短波頻段am信號調制識別系統的設計與實現探索

范志雨

(國家新聞出版廣電總局582臺,北京　100050)

短波頻段am信號調制識別系統的設計與實現探索

范志雨

(國家新聞出版廣電總局582臺,北京100050)

近年來,通信技術越來越發達,無線通信也得到了飛速發展,在無線電信號分析中,其中比較關鍵的技術就是對信號調制方式的識別及確認,短波信號在數目上也有所增加,調制方式也是各種各樣,因此找到可靠的、適合的識別方式是非常關鍵的。本文主要對短波am信號的特征參數和識別方式進行分析,還對信號采集的設備及模式的選取、遠程控制的實現與數據的采集給予探討,最后對識別軟件的基本組成及識別過程進行分析。

短波頻段am信號調制識別系統特征參數數字調制信號

短波通信又稱為高頻通信，在民用通信以及遠程軍用通信中應用的比較廣泛，在無線監測工作中，短波信號一直都是重點研究對象，在短波頻段內，調制信號的方式也是多種多樣，比如AM、PSK、SSB、單載波、數傳信號、多路信號等，其中am信號是最為關鍵的，在日常和特殊監測中，具有很重要的作用，因此，在短波監測工作中，對am信號給予監測和識別是極為關鍵的。

1　am信號的特征參數及識別方法

am信號的頻譜的性質比較多，但其最主要的特性就是對稱性，因此短波am信號的4個特征參數就是由其特性產生的，由于短波am信號具有4種特征參數，就不容易與其他各種比較常見的調制信號混淆了，比如數字調制信號、CW、MORSE等如圖1所示。

圖1　信號識別構架圖

2　短波信號的數據采集探討

2.1信號采集的設備及模式的選取

在本次研究中，使用PR 100便攜式接收機對短波信號進行采集，此接收機在工作狀態下，頻率的取值范圍為9kHz-8GHz，其實時帶寬最大可以達到10MHz，在數據的采集過程中，為了實現遠程控制短波信號，可以使用LAN接口，對短波信號給予數據測量，并輸出;在實際工作中，寬帶數字音頻數據可以最高達到500kHz。

在對頻譜進行掃描時，主要使用的掃描模式有:(1)全景掃描模式，在快速掃描的模式下，在寬頻段的范圍內，將頻譜給出，但是不能對信號進行調節，也不能將電平值輸出;(2)固定頻率掃描模式，此模式具有專一性，可以掃描確定頻率，在無線電監測中，主要用于固定頻道間隔;(3)FSCAN模式，可以對多個信號給予連續掃描;(4)存儲掃描模式，可以對信號的存在給予分析，并連續掃描具有預定義的頻道。

圖2　識別系統的組成結構圖

圖3　識別系統的組成模塊

2.2遠程控制的實現與數據的采集

在本次研究中，主要使用MATLAB軟件實現遠程控制及數據的采集，此軟件對工作的環境要求比較高，功能也比較多，比如分析數值、設計交互式程序，還可以使科學數據完成可視化，計算的科技水平比較高。在MATLAB軟件的作用下，使用TCP連接在進行狀態和參數的通信時，只能通過SBPI命令，對頻帶數據進行傳輸時，需要在UDP數據包作用下才能完成，因此，在本次研究中，為了實現數據的迅速傳遞，可以使用工具箱TCP/UDP/IP。MATLAB軟件中，工具箱的種類比較多，TCP/UDP/IP只是其中一種，在將接口設置好之后，可以對局域網實現數據傳遞。在本次研究中，在對UDP連接進行建立時，可以借助于pnet函數來完成，對復基帶的數據進行讀取，實現數據的傳遞。

3　識別軟件的相關介紹

在本次研究中，如圖2所示為識別系統的組成，對信號實現識別的原理為，使用饋線將短波角龍天線與接收機連接起來，使用LAN接口實現接收機的通信，在MATLAB的基礎上，使用GU I在最終的界面上實現對數據的識別。

在實際工作中，要以短波監測工作的需求為主，在識別系統中，主要是完成對信號的掃描，進而完成對數據的識別，在特性監測工作中，此識別系統的功能更加齊全，比如對于較強的突發信號，系統可以自動發現，對其完成識別、記錄，如圖3所示。

如圖3所示，在控制命令的作用下，可以對實時頻譜完成信號采集，還可以實現基帶信號數據的采集;對于接收機與上位機之間的通信數據，要根據不同的內容，使用不同的打包方式，在通信協議的規定下，實現對數據的采集和讀取;改識別系統還可以實現對數據的處理，主要是根據上述算法，在程序的作用下完成的;最后以閱讀的方式，對結果進行顯示;數據顯示之后，在參數設置模塊的作用下，將參數輸入系統，并給予調整。

在向接收機發送命令時，要嚴格按照命令格式來完成，主要編程的角度來考慮，嚴格按照命令規格對字符進行定義，但是對于具體的通信方式不予定義，只要將參數設置成功可以了。但是，在測試結果中，一般包含的數據比較多，如果使用SCPI對數據進行傳送，在接收環節中，控制命令會出現延遲現象，這將會對實時控制的效果造成嚴重的影響，因此，為了避免此情況的發生，在實際工作中，對數據進行傳送時，要使用UDP數據包。

在對中心頻率的信號進行表示時，要以中心頻率為主要搜索范圍，在寬帶內部對上、下限進行設置，用來對寬帶進行顯示;一個頻點有沒有信號存在，可以使用檢測門限進行判斷。在搜索信號和識別信號的過程中，會用到兩個寬帶:(1)搜索寬帶，也就是使用信號對寬帶進行顯示，一旦參數確定了，那么信號的實時搜索范圍也就確定了;(2)對信號進行調解的寬帶，表示基帶數據的寬帶，如果某個頻點存在數據信號，可以使用調解寬帶對數據進行獲取。在實際的監測工作中，要對短波信號的頻段特點給予分析，根據實際監測經驗，對搜索步進給予設定，一般情況下系統的搜索步進為5kHz，調解帶寬要稍大一點，一般為6kHz。在實際監測過程中，突發信號也是時常發生的，因此，在監測工作中，也要對突發信號進行記錄，對信號的出現時間和消失時間都記錄清楚，為下一步的交會定位工作做好準備。對于常發信號，如果長時間沒有出現的話，一旦未出現次數達到一定額度，再次出現的時候，也表示為突發信號。對于突發信號的記錄，要根據信號的搜索結果來判定，與前一次信號的出現時間進行對比，記錄之后，將信息保存在系統之中。

4　結語

綜上所述，短波通信技術發展的比較快，對短波的干擾行為也越來越多，比如廣播、短波臺等，本文主要針對此種情況，對短波am信號的監測能力給予探討，改變以往的被動識別方式，對自主調制識別系統進行研究，經過實驗，識別效果比較好，為自動識別系統的下一步設計打下了堅實的基礎。

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[3]何攀峰,程乃平,何國勇.模擬調制方式識別的FPGA設計與實現[J].國外電子測量技術,2012(4).

范志雨(1974—),女,漢族,北京人,學士學位,值班員,工程師,研究方向:廣播電視發送。