常用通信信號的調制方式識別研究

王韶華　韓瑞　王彥強

摘 要：作為信息的主要媒介，通信信號僅能在有線信道中進行傳輸，要想在無線信道中進行傳輸，那么就必須在充分應用調制解調技術的基礎上才能實現。關于通信信號調制方式的識別，所涉及的因素多而雜，在通信技術迅猛發展的今天，信號的調制方式日益多樣化，要想滿足人們日常生活的需求，我們有必要加強通信信號調制方式識別的研究。本文的重點研究對象為常用通信信號，對相應的調制方式識別進行系統的分析與研究。

關鍵詞：常用通信信號；調制方式；識別

調制方式是區分不同信號的重要特性指標。在進行調制方式識別過程中，主要的內容是分辨出多信號環境中各種信息以及噪聲干擾等復雜環境下的信號參數、調制方式，以此作為分析處理工作的依據。如今，在通信技術日益發達的背景下，無線通信環境也隨之復雜化。無論是民用還是軍用，如何在識別通信信號不同調制參數、樣式過程中保持高效性，儼然已經成為人們所關注的重點內容。下面對兩種常見通信信號調制識別方式進行系統分析及優劣勢對比。

1 決策模式識別方式

決策模式識別方式是以“假設檢驗”為理論基礎的。同時，決策模式識別也是一種能夠有效識別多重假設檢驗問題的方法。在受到嚴重干擾的情況下，決策模式識別方法通過對所截獲信號的理論分析與推導來得出檢驗累積量，然后再將其與相關數據做比對，最終形成判決準則。檢驗累積量選取的準則為目標函數（使用損耗函數）的最小化原則，往往都是在變量得到優化之后才被應用。除此之外，在非協作通信環境下，如果要應用識別器，就必須構造相應的似然比（ALR）。這里需要注意的是，由于信道參數以及位置型號中的信息內容始終都具有一定的估計誤差，因此在似然比的構造中往往都會出現諸多位置參數，所以要想得出平均似然比，首先就必須對這些未知參數進行平均處理。在最初，所使用的識別方法基本都是以相位識別法（PBC）或平方律識別法（SLC）為基礎，雖然這些方法的實施能夠實現對信號特性的充分利用，具有較強的便捷性，但能夠識別的種類明顯較少（僅能識別BPSK信號或QPSK信號）[1]。

決策模式識別方式的優勢：較之于其他識別方式，決策模式識別在理論基礎上相對較完善。決策模式識別方式的實施不但可以確保在貝葉斯最小誤判代價準則的基礎上達到最優分類效果，并從中獲取準確的識別性能理論曲線，同時在低信噪比的背景下也能夠通過完善信道信息來改進算法，最終促使非理想信道下識別性能的準確性得到保障。

決策模式識別方式的劣勢：似然比的推導不僅方式復雜，而且計算量極為龐大。如果我們想在嚴重缺乏先驗知識的情況下進行建模或估計參數，那么相應數據儼然就難以與實際的信道特征相匹配，相應算法應有的性能則無法充分發揮出來。

2 統計模式識別方式

統計模式識別是以統計識別理論為基礎而衍生出來的一種識別方式。從整體上來看，統計模式識別方式主要由信號預處理、特征提取、分類識別這3部分組成。具體而言：第一，信號預處理。此部分主要負責數據提供，并且要保證數據的準確性。根本作用是為接下來的特征提取奠定數據基礎。主要任務包含載頻分量與分量的消除、正交和同相分量的分解、頻率下的變頻等。要想在中頻或數字調制上實現對信號幅度、頻率以及相位的準確計算，并確保信號在調制識別中的唯一性，我們就必須在多信道發射源的時候對不同信號進行分離。第二，特征提取。在進行特征提取的時候理應將預處理作為基礎與前提，對信號域特征或者時域特征的提取必須在充分應用預處理功能的前提下進行。第三，分類識別。在進行分類識別的過程中，理應對識別分類器以及判決準則的選擇引起足夠重視，確保所選識別分類器與判決準則的適用性、可靠性[2]。

統計模式識別方式的優勢：統計模式識別方式不僅理論分析不復雜，預處理也十分簡單，易操作。在高信噪比的環境下，統計模式識別方式下的信號特征不僅識別方便，并且適用于多種類型。同時，統計模式的識別性能在特定情況下能夠實現與理論中最優算法的完全吻合。特別是在非合作通信情況下（嚴重缺乏先驗知識，并且預處理精度較低），這種方式始終都能保持良好的識別性能。

統計模式識別方式的劣勢：目前，統計模式識別方式在識別框架上明顯缺乏理論方面的基礎，相應算法所需要的識別體系也相對復雜。我們都知道，噪聲對算法識別效果的影響是巨大的，加之特征提取在信道不理想的時候會變得非常模糊，工程應用在很多情況下都無法應用或成功率較低。

3 結語

目前，針對通信信號已經具有相對較完善的調制識別研究，但不可否認的是，無論是在非理想信道還是在共信道多信號中，所能夠適應的算法都具有較強的單一性，并且大量算法的應用僅僅在5db以上的信噪比環境中才能發揮出應有作用，在實際工程中的應用難度相對較大。基于此，關于通信信號的調制方式識別方法的應用還需要通過更加深入的分析與研究來進行不斷完善。

參考文獻

[1]張志民.數字通信信號調制方式自動識別研究及實現[D].國防科學技術大學，2012.

[2]曾創展，賈鑫，朱衛綱.通信信號調制方式識別方法綜述[J].通信技術，2015，（3）：252-257.

（作者單位：陜西省寶雞市陜西烽火電子股份有限公司）