軟件無線電中的信號處理算法及仿真-資料下載頁
2025-06-26 04:41本頁面
【正文】 SK調(diào)制仿真信號源（SNR = 10dB, 0dB）圖314 4FSK調(diào)制仿真信號源（SNR = 10dB, 0dB）圖315 2PSK調(diào)制仿真信號源（SNR = 10dB, 0dB）圖316 4PSK調(diào)制仿真信號源（SNR = 10dB, 0dB）圖317 16QAM調(diào)制仿真信號源（SNR = 10dB, 0dB） 數(shù)字調(diào)制信號的瞬時特征提取1．瞬時特征提取 （336） （337） （338）瞬時特征提取系統(tǒng)流程圖如圖318所示。圖318 瞬時特征提取系統(tǒng)流程2．非弱信號段的瞬時相位φ(n)與瞬時頻率f(n)的記錄，有多種調(diào)制類型（AM, Q≥80%, DSB, 帶限的MPSK）主要在弱信號段受影響。這種現(xiàn)象往往發(fā)生在信號的相位翻轉(zhuǎn)處。所有的MFSK與MPSK信號只有相位信息而沒有幅度信息，我們定義一個歸一化瞬時幅度門限ta，用于保證僅當(dāng)MFSK、MPSK信號的瞬時幅度大于此門限時，才統(tǒng)計其與瞬時相位、瞬時頻率相關(guān)的特征參數(shù)。需要說明的是， ≤ ta ≤ ，并且選用ta = 1。但在MATLAB仿真中，由于減少自動識別的運算量與消耗時間，每幀只讀取1024點采樣值，經(jīng)于多相濾波的數(shù)字正交變換后，每幀的瞬時特征值的點數(shù)降為512點。若選用ta = 1，則得到每幀的非弱信號段的瞬時相位與瞬時頻率的點數(shù)較少（少于200點），不適于進行基于數(shù)學(xué)統(tǒng)計的特征值的提取。所以選用ta = ，以保證則每幀的非弱信號段的瞬時相位與瞬時頻率的點數(shù)在300點左右。在調(diào)試過程中，通過統(tǒng)計（見圖52，54，55），效果良好。3. 瞬時特征提取仿真結(jié)果下面將給出數(shù)字調(diào)制信號的瞬時特征提取仿真結(jié)果，其中包括信號正交變換得到的同相分量xI(n)與正交分量xQ(n)、瞬時幅度A(n)、瞬時相位φ(n)與瞬時頻率f(n)。所有結(jié)果均是在信噪比SNR = 10dB的條件下得到的。圖319 2ASK信號的瞬時特征圖320 4ASK信號的瞬時特征圖321 2FSK信號的瞬時特征圖322 4FSK信號的瞬時特征圖323 2PSK信號的瞬時特征圖324 4PSK信號的瞬時特征圖325 16QAM信號的瞬時特征 數(shù)字調(diào)制信號自動識別判決的仿真用于數(shù)字調(diào)制信號自動識別的特征參數(shù)的原理已經(jīng)詳細(xì)給出。這一節(jié)主要介紹數(shù)字調(diào)制信號自動識別判決仿真實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)與過程?！∽詣幼R別判決變量基于判決理論的改進的平行判決流程算法，其實現(xiàn)的關(guān)鍵在于在識別過程時采用了一個自動識別判決變量decision。decision是一個與特征參數(shù)個數(shù)相等的矢量變量，設(shè)為16的整型數(shù)組變量。其中decision(1) decision(6)分別用來存儲5個特征參數(shù)γmax，σdp，σaa，σap，σaf（其中γmax有兩個判決門限）的6個統(tǒng)計信息與最后的識別結(jié)論信息。在自動判決過程中decision首先用于記錄每個特征參數(shù)統(tǒng)計信息，即在每幀識別中被識別的特征參數(shù)值大于其門限的個數(shù)。六個判決門限t(γmax1)，t(γmax2)，t(σdp)，t(σaa)，t(σap)，t(σaf)分別設(shè)為3，，。