【正文】 判決部分是根據(jù)所提取的特征參數(shù)，設置相應的判決標準， 每一種判決準則都對應了一種或一類調(diào)制信號類型， 因此 依據(jù)這種判決標準和規(guī) 則， 就 相當于 找到 此信號所獨有的特點， 從而識別出 最后的數(shù)字調(diào)制信號的調(diào)制方式。 判決器的好壞以及設置的是否合理，同樣對整個識別過程有比較大的影響，但最終決定識別有效性和可靠性的標準還是所提取的特征參數(shù)。 特征參數(shù)的提取 特征參數(shù)的提取對于數(shù)字調(diào)制信號調(diào)制樣式的識別至關重要 ，本文我們要對三種基本的數(shù)字調(diào)制信號即 2ASK、 2FSK、 2PSK 的調(diào)制樣式進行識別 ,因此要提取特征參數(shù)作為區(qū)別三種調(diào)制信號的標準。 進一步 從數(shù)學表達式及推理過程中 研究這三種數(shù)字調(diào)制信號的功率譜密度的本質(zhì)區(qū)別，我們可以得到以下結(jié)論：在二進制基帶信號 1 符號和 0 符號等概率出現(xiàn)即 P=1/2 的情況下，我們發(fā)現(xiàn)，二進制振幅鍵控信號的功率譜由載頻 cf 處的連續(xù)譜和離散譜組成，其明 18 顯特征是離散譜在載頻 cf 處 會有沖擊脈沖；而二進制頻移 鍵控信號的功率譜由兩個載頻分別為 1f 和 2f 處的連續(xù)譜和離散譜組成，這樣的話，其功率譜的離散譜在兩個載頻處分別都會有沖擊脈沖，也就是其功率譜密度中會有兩個沖擊脈沖；但對于二進制移相鍵控信號，在 P=1/2 的情況，其功率譜只有連續(xù)譜構(gòu) 成，因此其功率譜密度中不會有沖擊脈沖。然而，通過對三種數(shù)字調(diào)制信號的功率譜密度進行仿真，可以輕而易舉的從仿真結(jié)果中得到關于沖擊脈沖的情況，再根據(jù)判決規(guī)則，從而判斷此數(shù)字調(diào)制信號的調(diào)制樣式。對于本文所要研究的三種基本的數(shù)字調(diào)制信號 2ASK、2FSK、 2PSK 的識別， 理論上， 我們可以提取兩個特征參數(shù)進行研究，從而識別出 這 三種數(shù)字 調(diào)制 信號。 在 現(xiàn)實中提取這些時域特征參數(shù)的 方法主要通過 Hilbert 變化法，同 向正交分量法和過零檢測法來實現(xiàn)，其提取 過程計算 較為 繁瑣，而且由于該過程要提取兩個特征參數(shù)進行研究， 所以， 本論文 我們采用在頻率域內(nèi)提取功率譜密度 為 特征參數(shù) 的方法作 為本 文 識別 研究的重點。然后，我們簡單介紹了 FFT 方法，并說明了利用 FFT 來提取功率譜密度的可行性，而且通過 M 文件編程，獲得 FFT 方法提取功率譜密度的仿真。 基于 Simulink 的功率譜密度的仿真 通過對以上三種基本數(shù)字調(diào)制信號的理論研究， 可以利用 Simulink分別對三種數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)建立功率譜密度的仿真模型，首先建立 2FSK的仿真模型，如下圖 42所示。 19 圖 42 2FSK調(diào)制系統(tǒng) 功率譜 框圖 圖 42是二進制移頻鍵控 調(diào)制 系統(tǒng)的功率譜框圖 ，框圖中 Random Integer Generator（ 隨機 序列發(fā)生器 ） 產(chǎn)生的是二進制隨 機 序列 ，即產(chǎn)生符號 0和符號 1的隨機序列， 采樣時間為。 表 41 是 Random Integer Generator（隨機序列發(fā)生器）的參數(shù)設置。表 43 是 Spectrum scope（頻譜示波器 ）的參 數(shù)設置。 表 41 Random Integer Generator（隨機序列發(fā)生器）的參數(shù)設置 參數(shù)名稱 參數(shù)值 Mary(元數(shù) ) 2 Intial seed(初始 化 種子 ) 37 Sample time(采樣時間 ) 表 42 MFSK Modulator Baseband（基帶 MFSK 調(diào)制器）的參數(shù)設置 參數(shù)名稱 參數(shù)值 Mary（元數(shù)） 2 Input type（輸入類型） Bit（位） Symbol set ordering(模型設置命令 ) Binary（二進制） Frequency separation（ 頻率間隔 ） 20Hz Phase