隨著衛(wèi)星通信技術的快速發(fā)展,人們對信息傳輸質量的要求越來越高。衛(wèi)星通信系統(tǒng)信息傳輸距離遠,信道環(huán)境惡劣,信噪比波動大,影響信道均衡的效果,降低調制信號模式識別的準確率。深度學習技術能自動提取信息中的特征,擬合非線性關系,常用于處理關系不確定或難以量化的問題。將深度學習技術引入調制信號模式識別技術中,不需要推導調制信號間的區(qū)分特征。對于新增的調制信號,增加少量數(shù)據(jù)重新訓練網(wǎng)絡,就能擬合時變信道的非線性特性。使用并行計算處理大數(shù)據(jù)量的調制信號提高計算效率,縮短模型訓練時長,提高模型的迭代更新周期,對于時變的衛(wèi)星信道至關重要。為了提高調制信號的識別率,只區(qū)分信噪比波動大的調制信號是遠遠不夠的,設計能抑制碼間干擾、提高信噪比的均衡器也至關重要。深度學習技術通過迭代訓練改變抽頭系數(shù),強化學習(RL)能夠根據(jù)歷史數(shù)據(jù)指導模型更新方向,所以強化學習和深度學習技術的結合能實現(xiàn)無訓練數(shù)據(jù)的盲均衡,動態(tài)更新抽頭系數(shù)擬合信道環(huán)境。本論文重點研究衛(wèi)星通信系統(tǒng)中調制信號模式識別技術、調制信號并行處理技術和信道均衡技術,重點解決寬帶衛(wèi)星調制信號模式識別模型設計問題、基于spark框架的高速并行數(shù)據(jù)處理問題和信道均衡器設計問題。本論文的主要研究工作如下:(1)基于可變卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(DCNN)的寬帶衛(wèi)星調制信號模式識別算法本文在研究衛(wèi)星通信調制信號模式識別技術的基礎上,基于CNN網(wǎng)絡,提出DCNN算法進行信號模式識別。該方法對新的調制信號不需要再做特征提取工作,解決了星上調制信號難識別和對新加入的調制信號需要再做分類特征提取的問題。研究結果表明對信道條件復雜多變的衛(wèi)星調制信號,本算法表現(xiàn)出較好的識別性能和魯棒性。(2)spark分布式并行調制信號圖像壓縮存儲算法在研究調制信號預處理技術的基礎上,基于spark框架,提出spark分布式并行調制信號圖像壓縮存儲算法�？朔谟柧毿l(wèi)星調制信號模式識別模型時,需要處理大量數(shù)據(jù)的問題。研究結果表明,該算法具有并行處理功能,提高數(shù)據(jù)處理速度,節(jié)省內存開銷,解決了訓練DCNN網(wǎng)絡時間開銷大的問題,并縮短模型更新周期。(3)帶RL反饋的LSTME盲均衡算法研究能夠有效地改善因信道的各種噪聲和干擾引起的碼元失真的均衡技術,基于強化學習和深度學習技術,提出帶RL反饋的LSTME盲均衡算法。研究結果表明,該方法不需要訓練序列就能實現(xiàn)均衡并且更能使原信號逼近接收信號的最佳估計值,解決了由于碼間干擾和衛(wèi)星信道環(huán)境等造成的低信噪比,均衡困難的問題,同時能改善調制信號模式識別難度。
【學位單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TN927.2
【部分圖文】：

信號平方譜是將信號先做平方變換后，計算變換后的功率譜。信號的平方譜??分析的是將調制信號平方后頻譜的功率分布特性。通過分析調制信號的平方譜可??以區(qū)分ＭＰＳＫ信號，如圖２－１所示，觀察信號平方譜的二倍頻分量，ＢＰＳＫ信號??有一單頻分量，然而ＱＰＳＫ與８ＰＳＫ信號在二倍頻處不是一個單頻分量。所以根??據(jù)調制信號的平方譜二倍頻處特性可以區(qū)分ＢＰＳＫ和ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ。??＿２ＰＳＫ信號＿??圯?１〇〇［￣￣１—￣１—￣￣￣￣￣??８５０．?■??°３?３．２?３．４?３?６?３?Ｓ?４?４．２?４．４?４．６?４?Ｂ?５??鲼本（ｋＨｚ）??二？潔號??ｗｌＱ０＼￣￣￣Ｌｌ＂￣￣：??＾?５０?？?愚??°３?３．２?３?４?３?６?３?８?４?４２?４?４?４?６?４．Ｓ?５??頻率??—????１１０?Ｍｌ??０?Ｔ?＊?－?－－?‘一?一?１?—?一＇?—?—，－?■??３?３２?３?４?３．６?３?Ｓ?４?４?２?４?４?４６?４?Ｓ?５??烯率（ｋＨｚ＞??圖２－１?ＭＰＳＫ信號平方頻譜??１１??

信號平方譜是將信號先做平方變換后，計算變換后的功率譜。信號的平方譜??分析的是將調制信號平方后頻譜的功率分布特性。通過分析調制信號的平方譜可??以區(qū)分ＭＰＳＫ信號，如圖２－１所示，觀察信號平方譜的二倍頻分量，ＢＰＳＫ信號??有一單頻分量，然而ＱＰＳＫ與８ＰＳＫ信號在二倍頻處不是一個單頻分量。所以根??據(jù)調制信號的平方譜二倍頻處特性可以區(qū)分ＢＰＳＫ和ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ。??＿２ＰＳＫ信號＿??圯?１〇〇［￣￣１—￣１—￣￣￣￣￣??８５０．?■??°３?３．２?３．４?３?６?３?Ｓ?４?４．２?４．４?４．６?４?Ｂ?５??鲼本（ｋＨｚ）??二？潔號??ｗｌＱ０＼￣￣￣Ｌｌ＂￣￣：??＾?５０?？?愚??°３?３．２?３?４?３?６?３?８?４?４２?４?４?４?６?４．Ｓ?５??頻率??—????１１０?Ｍｌ??０?Ｔ?＊?－?－－?‘一?一?１?—?一＇?—?—，－?■??３?３２?３?４?３．６?３?Ｓ?４?４?２?４?４?４６?４?Ｓ?５??烯率（ｋＨｚ＞??圖２－１?ＭＰＳＫ信號平方頻譜??１１??

接收信號進行解調，所以需要選對調制信號進行調制模式識別，再進行信號的解??調工作，因此，衛(wèi)星信號調制模式識別就成為了目前有待解決的一個核心問題。??寬帶通信衛(wèi)星系統(tǒng)是由空間段、應用段和控制端組成，如圖２－３。??／象??＼?鍪??＼?＿戶娜??像纖Ｉ傻關站??！?網(wǎng)控中心??ｉ賴賴網(wǎng)ｉ?廠■地“刁??—?？???ｉ??圖２－３寬帶通信衛(wèi)星系統(tǒng)??空間段中的通信衛(wèi)星可根據(jù)需要配置多個點波束，點波束可分業(yè)務波束和信??關點波束。業(yè)務點波束主要服務廣大用戶，可采用下行高速ＴＤＭ和上行ＭＦ－??ＴＤＭＡ體制；信關波束主要為干線連接，上下行均可采用高速ＴＤＭ方式。衛(wèi)星??１５??
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本文編號：2852039