本文關鍵詞：基于壓縮采樣值的通信信號調(diào)制識別技術研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文主要研究非重構(gòu)方式的壓縮域通信信號調(diào)制識別算法。調(diào)制識別作為信號檢測和信號解調(diào)之間的重要環(huán)節(jié),能否正確判斷調(diào)制方式將決定后續(xù)的信號處理能否正確進行。通信信號帶寬的增大,導致了信號的采樣率提高、數(shù)據(jù)量變大等一系列問題。壓縮感知(Compressive Sensing, CS)技術最突出的優(yōu)勢是能以低于奈奎斯特采樣速率采集并處理具有稀疏性的信號,這為解決寬帶信號采集與處理問題提供新的思路。針對基于壓縮感知的通信信號調(diào)制識別問題,本文首先對壓縮感知的基本理論進行了深入研究,介紹了稀疏表示、壓縮測量過程、受限等距特性和重構(gòu)算法,分析了利用壓縮感知技術采樣模擬信號的模擬信息轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Information Converter, AIC)及其數(shù)學闡述。其次,本文分別提出了一種壓縮域類間調(diào)制識別算法和兩種類內(nèi)調(diào)制識別算法。最后,本文在研發(fā)基于壓縮感知的寬帶信號采樣系統(tǒng)的基礎上,使用ARM模擬SPI實現(xiàn)對AD9739A、W5300、 ADF4350等芯片的初始化配置,制定和實現(xiàn)了基于雙口RAM的ARM與FPGA通信協(xié)議,實現(xiàn)PC與W5300之間基于UDP協(xié)議的網(wǎng)口通信,最終實現(xiàn)高速數(shù)模轉(zhuǎn)化器AD9739A產(chǎn)生寬帶壓縮感知測量波形。本文創(chuàng)新點總結(jié)如下：1.針對調(diào)制識別中的類間識別問題,提出了一種壓縮域高階累積量的類間識別算法(Compressive High-Order Cumulants Modulation Classification, CS-HCMC)。該算法利用隨機欠采樣矩陣的特性,推導出不同調(diào)制方式在壓縮域的各階累積量,構(gòu)造特征值實現(xiàn){2ASK(2PSK),4ASK,MFSK,4PSK,16QAM}五類調(diào)制方式分類。與傳統(tǒng)高階累積量算法相比,該算法在達到相同的識別率時需要的樣點個數(shù)更少。2.針對MPSK信號的類內(nèi)識別問題,提出一種直接基于壓縮樣值的非重構(gòu)MPSK信號的最大似然聯(lián)合調(diào)制識別與解調(diào)算法(Joint Compressive Maximum-Likelihood MPSK Classification and Demodulation, CS-MLCD)。該算法對MPSK信號進行多元假設,建立不同階數(shù)PSK信號的數(shù)學模型,分別推導出壓縮域概率密度函數(shù)和似然函數(shù),將似然函數(shù)值最大的調(diào)制方式作為判決輸出,實現(xiàn)MPSK類內(nèi)調(diào)制識別。在判斷出調(diào)制方式的同時,利用識別過程的中間量實現(xiàn)對MPSK信號的解調(diào)。與傳統(tǒng)Nyquist最大似然識別算法相比,該算法有效降低參與運算的數(shù)據(jù)量,提高了系統(tǒng)處理的時效性。3.針對MFSK信號的類內(nèi)識別問題,提出一種直接基于壓縮樣值的相關性指數(shù)的MFSK盲識別算法(Compressive Correlation-Index Blind Classification, CS-CIBC)。該算法在不需任何先驗信息的條件下,利用MFSK信號在頻域上的明顯譜峰,將壓縮采樣值與測量矩陣各列向量作內(nèi)積,構(gòu)造壓縮域相關性指數(shù),將其作為分類特征,實現(xiàn)MFSK信號類內(nèi)識別。與譜峰算法相比,該算法有效地降低了運算復雜度,提高了運算速度和系統(tǒng)的時效性。除此之外,本文用研發(fā)出的基于壓縮感知的寬帶信號采樣硬件平臺對實際信號進行了壓縮采樣,并使用該壓縮測量值對本文提出的一種調(diào)制識別算法進行了驗證,結(jié)果表明算法切實有效。
【關鍵詞】：壓縮感知 壓縮采樣值 通信信號 調(diào)制識別 累積量 最大似然 相關性指數(shù) 測量波形
【學位授予單位】：解放軍信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN911.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 課題研究背景和意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 壓縮感知技術15
• 1.2.2 通信信號調(diào)制識別現(xiàn)狀15-18
• 1.2.3 基于CSP的通信信號調(diào)制識別技術現(xiàn)狀18
• 1.3 課題研究思路及主要工作18-20
• 1.4 論文總體結(jié)構(gòu)20-22
• 第二章 壓縮感知理論基礎22-30
• 2.1 壓縮感知基本理論22-25
• 2.1.1 稀疏表示22-23
• 2.1.2 壓縮測量23
• 2.1.3 受限等距特性23-25
• 2.1.4 重構(gòu)算法25
• 2.2 基于AIC結(jié)構(gòu)的模擬信號壓縮采樣25-28
• 2.2.1 稀疏模擬信號模型25-26
• 2.2.2 AIC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)26
• 2.2.3 AIC的數(shù)學解釋26-27
• 2.2.4 AIC系統(tǒng)的矩陣形式27-28
• 2.3 本章小結(jié)28-30
• 第三章 基于壓縮采樣值的通信信號類間調(diào)制識別30-40
• 3.1 引言30
• 3.2 非重構(gòu)壓縮樣值的高階累積量調(diào)制識別算法(CS-HCMC)30-38
• 3.2.1 信號模型30-31
• 3.2.2 高階累積量定義31-32
• 3.2.3 壓縮域高階累積量32-35
• 3.2.4 性能分析35
• 3.2.5 算法仿真35-38
• 3.3 小結(jié)38-40
• 第四章 基于壓縮采樣值的通信信號類內(nèi)調(diào)制識別40-54
• 4.1 引言40
• 4.2 非重構(gòu)壓縮樣值的MPSK信號最大似然調(diào)制識別與解調(diào)(CS-MLCD)40-47
• 4.2.1 信號模型40-41
• 4.2.2 識別算法41-42
• 4.2.3 聯(lián)合解調(diào)42
• 4.2.4 性能分析42-43
• 4.2.5 仿真對比43-47
• 4.2.6 結(jié)論47
• 4.3 非重構(gòu)壓縮樣值相關性指數(shù)的MFSK盲識別算法(CS-CIBC)47-53
• 4.3.1 MFSK信號數(shù)學模型47-49
• 4.3.2 識別算法49-51
• 4.3.3 算法仿真51-53
• 4.3.4 結(jié)論53
• 4.4 小結(jié)53-54
• 第五章 基于ARM控制的壓縮感知測量波形的接口設計與實現(xiàn)及調(diào)制識別算法驗證54-72
• 5.1 引言54
• 5.2 系統(tǒng)總體方案設計54-55
• 5.3 基于模擬SPI的芯片配置55-61
• 5.3.1 模擬SPI55-56
• 5.3.2 高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD9739A的SPI配置56-59
• 5.3.3 寬帶頻率合成器ADF4350的SPI配置59-61
• 5.4 基于雙口RAM的ARM與FPGA通信協(xié)議與實現(xiàn)61-64
• 5.4.1 地址映射模塊61-63
• 5.4.2 ARM與FPGA交互流程63-64
• 5.5 W5300與PC的UDP通信64-68
• 5.5.1 W5300的初始化64
• 5.5.2 UDP協(xié)議64-65
• 5.5.3 W5300與PC的UDP通信65-66
• 5.5.4 壓縮感知寬帶測量波形產(chǎn)生測試66-68
• 5.6 基于壓縮感知的寬帶信號接收機的調(diào)制識別算法驗證68-70
• 5.7 小結(jié)70-72
• 結(jié)束語72-74
• 一、全文總結(jié)72
• 二、工作展望72-74
• 致謝74-76
• 參考文獻76-80
• 作者簡歷80

