是常數(shù)，所以在中心校正后其絕對值是常數(shù) /2，所以不包含絕對相位信息，它的相位絕對標(biāo)準(zhǔn)差小。，所以不包含絕對相位信息，它的相位絕對標(biāo)準(zhǔn)差小。nFMAM復(fù)合調(diào)制信號則包含絕對相位信息，它

50、的相位復(fù)合調(diào)制信號則包含絕對相位信息，它的相位絕對標(biāo)準(zhǔn)差大。絕對標(biāo)準(zhǔn)差大。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院634.3.3基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通信信號調(diào)制識別1）特征參數(shù)）特征參數(shù)3直接相位標(biāo)準(zhǔn)差直接相位標(biāo)準(zhǔn)差定義為定義為 (4.3-39)式中各符號的意義與絕對相位標(biāo)準(zhǔn)差相同。它與絕對相位標(biāo)式中各符號的意義與絕對相位標(biāo)準(zhǔn)差相同。它與絕對相位標(biāo)準(zhǔn)差的差別是計(jì)算不取絕對值。準(zhǔn)差的差別是計(jì)算不取絕對值。這個(gè)參數(shù)主要用來區(qū)分信號是這個(gè)參數(shù)主要用來區(qū)分信號是AM信號還是信號還是DSB或或VSB信號信號2)(2)()(1)(1icicNLaiaNLaiadptntn西安電子科技大學(xué)電

51、子工程學(xué)院644.3.3基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通信信號調(diào)制識別2）特征參數(shù)）特征參數(shù)3直接相位標(biāo)準(zhǔn)差的性能直接相位標(biāo)準(zhǔn)差的性能它是反映信號的直接相位變化的參數(shù)。它是反映信號的直接相位變化的參數(shù)。應(yīng)用：區(qū)分（應(yīng)用：區(qū)分（DSB、LSB、USB、FM、FMAM）和（）和（AM和和VSB）。）。nAM和和VSB不包含直接相位信息，它們的相位標(biāo)準(zhǔn)差小。不包含直接相位信息，它們的相位標(biāo)準(zhǔn)差小。nDSB、LSB、USB、FM、FMAM信號則包含直接相信號則包含直接相位信息，它們的相位標(biāo)準(zhǔn)差大。位信息，它們的相位標(biāo)準(zhǔn)差大。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院654.3.3基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通

52、信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通信信號調(diào)制識別1）特征參數(shù)）特征參數(shù)4譜對稱性譜對稱性定義為 (4.3-40)式中，PL是信號功率譜的下邊帶，PU是信號功率譜的上邊帶。 (4.3-41) (4.3-42)式中，S(i)為信號的傅立葉變換， 。LULUPPPPP211cnfUcniPS if 21cnfLiPS icscnsfNff0dp0dp西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院664.3.3基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通信信號調(diào)制識別2）特征參數(shù)）特征參數(shù)4譜對稱性的性能譜對稱性的性能它是反映信號譜關(guān)于載波頻率的分布的參數(shù)。它是反映信號譜關(guān)于載波頻率的分布的參數(shù)。應(yīng)用：區(qū)分應(yīng)用：區(qū)

53、分VSB和和AM，或者，或者SSB與與DSB、FMnAM、DSB、FM、FMAM信號的譜關(guān)于載波頻率是信號的譜關(guān)于載波頻率是對稱的；對稱的；nSSB是不對稱的，是不對稱的，VSB處于兩者之間。處于兩者之間。n當(dāng)信噪比無限大時(shí)當(dāng)信噪比無限大時(shí)nSSB信號的，其中信號的，其中USB的的P1，LSB的的P1。nAM、DSB、FM、FMAM信號的信號的P0nVSB信號的信號的 。10 P10 P西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院674.3.3基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通信信號調(diào)制識別2）識別性能）識別性能 05101520253005101520253035404550dBgamma-

54、maxAMDSBUSBLSBVSBFM05101520253000.020.040.060.080.10.120.140.160.18dBsigma-dpAMDSBVSB051015202530-1-0.9-0.8-0.7-0.6-0.5-0.4-0.3-0.2-0.10dBPFMUSBLSBmaxdpP西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院684.3.3基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)矩的模擬通信信號調(diào)制識別3）識別分類器）識別分類器西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院694.3.4基于統(tǒng)計(jì)矩的數(shù)字通信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)矩的數(shù)字通信信號調(diào)制識別1）特征參數(shù)）特征參數(shù) 對2ASK、2FSK、2PSK、

55、4ASK、4FSK、4PSK、8PSK和16QAM等八種數(shù)字調(diào)制信號，利用基于瞬時(shí)信息的5個(gè)特征參數(shù)：n幅度均值A(chǔ)；n頻率峰值f42；n頻率平方均值f2；n零中心非弱信號段瞬時(shí)相位非線性分量絕對值的標(biāo)準(zhǔn)偏差，簡稱絕對相位標(biāo)準(zhǔn)差 ap ；n零中心歸一化瞬時(shí)相位絕對值的標(biāo)準(zhǔn)偏差，簡稱修正的絕對相位標(biāo)準(zhǔn)差 ap2 。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院704.3.4基于統(tǒng)計(jì)矩的數(shù)字通信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)矩的數(shù)字通信信號調(diào)制識別1）特征參數(shù)）特征參數(shù)1幅度均值幅度均值是基于瞬時(shí)幅度的統(tǒng)計(jì)參數(shù)，由下面的式子定義：是基于瞬時(shí)幅度的統(tǒng)計(jì)參數(shù)，由下面的式子定義： (4.3-45)式中，Ns為取樣點(diǎn)數(shù)，a(i)為瞬時(shí)

