通信信號(hào)調(diào)制方式識(shí)別方法探析

黃春鳳

摘 要： 通信信號(hào)調(diào)制技術(shù)的應(yīng)用，使通信信號(hào)在無線信道中傳輸成為了可能，極大地推動(dòng)了通信領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展。而通信信號(hào)調(diào)制方式識(shí)別方法較為復(fù)雜，涉及多方面因素，隨著信息通訊技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，對(duì)信息調(diào)制方式的識(shí)別方法提出了更加多樣化的要求。本文簡(jiǎn)要概述相關(guān)識(shí)別方法并對(duì)其優(yōu)勢(shì)及存在問題進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上研究通信信號(hào)調(diào)制方式識(shí)別方法的發(fā)展動(dòng)向，以供參考。

關(guān)鍵詞：通信信號(hào)調(diào)制方式 識(shí)別方法 統(tǒng)計(jì)模式 決策模式

中圖分類號(hào)：TN911 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2016）08-0012-01

就一般情況而言，調(diào)制識(shí)別作用于信號(hào)的檢測(cè)與解調(diào)之間，在整個(gè)信號(hào)傳輸過程中，只有信號(hào)的接收方通過信號(hào)調(diào)制方式對(duì)信號(hào)傳遞的信息進(jìn)行解調(diào)，才能順利地完成整個(gè)信號(hào)傳輸過程。在信息傳遞過程中對(duì)信號(hào)的識(shí)別受諸多因素影響，尤其在無線通訊技術(shù)迅速發(fā)展的情況下，為滿足更加高端的需求，無線信號(hào)傳輸過程中對(duì)調(diào)制方式及參數(shù)的選擇越來越復(fù)雜。如何快速準(zhǔn)確地識(shí)別不同狀態(tài)下的通訊信號(hào)，成為通訊領(lǐng)域日益關(guān)注的問題。

一、通信信號(hào)調(diào)制方式中的統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別方法

統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別方法是在模式識(shí)別理論基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，其識(shí)別過程主要包括信號(hào)預(yù)處理，特征提取和調(diào)制類型分類（如圖1所示）。三者在信號(hào)的識(shí)別過程中所起的作用是相互順承的，其中信號(hào)預(yù)處理是為了保障信號(hào)信息的精準(zhǔn)度而實(shí)施的，具體是指在特征提取這一環(huán)節(jié)之前為信息的傳遞篩選更加精準(zhǔn)的內(nèi)容，確保傳遞的有效性。同時(shí)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行特征提取，準(zhǔn)確捕捉信號(hào)傳輸過程中某一結(jié)點(diǎn)的特征，以此更加準(zhǔn)確的把握信號(hào)傳輸中的具體情況，從而選取最為合適的識(shí)別分類方法，如圖1所示。

統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別方法是通信信號(hào)調(diào)制方式中較為常見的識(shí)別方法，其具有以下優(yōu)勢(shì)：

1.理論清晰，預(yù)處理過程確保信號(hào)信息的精準(zhǔn)可靠。即使在通信環(huán)境非合作化狀態(tài)下，也能對(duì)信息在接收端做到較好的掌控，從而確保其在整個(gè)傳遞過程中的穩(wěn)定及時(shí)。

2.特征提取針對(duì)性較強(qiáng)。通過特征提取保障信號(hào)的信道中的唯一性與穩(wěn)定性，并且可以有陣性地對(duì)信號(hào)開展調(diào)制分類。

但是，在具體的識(shí)別過程中，統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別方法也存在一定的問題：統(tǒng)計(jì)模式的識(shí)別方法雖然理論清晰，但是其理論框架不夠完善，當(dāng)信道環(huán)境處于較為迷糊狀態(tài)時(shí)，尤其在噪音較大的環(huán)境下，特征提取的效率較低，很難實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果。

二、通信信號(hào)調(diào)制方式中的決策模式識(shí)別方法

決策模式識(shí)別方法的理論基礎(chǔ)為假設(shè)檢驗(yàn)方法，其被看做為利用多重假設(shè)檢驗(yàn)來解決識(shí)別問題（如圖2所示）。其理論實(shí)施所具備的相關(guān)環(huán)境為背景干擾狀態(tài)下，對(duì)信號(hào)的相關(guān)統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行核查推導(dǎo)，以此得出信號(hào)的正確性能參數(shù)。在這個(gè)過程中，推導(dǎo)得以實(shí)現(xiàn)的理論依據(jù)為相關(guān)函數(shù)的最小化原則。

決策模式識(shí)別方法在應(yīng)用過程中得以不斷地創(chuàng)新與改善，形成多種具體邊便捷的方式，其具體優(yōu)勢(shì)如下：

1.理論基礎(chǔ)相對(duì)完善。決策模式識(shí)別方法在識(shí)別性能方面具有突出的優(yōu)勢(shì)，其在識(shí)別過程中可形成相關(guān)的性能曲線，具有一定的權(quán)威性。因此，在具體的識(shí)別過程中，可以將其作為標(biāo)準(zhǔn)性參考，對(duì)其他識(shí)別方法進(jìn)行有效地檢驗(yàn)。

2.受噪音影響較小。由于在設(shè)計(jì)中充分考慮信道中噪音的影響，使其在噪音環(huán)境下仍能確保識(shí)別的可靠性與有效性，從而提升其識(shí)別能力。

