數(shù)字信號(hào)的分類算法研究與仿真開題報(bào)告

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題目：數(shù)字信號(hào)的分類算法研究與仿真一、選題的依據(jù)及意義：通信信號(hào)的自動(dòng)識(shí)別引起了越來越多的關(guān)注，它是近年來迅速發(fā)展起來的一門高新技術(shù)，是信號(hào)分析領(lǐng)域的重要組成部分。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，無線通信環(huán)境日益復(fù)雜，如何有效地識(shí)別和監(jiān)測這些信號(hào)，特別是在低信噪比、惡劣信道條件下的調(diào)制方式的識(shí)別問題，在民用和軍事領(lǐng)域都是重要的研究課題。調(diào)制識(shí)別技術(shù)有很高的實(shí)用價(jià)值：在民用方面，為了實(shí)施有效的無線電頻譜管理，常常需要監(jiān)視民用信號(hào)傳輸，以便發(fā)現(xiàn)未注冊登記的發(fā)射機(jī)，此時(shí)，信號(hào)認(rèn)證、干擾識(shí)別等都涉及調(diào)

2、制方式的識(shí)別；在電子戰(zhàn)中，為實(shí)施電子對(duì)抗、電子反對(duì)抗等，都需要通過調(diào)制識(shí)別技術(shù)查清相關(guān)通信或電子信號(hào)的參數(shù)和性質(zhì)；另外信號(hào)調(diào)制識(shí)別在信號(hào)的調(diào)制參數(shù)估計(jì)、調(diào)制解調(diào)、電子偵察中都具有重要的作用和廣泛的應(yīng)用。以前，識(shí)別信號(hào)的調(diào)制方式是借助相關(guān)儀器通過分析信號(hào)的波形、頻譜來完成的。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，人們開始探索利用以計(jì)算機(jī)軟件為核心的電子設(shè)備來識(shí)別信號(hào)的調(diào)制方式。因此，調(diào)制識(shí)別方法在軟件無線電中的應(yīng)用，是一個(gè)值得研究的方向。目前這方面的文章和研究越來越多。如何將調(diào)制識(shí)別方法與軟件無線電的解調(diào)方法相結(jié)合，同時(shí)實(shí)

3、現(xiàn)信號(hào)的自動(dòng)接收和解調(diào)，是實(shí)現(xiàn)軟件無線電的關(guān)鍵技術(shù)之一，具有重要的前景。一、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（含文獻(xiàn)綜述）：通信信號(hào)調(diào)制類型的分類識(shí)別是模式識(shí)別領(lǐng)域的典型問題。由于通信信號(hào)和信道噪聲的一般建模為隨機(jī)過程，加上未知的信道衰落、多徑傳播和干擾的影響，調(diào)制分類本質(zhì)上是一個(gè)具有多個(gè)未知參量的多元模式分類問題。通信信號(hào)調(diào)制識(shí)別分為人工識(shí)別和自動(dòng)識(shí)別兩類。人工識(shí)別是最古老、最成熟的一類方法。它仍然是通信信號(hào)調(diào)制識(shí)別所不能放棄的一種方法，尤其是對(duì)通帶模擬調(diào)制信號(hào)。然而，隨著數(shù)字通帶調(diào)制信號(hào)在整個(gè)無線電工程中逐漸

4、占據(jù)統(tǒng)治地位，使無線電調(diào)制識(shí)別所面對(duì)的信號(hào)也逐漸以數(shù)字調(diào)制為主。對(duì)數(shù)字調(diào)制信號(hào)的調(diào)制識(shí)別而言，人工識(shí)別就不再具有優(yōu)勢。因此，目前主要是研究以數(shù)字調(diào)制信號(hào)為識(shí)別對(duì)象的自動(dòng)調(diào)制識(shí)別技術(shù)。目前國內(nèi)外已發(fā)表的有關(guān)調(diào)制識(shí)別的文獻(xiàn)中，信號(hào)調(diào)制識(shí)別方法較多，大致上可以分為兩大類：（1）基于特征提取的統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別方法，（2）基于決策理論的最大似然假設(shè)檢驗(yàn)方法。統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別的方法首先要通過特征提取系統(tǒng)從接收的信號(hào)中提取出特征參數(shù)，然后通過模式識(shí)別系統(tǒng)來確定信號(hào)的調(diào)制類型。模式識(shí)別系統(tǒng)通常要先進(jìn)行訓(xùn)練，這樣信號(hào)到來時(shí)才能做出

