調(diào)制識(shí)別技術(shù)是指在有限或者沒(méi)有先驗(yàn)信息的條件下,識(shí)別接收到的未知信號(hào)調(diào)制方式。調(diào)制識(shí)別技術(shù)在軍用和民用領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。在軍用領(lǐng)域,例如,在電子對(duì)抗中,一般需要調(diào)制識(shí)別技術(shù)對(duì)非合作方信號(hào)的調(diào)制方式進(jìn)行識(shí)別,為后續(xù)的對(duì)其信號(hào)其他參數(shù)的獲取打下基礎(chǔ);在獲取信號(hào)的詳細(xì)參數(shù)之后,即可有針對(duì)性的采取干擾措施,或者對(duì)其信號(hào)進(jìn)行解調(diào),獲取其傳輸?shù)男畔ⅰＴ诿裼妙I(lǐng)域,電磁頻譜的監(jiān)管需要調(diào)制識(shí)別技術(shù)的支撐,例如,當(dāng)電磁頻譜被未知信號(hào)非法占用時(shí),需要調(diào)制識(shí)別技術(shù)對(duì)未知信號(hào)的調(diào)制方式進(jìn)行識(shí)別,以對(duì)未知信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的識(shí)別。根據(jù)是否應(yīng)用深度學(xué)習(xí)算法,可以將現(xiàn)有的調(diào)制識(shí)別算法分成兩大類(lèi):經(jīng)典調(diào)制識(shí)別算法和基于深度學(xué)習(xí)的智能調(diào)制識(shí)別算法。經(jīng)典的調(diào)制識(shí)別算法經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,目前已經(jīng)遇到了一些瓶頸,例如,難以復(fù)雜調(diào)制方式,難以適應(yīng)復(fù)雜電磁環(huán)境等問(wèn)題;基于深度學(xué)習(xí)的智能調(diào)制識(shí)別算法是將深度學(xué)習(xí)算法引入到調(diào)制識(shí)別領(lǐng)域,由于此類(lèi)算法正處于發(fā)展初期,故其仍然存在一些漏洞,例如,算法泛化能力較弱,缺少算法預(yù)處理篩選機(jī)制等問(wèn)題。本文主要針對(duì)上述調(diào)制識(shí)別領(lǐng)域存在的問(wèn)題展開(kāi)研究。對(duì)于復(fù)雜調(diào)制方式難以識(shí)別和復(fù)雜電磁環(huán)境難以適應(yīng)的... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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軍用信號(hào)分析系統(tǒng)

國(guó)防科技大學(xué)研究生院碩士學(xué)位論文第2頁(yè)擾信號(hào)一般與己方通信信號(hào)處于同一頻帶內(nèi)，且干擾信號(hào)的功率相對(duì)較大，并且干擾信號(hào)的調(diào)制方式與己方通信信號(hào)的調(diào)制方式一致。一個(gè)有效的電子防護(hù)策略是，對(duì)敵方的電子攻擊措施進(jìn)行檢測(cè)分析[7]，然后采取相應(yīng)的措施規(guī)避敵方的電子攻擊。例如，通過(guò)調(diào)制識(shí)別技術(shù)識(shí)別檢測(cè)到的敵方干擾信號(hào)的調(diào)制方式，然后相應(yīng)的改變己方通信信號(hào)的調(diào)制方式，以規(guī)避敵方干擾信號(hào)的影響。圖2自適應(yīng)鏈路系統(tǒng)在民用領(lǐng)域，調(diào)制識(shí)別技術(shù)的一個(gè)最重要的應(yīng)用就是自適應(yīng)鏈路。如圖2所示，即為一個(gè)自適應(yīng)鏈路系統(tǒng)，此系統(tǒng)與普通通信系統(tǒng)的最大區(qū)別在于其信號(hào)調(diào)制模塊可自適應(yīng)的對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。所謂自適應(yīng)的對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，即根據(jù)相關(guān)的信息，從候選的調(diào)制方式集合中選擇一種調(diào)制方式，對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。對(duì)于調(diào)制方式的選擇，則要根據(jù)系統(tǒng)的要求以及信道的狀態(tài)等信息。例如，當(dāng)信道有較強(qiáng)的噪聲干擾時(shí)，為了提高通信傳輸?shù)目煽啃裕话氵x擇比較穩(wěn)健的調(diào)制方式，例如低階的BPSK和QPSK；當(dāng)對(duì)信息的傳輸速率要求較高且信道噪聲較小時(shí)，一般選擇信息傳輸速率較高的調(diào)制方式，例如高階的16QAM和64QAM[8]。在自適應(yīng)鏈路系統(tǒng)的接收機(jī)對(duì)于候選調(diào)制方式集合是已知的，在自適應(yīng)鏈路系統(tǒng)通信過(guò)程中，發(fā)射端并不會(huì)告知接收機(jī)當(dāng)前采用的調(diào)制方式，接收機(jī)是通過(guò)調(diào)制識(shí)別技術(shù)識(shí)別當(dāng)前信號(hào)采用的調(diào)制方式。為了決定采用何種調(diào)制方式，接收機(jī)將會(huì)在通信開(kāi)始之前首先對(duì)信道狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估；如果信道是穩(wěn)定的，則只在系統(tǒng)初始化時(shí)對(duì)信道進(jìn)行評(píng)估，如果信道是時(shí)變的，則在通信過(guò)程中需要不斷對(duì)信號(hào)進(jìn)行評(píng)估；在完成信道狀態(tài)評(píng)估之后，系統(tǒng)發(fā)射端將會(huì)根據(jù)信道狀態(tài)和其他的一些信息，選擇信號(hào)的調(diào)制方式。另一方面，信道參數(shù)的估計(jì)也可以輔助調(diào)制識(shí)別模塊實(shí)?