56、幅度。該參數(shù)可以區(qū)分恒包絡(luò)和非恒包絡(luò)信號 111sNisAa iN西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院714.3.4基于統(tǒng)計(jì)矩的數(shù)字通信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)矩的數(shù)字通信信號調(diào)制識別1）特征參數(shù)）特征參數(shù)1幅度均值的性能幅度均值的性能用來區(qū)分恒包絡(luò)和非恒包絡(luò)信號。用來區(qū)分恒包絡(luò)和非恒包絡(luò)信號。應(yīng)用：區(qū)分（應(yīng)用：區(qū)分（MASKMASK、16QAM16QAM）信號和（）信號和（MFSKMFSK、MPSKMPSK）信號。信號。nMASK和和16QAM信號的包絡(luò)是非恒定的，其瞬時(shí)幅度信號的包絡(luò)是非恒定的，其瞬時(shí)幅度不為常數(shù)，瞬時(shí)幅度均值也就不為零；不為常數(shù)，瞬時(shí)幅度均值也就不為零；nMFSK信號，其包絡(luò)為常數(shù)，

57、所以瞬時(shí)幅度減信號，其包絡(luò)為常數(shù)，所以瞬時(shí)幅度減1的絕對的絕對值為零，其均值也就為零；值為零，其均值也就為零；nMPSK信號，雖然受信道帶寬的限制，在相位變化時(shí)信號，雖然受信道帶寬的限制，在相位變化時(shí)刻會產(chǎn)生幅度突變，但其幅度均值刻會產(chǎn)生幅度突變，但其幅度均值A(chǔ)接近零。接近零。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院724.3.4基于統(tǒng)計(jì)矩的數(shù)字通信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)矩的數(shù)字通信信號調(diào)制識別1）特征參數(shù)）特征參數(shù)2頻率峰值頻率峰值是基于瞬時(shí)頻率的統(tǒng)計(jì)參數(shù)，由 定義： (4.3-46)式中，f(i)是信號的瞬時(shí)頻率，符號E是統(tǒng)計(jì)平均。該參數(shù)可以區(qū)分頻率調(diào)制和相位調(diào)制22442)()(ifEifEf西安電子

58、科技大學(xué)電子工程學(xué)院734.3.4基于統(tǒng)計(jì)矩的數(shù)字通信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)矩的數(shù)字通信信號調(diào)制識別1）特征參數(shù)）特征參數(shù)2頻率峰值的性能頻率峰值的性能區(qū)分頻率調(diào)制和相位調(diào)制信號區(qū)分頻率調(diào)制和相位調(diào)制信號應(yīng)用：區(qū)分應(yīng)用：區(qū)分 (2FSK、4FSK)和和(2PSK、4PSK、8PSK)nFSK信號的頻率峰值??；信號的頻率峰值??；nPSK信號的頻率峰值大。信號的頻率峰值大。 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院744.3.4基于統(tǒng)計(jì)矩的數(shù)字通信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)矩的數(shù)字通信信號調(diào)制識別1）特征參數(shù)）特征參數(shù)3頻率平方均值頻率平方均值定義為： (4.3-47)式中，fn(i）是對瞬時(shí)頻率f(i)的修正。該參

59、數(shù)可用于頻率調(diào)制的細(xì)劃分)(1212ifNnNisfs40/)()(dsnfFifif西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院754.3.4基于統(tǒng)計(jì)矩的數(shù)字通信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)矩的數(shù)字通信信號調(diào)制識別1）特征參數(shù)）特征參數(shù)3頻率平方均值的性能頻率平方均值的性能反映瞬時(shí)頻率變換范圍，細(xì)劃分反映瞬時(shí)頻率變換范圍，細(xì)劃分FSKFSK信號信號應(yīng)用：區(qū)分應(yīng)用：區(qū)分2FSK2FSK信號和信號和4FSK4FSK信號信號n2FSK信號，它的瞬時(shí)頻率只有信號，它的瞬時(shí)頻率只有2個(gè)值，；個(gè)值，；n4FSK信號，其瞬時(shí)頻率有信號，其瞬時(shí)頻率有4個(gè)值；個(gè)值；n2FSK信號的頻率平方均值小于信號的頻率平方均值小于4FSK信號的

60、頻率平方均值。信號的頻率平方均值。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院764.3.4基于統(tǒng)計(jì)矩的數(shù)字通信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)矩的數(shù)字通信信號調(diào)制識別1）特征參數(shù)）特征參數(shù)4絕對相位標(biāo)準(zhǔn)差絕對相位標(biāo)準(zhǔn)差 定義為： (4.3-48)它是一個(gè)與模擬調(diào)制信號相同的特征參數(shù)。 該參數(shù)可用于相位調(diào)制的細(xì)劃分2)(2)()(1)(1icicNLaiaNLaiaaptntn西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院774.3.4基于統(tǒng)計(jì)矩的數(shù)字通信信號調(diào)制識別基于統(tǒng)計(jì)矩的數(shù)字通信信號調(diào)制識別1）特征參數(shù)）特征參數(shù)4絕對相位標(biāo)準(zhǔn)差絕對相位標(biāo)準(zhǔn)差 的性能的性能它是反映信號的絕對相位變化的參數(shù)。它是反映信號的絕對相位變化的參數(shù)。應(yīng)用：區(qū)