continuity（相位連續(xù)性） Continuous（連續(xù)） Samples per symbol（每符號采樣數(shù)） 10 20 表 43 Spectrum scope（頻譜示波器）的參數(shù)設置 參數(shù)名稱 參數(shù)設置 Buffer size（緩沖量） 2048 Buffer overlap（重疊緩沖量） 1024 FFT length（快速傅里葉變換長度） 2048 Number of spectral averages（平均頻譜數(shù)） 250 Frequency range（頻率范圍） [Fs/2…Fs/2] Minimum Ylimit（最小 Y 值） 40 Maximum Ylimit（最大 Y 值） 20 Window type（窗口類型） Hann（漢明） Window sampling（窗口采樣法） Periodic（定期的） Frequency units（頻譜單位） Hz（赫茲） 圖 43 2FSK信號的功率譜圖 結(jié)果分析： 通過以上的參數(shù)設置，再結(jié)合得到的功率譜圖分析如下：由于在 MFSK Modulator Baseband（基帶 MFSK調(diào)制器）中設置的兩載波的頻率差為 20Hz，從上圖 43中我們可以看到在 10和 10Hz處 都 有沖擊脈沖。 圖 44 2PSK 調(diào)制系統(tǒng)功率譜 框圖 上圖 中 三個模塊 的參數(shù)設置，第一個和第三個模塊即 Random Integer Generator（隨機序列發(fā)生器 ） 和 Spectrum scope（頻譜示波器）的參數(shù)設置與圖 41 中的相應的參數(shù)設置完全相同，見表 41 和 43。 表 44 BPSK Modulator Baseband（基帶 2PSK 調(diào)制器） 參數(shù)名稱 參數(shù)值 Phase offset（相位差） 0 Samples per symbol（每符號采樣數(shù)） 10 通過對模塊的各個參數(shù)設置，然后在 Simulink 里執(zhí)行運行命令，就可以得到最后的功率譜仿真圖，如下圖 45 所示 。 最后，我們來建立 2ASK 信號功率譜密度的仿真模型，如下圖 46 所示 。 表 45 是 Bernoulli Binary Generator（ 二進制伯努力信號發(fā)生器 ）的參數(shù)設置，表 46是 Rate Transition（ 速率變換器 ）的參數(shù)設置，表 47 是 DSB AM Modulator Passband（通帶調(diào)幅器）的參數(shù)設置，表 48 是 Spectrum scope（頻譜示波器）的參數(shù)設置。 表 45 Bernoulli Binary Generator（ 二進制伯努力信號發(fā)生器 ） 參數(shù)名稱 參數(shù)值 Probability of a zero（ 0 的概率） Initial seed（ 初始 化 種子 ） 61 Sample time（采樣時間） 1/250 表 46 Rate Transition（ 速率變換器 ） 參數(shù)名稱 參數(shù)值 Initial condition（初始化情況） 0 Output sample time（輸出口采樣時間） 1/10000 23 表 47 DSB AM Modulator Passband（通帶振幅調(diào)制 器） 參數(shù)名稱 參數(shù)值 Input signal offset（輸入信號差） 0 Carry frequency（載波頻率） 1000 Initial phase（初始相位） 0 表 48 Spectrum scope（頻 譜示波器） 參數(shù)名稱 參數(shù)設置 Buffer size（緩沖量） 4096 Buffer overlap（重疊緩沖量） 2048 FFT length（快速傅里葉變換長度） 4096 Number of spectral averages（平均頻譜數(shù)） 500 Frequency range（頻率范圍） [Fs/2…Fs/2] Minimum Ylimit（最小 Y 值） 40 Maximum Ylimit（最大 Y 值） 20 Window type（窗口類型） Hann（漢明） Window sampling（窗口采樣法） Periodic（定期的） Frequency units（頻譜單位） Hz（赫茲） 最后依照上面對各個模塊的參數(shù)設置，在 Simulink 里進行運行仿真，從而得到最后的功率譜密度仿真 結(jié)果，如下圖 47 所示 。