國(guó)防科技大學(xué)研究生院碩士學(xué)位論文第4頁(yè)圖4運(yùn)用基于決策理論的最大似然假設(shè)檢驗(yàn)方法流程圖按照在計(jì)算似然函數(shù)時(shí)，對(duì)未知參數(shù)處理方式的不同，基于決策理論的最大似然假設(shè)檢驗(yàn)方法可以被分為三類(lèi)：平均似然比檢測(cè)（ALRT），廣義似然比檢測(cè)（GLRT）和混合似然比檢測(cè)（HLRT）[45]。ML算法，也就是基于決策理論的最大似然假設(shè)檢驗(yàn)方法，此類(lèi)算法算法的主要思想是借助概率論和貝葉斯理論，根據(jù)信號(hào)的調(diào)制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的分類(lèi)，即實(shí)現(xiàn)調(diào)制方式的識(shí)別。雖然從貝葉斯估計(jì)的意義上來(lái)說(shuō)，ML算法的分類(lèi)結(jié)果是最優(yōu)的，但是，在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，ML算法也存在一定的問(wèn)題。一是此類(lèi)算法需要的先驗(yàn)信息較多，需要在進(jìn)行調(diào)制方式識(shí)別之前，對(duì)信號(hào)進(jìn)行較多參數(shù)的估計(jì)。但是，在調(diào)制方式未知的情況下，對(duì)信號(hào)參數(shù)的估計(jì)也存在一定的困難。故ML算法在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)會(huì)有一定的困難。二是ML算法的計(jì)算量一般相對(duì)其他種類(lèi)的算法要大一些，造成計(jì)算量較大的原因主要是會(huì)有一些參數(shù)難以估計(jì)，只能按照未知參數(shù)處理。如果不考慮未知參數(shù)，直接對(duì)ML算法進(jìn)行簡(jiǎn)化，則會(huì)導(dǎo)致識(shí)別效果下降[46]。1.2.1.2基于特征提取的模式識(shí)別方法如圖5所示，基于特征提取的模式識(shí)別方法主要組成部分是特征提取和模式識(shí)別。特征提取這部分通過(guò)對(duì)信號(hào)進(jìn)行一定的變換和處理，將待識(shí)別信號(hào)轉(zhuǎn)換到某種變換域上，在此變換域上，不同調(diào)制方式的信號(hào)具有可分性，即此種特征可以將不同調(diào)制方式的信號(hào)區(qū)分開(kāi)來(lái)。模式識(shí)別是利用特征提取部分提取到的特征，運(yùn)用一定的分類(lèi)器，對(duì)特征進(jìn)行分類(lèi)，以最終實(shí)現(xiàn)調(diào)制方式的識(shí)別。圖5基于特征提取的模式識(shí)別方法流程圖對(duì)于FB算法，即運(yùn)用特征提取方法實(shí)現(xiàn)調(diào)制識(shí)別的算法，此類(lèi)算法識(shí)別效果較好，學(xué)界研究成果較多。按照提取的特征的不同，F(xiàn)B算法可以分為以下幾類(lèi)：


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