5、決策。而最大似然假設(shè)檢驗(yàn)方法是一種似然多假說的測試問題，其特點(diǎn)是通過觀察待識(shí)別的信號(hào)的波形，假設(shè)為某一種侯選的調(diào)制方式，然后通過相似性判斷來確定其調(diào)制方式。實(shí)際中應(yīng)用的最大似然判決方法是屬于基于決策理論的識(shí)別方法，而基于各階矩的分類器識(shí)別方法、基于模糊判決器的識(shí)別方法、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的識(shí)別方法、基于分形與測度理論的識(shí)別方法都?xì)w屬于統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別的方法。不論是決策理論途徑還是模式識(shí)別途徑，通信信號(hào)的自動(dòng)調(diào)制識(shí)別實(shí)際上都是假設(shè)檢驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)推斷這兩個(gè)基本數(shù)學(xué)方法實(shí)現(xiàn)。其中后者的兩個(gè)步驟包括：一、對(duì)信號(hào)進(jìn)行特征統(tǒng)計(jì)

6、處理，即構(gòu)造信號(hào)的特征統(tǒng)計(jì)量；二、根據(jù)某種準(zhǔn)則，將求得的信號(hào)特征量與門限進(jìn)行比較，并對(duì)其調(diào)制種類做出判決。利用統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別的方法分類調(diào)制類型時(shí)，所用的分類特征歸納起來大致有三類：（1）直方圖特征1984年，Liedtke采用統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別的方法對(duì)數(shù)字調(diào)制信號(hào)進(jìn)行了分類，這種識(shí)別系統(tǒng)用信號(hào)的瞬時(shí)幅度、相位和頻率的直方圖作為分類特征，存在的問題就是特征的維數(shù)太大，導(dǎo)致分類算法的計(jì)算量大大增加，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，若降低直方圖的分辨率則會(huì)影響分類算法的識(shí)別能力，而且只有在信噪比大于等于18dB時(shí)，才能有效地識(shí)別文中所列的調(diào)

7、制類型；1990年，Huse等人是用過零點(diǎn)間隔和相位差的直方圖來分類等幅信號(hào)CW，MPSK和MFSK，當(dāng)SNR大于等于15dB時(shí)，分類器有較好的識(shí)別率。（2）統(tǒng)計(jì)矩特征鑒于直方圖分類特征的維數(shù)太大，目前常用的分類特征是信號(hào)瞬時(shí)幅度、相位和頻率函數(shù)的各階統(tǒng)計(jì)矩特征。Eimicke等人選擇幅度、相位和頻率的標(biāo)準(zhǔn)差、峰態(tài)作為分類特征；Louis采用瞬時(shí)頻率、相位和幅度的均值、2階、3階和4階矩識(shí)別2/4/8FSK、2/4/8PSK、16/64QAM和QPSK/MSK信號(hào)；Hill則使用幅度和頻率的均值和2/3/

8、4階中心矩分類調(diào)制類型；1995-1998年間，A.K.Nandi和Azzouz等人在SignalProcessing、IEETrans.OnCommunication期刊上發(fā)表論文，利用中頻通信信號(hào)的瞬時(shí)包絡(luò)、相位和頻率的不同定義的2階矩等七個(gè)關(guān)鍵特征，分別采用決策理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)的方法對(duì)模擬和數(shù)字調(diào)制信號(hào)進(jìn)行分類識(shí)別，所有分類器能識(shí)別的SNR都在10dB以上，對(duì)整個(gè)調(diào)制識(shí)別領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。（3）變換域特征