在航天測控系統(tǒng)中,測控設(shè)備與航天器之間的信道環(huán)境不穩(wěn)定,測控設(shè)備接收到的干擾信號（其他設(shè)備發(fā)送的信號對測控設(shè)備而言為干擾信號）存在受噪聲影響大,干噪比區(qū)間較大,在較大區(qū)間內(nèi)存在干噪比較低的問題。在測控設(shè)備中,需要在大動態(tài)范圍干噪比,干噪比范圍中存在低干噪比條件下對接收到的信號進行判斷是否存在其他用戶信號,對接收到的干擾信號進行干噪比估計,對接收到的信號進行調(diào)制方式的識別,才能完成測控設(shè)備對接收信號的解調(diào),發(fā)射信號的調(diào)制方式選擇與使用的頻帶選擇。所以本文的研究內(nèi)容分為三部分展開研究,分別是頻譜感知技術(shù)研究,干擾信號強度估計技術(shù)研究和調(diào)制模式識別技術(shù)研究。近年來,研究者們在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究方面取得了重大突破,在圖像和語音等方面得到了廣泛的應用,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有很好自動提取深層魯棒性特征的能力,所以本文使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究這三個內(nèi)容。第一,基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的頻譜智能感知技術(shù)研究。研究過程中使用了一般的頻譜感知算法自適應能量算法（ADAPT-ED）和基于特征值檢測（MME）進行頻譜感知,為了保證頻譜感知的方法能夠在較大信噪比范圍和較低信噪比下有較好的性能,首先提出了單通道的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)頻譜感知技術(shù),單通道的頻譜感... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

整體研究方案框圖

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-9-第2章頻譜智能感知與干擾信號強度估計技術(shù)基礎(chǔ)2.1引言本章首先簡單介紹本文研究的航天測控系統(tǒng)概念基礎(chǔ)和各部分的工作流程。然后介紹本文的研究內(nèi)容使用的信號數(shù)據(jù)為10種不同的調(diào)制方式信號數(shù)據(jù)，對使用的信號進行介紹并仿真，為后續(xù)的技術(shù)研究提供數(shù)據(jù)來源。同時本章將介紹課題研究中需要用到的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法原理，如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)LSTM和GRU的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并簡要介紹神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的損失函數(shù)和優(yōu)化方法。2.2航天測控系統(tǒng)概念基礎(chǔ)航天測控系統(tǒng)所面對的空間環(huán)境復雜，現(xiàn)在的航天測控頻段主要使用S頻段，當需要使用S頻段中的某一子頻段時，需要測控設(shè)備對該子頻段中的信號進行處理，進一步判斷是否可使用。因為在該空間環(huán)境中接收到的信號是多方用戶發(fā)送的信號，對于單一測控設(shè)備來講，均可以視為干擾信號。對接收到的干擾信號需要做進一步的處理，并為信號調(diào)制方式選擇等提供依據(jù)。整體系統(tǒng)框圖如下圖2-1所示。圖2-1整體系統(tǒng)框圖整體系統(tǒng)中頻譜感知主要用于對接收到的信號進行判斷是否為噪聲還是干擾信號和噪聲的疊加信號，進而判斷探測的子頻段是否被占用。干擾信號的干噪比估計是對接收到的疊加信號進行干噪比估計，通過干噪比估計值進行比較使用干噪比最小的子頻段。最后對接收到的信號進行調(diào)制模式識別，識別干擾信號的調(diào)制方式，進一步確定測控設(shè)備可以使用的調(diào)制體制等。工作流程框圖如圖2-2所示。

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-10-圖2-2工作流程圖2.3調(diào)制模式信號基礎(chǔ)首先對衛(wèi)星測控系統(tǒng)調(diào)制模式信號數(shù)據(jù)集的仿真，使用該數(shù)據(jù)集進行傳統(tǒng)頻譜感知算法仿真和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)頻譜感知算法仿真和驗證。本課題中假設(shè)信道環(huán)境為理想的高斯白噪聲信道，用于進行課題研究的仿真信號數(shù)據(jù)集信號參數(shù)如下：信號集合為{2ASK、4ASK、8ASK、BPSK、QPSK、8PSK、16QAM}，經(jīng)過射頻處理過所提取的信號的中頻頻率為：fc=70M，信號的采樣頻率：fs=400M，信號的碼速率為fd=2Mbps，數(shù)字基帶信號碼元長度設(shè)為18個碼元，MFSK的頻偏為1MHz。信噪比范圍為[-15dB:1dB:15dB]，設(shè)定范圍較大，信噪比較低，滿足課題需要在低信噪比，大范圍信噪比的頻譜感知性能要求。數(shù)字基帶幅度調(diào)制信號(MASK)是由數(shù)字基帶的碼元作為幅度大小調(diào)制載波信號。如果假設(shè)MASK信號的基帶信號有M種持續(xù)時間為Ts的碼元，則調(diào)制后的MASK信號載波幅度對應M種幅度，持續(xù)時間為Ts。所以可以有MASK信號的時域表達式為：()[()]cos(2)nscnxtAagtnTft(2-1)

【參考文獻】：
期刊論文
[1]無線通信中的信噪比估計算法研究[J]. 劉劍鋒,李瑞華,劉垚圻,蘇泳濤,胡金龍.  計算機工程與應用. 2020(18)
[2]諧波重構(gòu)先驗信噪比估計算法[J]. 王杰,楊程程,莫嘉永,王敦澤,王謝謝.  計算機工程與應用. 2018(07)
[3]Sequential nonlinear tracking filter without requirement of measurement decorrelation[J]. Gongjian Zhou,Junhao Xie,Rongqing Xu,Taifan Quan.  Journal of Systems Engineering and Electronics. 2015(06)
[4]基于K-SVD和稀疏表示的數(shù)字調(diào)制模式識別[J]. 王振宇,秦立龍,刁俊良.  計算機科學. 2013(10)
[5]基于隱馬爾科夫樹模型的小波域壓縮采樣信號重構(gòu)方法[J]. 趙貽玖,王厚軍,戴志堅.  電子測量與儀器學報. 2010(04)
[6]基于輪廓波維納濾波的圖像壓縮傳感重構(gòu)[J]. 李林,孔令富,練秋生.  儀器儀表學報. 2009(10)
[7]一種基于高階累積量的數(shù)字調(diào)相信號識別方法[J]. 陸鳳波,黃知濤,易輝榮,姜文利.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2008(09)
[8]基于星座圖的數(shù)字調(diào)制方式識別[J]. 王建新,宋輝.  通信學報. 2004(06)
[9]基于高階累積量和支撐矢量機的調(diào)制識別研究[J]. 韓鋼,張文紅,李建東,陳彥輝.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2003(08)
[10]調(diào)制信號的分形特征研究[J]. 呂鐵軍,郭雙冰,肖先賜.  中國科學E輯:技術(shù)科學. 2001(06)

碩士論文
[1]基于循環(huán)譜特征的頻譜感知技術(shù)研究[D]. 杜金財.北京郵電大學 2018
[2]無線通信信噪比估計算法研究與實現(xiàn)[D]. 楊曉梅.電子科技大學 2014



本文編號：3581035