但是，在決策模式識(shí)別方法具體實(shí)踐過程中，仍存在一定的不足。首先，其相關(guān)函數(shù)的建模過程較為復(fù)雜，在數(shù)據(jù)處理方面具有一定的難度。為了得到相關(guān)數(shù)據(jù)，通常情況下對(duì)其采取簡(jiǎn)化手段以此獲取相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果。但是這樣一來，會(huì)造成原始數(shù)據(jù)的丟失，從而導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的偏失。其次，其普遍性較差。通過決策識(shí)別方法中的相關(guān)算法得到的數(shù)據(jù)及參數(shù)，由于獲取環(huán)境的特定性，其結(jié)果具有相當(dāng)強(qiáng)的特殊性，不具普遍代表性。最后，其特定性較強(qiáng)，應(yīng)急能力較弱。運(yùn)行過程中對(duì)環(huán)境的先定要求較高，一定環(huán)境發(fā)生臨時(shí)改變，其算法的準(zhǔn)確性急劇下降，進(jìn)而影響其識(shí)別功能。

三、通信信號(hào)調(diào)制方式特殊情況中的識(shí)別方法選擇

在通信信號(hào)調(diào)制過程中存在著相應(yīng)的特殊情況，即非理想信道和共信道多信號(hào)兩種情況。首先，在非理想信道中，存在諸如信道衰落或噪聲中的色噪聲和脈沖噪聲等情況。在這些特殊情況下，對(duì)通信信號(hào)調(diào)制方式的識(shí)別方法具有特殊的要求，較為普遍的識(shí)別方法無法解決其中的問題。（1）對(duì)于噪音的處理將其轉(zhuǎn)化為普通信道中存在的噪音模式，在對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理或者對(duì)其特征進(jìn)行把控，開發(fā)新新的識(shí)別方法以實(shí)現(xiàn)對(duì)其調(diào)制。（2）對(duì)于信道衰落的處理一般采取補(bǔ)償衰落的方式，對(duì)信道恢復(fù)后的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取。同時(shí)，采取空間分集，對(duì)信號(hào)干擾進(jìn)行有效控制與消除。

其次，共信道多信號(hào)的出現(xiàn)源于無線電技術(shù)不斷發(fā)展造成的傳輸頻段相對(duì)緊張，信號(hào)干擾不斷發(fā)生的狀況。在共信道多信號(hào)狀態(tài)中，會(huì)出同一個(gè)信道中疊加多種信號(hào)的情況，從而造成信號(hào)混亂。對(duì)于共信道多信號(hào)的情況，多采用的識(shí)別方法主要表現(xiàn)為兩種：第一，采取盲源技術(shù)，對(duì)多信號(hào)進(jìn)行剝離，將其轉(zhuǎn)化為單獨(dú)信號(hào)問題，進(jìn)而選取合適的識(shí)別方法。第二，借鑒特征提取，在多信號(hào)中找尋明顯的特征，從特殊性出發(fā)對(duì)其進(jìn)行識(shí)別。

四、通信信號(hào)調(diào)制方式中識(shí)別方法未來發(fā)展要求

1.降低識(shí)別算法中對(duì)先驗(yàn)知識(shí)的要求。當(dāng)前識(shí)別方法中，對(duì)預(yù)處理數(shù)據(jù)及參數(shù)的要求極高，在算法中先定條件為信號(hào)參數(shù)已知并且相關(guān)數(shù)據(jù)具備實(shí)時(shí)共享的可能性。但是，在特殊條件下，先驗(yàn)知識(shí)是不確定的，對(duì)參數(shù)及相關(guān)數(shù)據(jù)不明確，導(dǎo)致算法準(zhǔn)確性缺失甚至無效。因此，在通信信號(hào)調(diào)制方式識(shí)別方法的發(fā)展過程中，要降低識(shí)別算法中對(duì)先驗(yàn)知識(shí)的要求，從而提高算法的適應(yīng)性，以更好地開展識(shí)別活動(dòng)。

2.簡(jiǎn)化處理過程。由于無線信息技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)傳輸越來越復(fù)雜，數(shù)據(jù)處理工作也變得日益繁雜。為了提高處理效果，提升識(shí)別方法的有效性。在今后的通信信號(hào)調(diào)制方式中識(shí)別方法的開展中，務(wù)必要簡(jiǎn)化相關(guān)處理過程，從而降低算法中不同信號(hào)的疊加。

結(jié)語

綜上所述，就目前通信信號(hào)調(diào)制方式識(shí)別方法的發(fā)展與研究現(xiàn)狀而言，其已經(jīng)具備相當(dāng)成熟的技術(shù)水準(zhǔn)，對(duì)于大部分通信信號(hào)傳輸過程中存在的相關(guān)問題都能及時(shí)準(zhǔn)確地予以分析識(shí)別。在通信信號(hào)調(diào)制方式中識(shí)別方法的未來發(fā)展中，準(zhǔn)確把握其發(fā)展方向及發(fā)展優(yōu)勢(shì)，保證其更好地推進(jìn)無線通信信號(hào)調(diào)制方式的創(chuàng)新，更好地促進(jìn)無線通信技術(shù)的發(fā)展。

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