因此 實驗仿真結(jié)果與理論相符合。 然而在現(xiàn)實中我們知道這樣一個識別過程是 在 先驗知識較少的情況進行判斷的，因而通常對接收到的信號進行 FFT 變換，從而提取信號的功率譜 ，然后 進行 識別 判斷。接下來我們對 FFT提取功率譜的方法進行具體論述，并給出仿真結(jié)果。 首先，我們簡單介紹一下傅里葉變換，傅里葉變換是一種將信號從時域變換到頻域的變換形式，在信號處理領域有廣泛的應用。但傅里葉變換只能處理連續(xù)信號，所以這時候離散傅里葉變換 (DFT)就應運而生了。快速傅里葉變換 是根據(jù)變換定義的運算規(guī)律，及其中某些算法的特殊性，找出減少乘法和加法運算次數(shù)的有效途 徑，實現(xiàn)原始變化的各種高效算法。因此，用 FFT 提取 功率譜密度的方法在調(diào)制識別領域廣泛應用也是顯而易見的。 25 0 200 400 600 800 1000012345678Fr e q u e n c y ( H z ) 圖 48 2ASK 信號的功率譜圖 0 200 400 600 800 1000012345Fr e q u e n c y ( H z ) 圖 49 2FSK 信號的功率譜圖 0 200 400 600 800 1000012345Fr e q u e n c y ( H z ) 圖 410 2PSK 信號的功率譜圖 結(jié)果分析： 對上面三個圖進行分析，可以觀察到比較明顯的 差別。有無沖擊分 量以及沖擊分量的個數(shù)在仿真圖中可以非常明顯的看到。 特征參數(shù)提取成功之后，就完成了數(shù)字調(diào)制信號調(diào)制樣式識別的一大部分內(nèi)容，接下來就是對功率譜密度設置相應的判決準則， 而在此我們設置的判決準則是其功率譜中是否有沖擊脈沖以及沖擊脈沖的數(shù)目，通過上面的分析，我們知道通過這一判決準則可以輕而易舉的將三種數(shù)字調(diào)制信號區(qū)分開來。 通過以上對 FFT 算法及仿真結(jié)果的分析，我們知道現(xiàn)實中采用 FFT 方法來提取信號功率譜密度的方法是可行的。 本章小結(jié) 本章主要介紹了關于三種基本數(shù)字調(diào)制信號的識別 模型 ， 識別流程以及識別方法， 并介紹 了時域和頻域兩種識別方法，時域的識別方法從包絡的變化和瞬時頻率的變化出發(fā)，以包絡的變化幅度和瞬時頻率的變化特征為識別判斷的標準，而頻域的識別方法以功率譜密度為特征參數(shù)出發(fā)，以三種數(shù)字調(diào)制信號的功率譜密度中是否有沖擊尖峰以及沖擊尖峰的數(shù)目作 為識別判斷的標準，而本章重點對功率譜密度 用 Simulink建模的方法 進行了 仿真 ，以作為把功率譜密度作為頻域特征參數(shù)識別的理論 依據(jù)。 27 5 結(jié)論 本文對三種基本數(shù)字調(diào)制信號進行了研究，并主要進行了識別方面的理論研究。因此，本論文在第三章重點介紹了三種數(shù)字調(diào)制信號的調(diào)制過程，調(diào)制表達式，功率譜密度等方面 的基礎知識，并用 Matlab仿真出了這三種數(shù)字調(diào)制信號調(diào)制過程中各信號的波形。因此，本文重點研究了用 功率譜密度作為特征參數(shù)對三種數(shù)字調(diào)制信號進行識別，并且對時域的 識別方法進行了簡單介紹。然后 在這一類調(diào)制信號的基礎上，再進行特征參數(shù)的提取，接著進行識別，這樣通過 不斷的提取特征參數(shù)，不斷的識別判斷，從而最終得到此信號的調(diào)制類型。因此，還有待我們?nèi)プ龈钜徊降难芯俊? 28 參考文獻 [1] 張輝 ,曹麗娜 .現(xiàn)代通信原理與技術 [M].西安電子科技大學出版社 , [2] 張瑾等 .基于 MATLAB 的通信系統(tǒng)仿真 [M].北京航空航天大學出版社 , [3] 邵玉斌 .Matlab/Simulink 通信系統(tǒng)建模與仿真 [M].清華大學出版社 , [4] 郭文斌 .通信原理 ——基于 MATLAB的計算機仿真 [M].北京郵電大學出版社 , [5] 鄧華 .MATLAB通信仿真及應用實例詳解 [M].人民郵電出版社 , [6] 魏巍 .MATLAB 信息工程工具箱技術手冊 [M].國防工業(yè)出版社 , [7] 姚亞峰 ,黃載操 .通信信號調(diào)制識別技術 [J].通信技術 , [8] 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