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9 游偉;周先敏;;模擬調(diào)制信號的自動調(diào)制識別[J];信號處理;2009年01期

10 方奇;張煒;;衰落環(huán)境中數(shù)字調(diào)制識別仿真研究[J];信息化研究;2011年02期

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3 崔燦;劉作學;孔德強;崔凱;;調(diào)制識別算法研究[A];全國第三屆信號和智能信息處理與應用學術交流會�？痆C];2009年

4 黃付慶;程劍俐;徐以濤;;通信信號調(diào)制識別的研究[A];2007北京地區(qū)高校研究生學術交流會通信與信息技術會議論文集（上冊）[C];2008年

5 倉艷;袁嗣杰;;通信信號調(diào)制識別技術綜述[A];2006通信理論與技術新進展——第十一屆全國青年通信學術會議論文集[C];2006年

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7 倉艷;袁嗣杰;;通信信號調(diào)制識別中的信噪比估計[A];全國第一屆嵌入式技術聯(lián)合學術會議論文集[C];2006年

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1 賀濤;數(shù)字通信信號調(diào)制識別若干新問題研究[D];電子科技大學;2008年

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4 楊發(fā)權(quán);無線通信信號調(diào)制識別關鍵技術與理論研究[D];西安電子科技大學;2015年

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3 郭龍;無線通信信號的調(diào)制識別研究[D];大連理工大學;2010年

4 李雪;基于固有時間尺度分解的數(shù)字調(diào)制識別[D];西安電子科技大學;2010年

5 王素霞;無線通信系統(tǒng)中信號調(diào)制識別技術的研究[D];電子科技大學;2011年

6 王曉娜;典型通信信號調(diào)制識別技術研究[D];電子科技大學;2011年

7 方奇;通信信號調(diào)制識別算法研究[D];國防科學技術大學;2011年

8 劉愛聲;數(shù)字通信信號調(diào)制識別研究[D];南京郵電大學;2012年

9 段皓宇;基于傳感器網(wǎng)絡的分布式信號調(diào)制識別技術研究[D];解放軍信息工程大學;2012年

10 蘆躍;數(shù)字信號調(diào)制識別及參數(shù)估計研究[D];蘇州大學;2013年

  本文關鍵詞：基于壓縮采樣值的通信信號調(diào)制識別技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：341675