在被識別的特征參數(shù)統(tǒng)計完成后，將對decision中的相應(yīng)變量進行統(tǒng)計判決。本文仿真中設(shè)定，當(dāng)被識別的特征參數(shù)值大于其門限的個數(shù)超過統(tǒng)計幀數(shù)的一半時，decision的相應(yīng)變量將被賦值為1，否則為0。最后的識別結(jié)論規(guī)則由表32給出，圖326為自動識別實現(xiàn)流程。表32 decision變量識別結(jié)論規(guī)則調(diào)制信號階段1階段2γmax1γmax2σdpσaaσapσaf2ASK1000－－4ASK1001－－16QAM101－－－2PSK011－0－4PSK011－1－2FSK001－－04FSK001－－1圖326 自動識別實現(xiàn)流程 判決門限選擇與結(jié)果分析判決門限的選擇依據(jù)A、判決門限的確定原則總的來說，每個判決門限的確定都是為了使兩種調(diào)制類型的集合分為沒有重疊的兩部份。所以，最佳的特征參數(shù)門限值的確定，是要選擇一個門限值以獲得最小的判決錯誤概率。這里使用的6個門限值的確定，是基于每種調(diào)制信號400次仿真統(tǒng)計，并在信噪比條件從0dB到20dB下。從后面給出的仿真統(tǒng)計結(jié)果可以得出，無差錯的自動識別的信噪比條件為SNR = 8dB。所以所有的門限值的選擇都是基于SNR = 8dB時的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的，并且信噪比越高，自動識別的識別率越高。B、判決門限的選擇下面的仿真統(tǒng)計是在信噪比條件從0dB到20dB下，每隔2dB產(chǎn)生1024點的仿真樣本400個作為測試樣本集后處理統(tǒng)計得到的。圖中的符號與調(diào)制信號的類型的對應(yīng)關(guān)系在表33給出：表33 統(tǒng)計圖符號與調(diào)制信號的類型的對應(yīng)關(guān)系調(diào)制類型代表符號2ASK● ● ●4ASKO O O2PSK─ ● ─ ●─ ●4PSK+ + +2FSK 4FSK* * *16QAM□ □ □圖中表示的結(jié)果基本驗證了所述的數(shù)字調(diào)制信號的識別特征?；谂袥Q門限的確定原則，可以容易的選擇最優(yōu)的判決門限。仿真使用的最優(yōu)的判決門限是在SNR = 8dB下選取的。六個判決門限t(γmax1)，t(γmax2)，t(σdp)，t(σaa)，t(σap)，t(σaf)分別選為3，，。圖327 所有調(diào)制信號在不同信噪比下的γmax值圖328 所有調(diào)制信號在不同信噪比下的σdp值圖329 2ASK、4ASK信號在不同信噪比下的σaa值圖330 2PSK、4PSK信號在不同信噪比下的σap值圖331 2FSK、4FSK信號在不同信噪比下的σaf值仿真性能評估統(tǒng)計結(jié)果在信噪比SNR = 8dB的條件下，對每種數(shù)字調(diào)制信號各仿真400次，若自動識別的結(jié)果與仿真的調(diào)制信號類型一致則算一次識別成功。最后以百分比的形式給出統(tǒng)計結(jié)果，同時錯誤的識別結(jié)果也在同一表格里給出。結(jié)果如表34所示：表34 SNR = 8dB下的自動識別仿真正確率統(tǒng)計仿真的調(diào)制類型自動識別調(diào)制類型2ASK4ASK2PSK4PSK2FSK4FSK16QAM2ASK99%1%－－－－－4ASK－100%－－－－－2PSK－－100%－－－－4PSK－－－100%－－－2FSK－－－－%%－4FSK－－－－－100%－16QAM－－－－－－1
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