模拟与数字调制方式的非线性变换识别方法的研究

摘 要

随着我国经济发展水平的不断提高，通信技术得到了快速发展与进步，通信信号的调制分为数字与模拟两个方面，依据数字调制的方法与特点以及模拟的特征，应用非线性变换与小波变换结合的方法能够得到变化信息与包络，进而将变换以后的频域特征提取出来，可以省去其他操作，直接实现这种调制方法。本文通过实验仿真与分析，对该算法有效性进行分析，对几种常见信号进行仿真结果分析。

【关键词】数字调制 非线性变换 识别方法

随着我国通信技术的不断发展与进步，通信信号的种类日趋多样，通信环境也出于不断变化当中，在这种情况下会在复杂环境中出现信号调制与识别的困难，如何才能噪音中增强对信号的识别与调制成为人们关注的问题。当前，信号调制技术有很多，常见的有模拟信号，这种方法经过不断发展与进步已经非常成熟，可以对复杂、大量的数据进行处理，满足不同数字调制的需求，数字调制也由此产生，逐渐得到了人们的关注，在发展中出现了很多数字调制信号的方法与算法。由此，处理信号过程中相应的模块选择是重点。可以将不同信号识别方法结合起来，进而将时域、频域等不同因素有效分类，对识别参数进行分类处理是一种常见的且有效的方法，还能够以不同的方法进行区分。

1 信号识别与算法

在通信系统当中，数字调制病信号与接收可以表示为：

S（t）=A（t）cos（ω（t）+θ0）+n（t） （1）

在上述公式中，接收信号调制方式中的调节幅度表示为A（t），角频率表示为ω（t），噪声表示为n（t）。对数字信号调制与模拟两者间存在差异，最显著的区别体现在有无符号率上。可以应用符号估计的方法进行模拟与二次小波变换的估算，还能进行数字分析与计算。首先，对调复信号进行小波变换，选择这种变换的目的是对包络进行二次变换，如果最开始选择的尺寸不正确，会使提取的包络变为0，表示此次调制失败。数字调制信号的非线性变换可以确保变换后的包络变化特征与信息不被篡改或者丢失。然后使用小波变换还能对信号瞬变现象的优势充分体现出来，对信噪比、尖峰值等综合考虑，使选择的尺寸始终控制在合理范围内，可以使选择的大尺度小波变换更加合理，最后简单调整变换以后的数值，可以不用设置门限就能够实现自动分类。ASK信号表示如下：

SAsk（t）=∑anu（t-nT）cosωt （2）

其中，信号的幅度an=（a0，a1，....am-1），相位φn=（φ0，φ1，...φm-1）符号率的倒数用T表示，矩形脉冲表示为u（t），A为常数。数字调制信号非线性变换后呈现明显的规律，在相同的代码间隔中，非线性变换输出的内容表示不变。ASK输出的近似可以用ωCTs表示。一旦码元出现变化，ASK非线性变换输出就会出现冲突，需要用冲激函数或者突变幅度表示，在相同的码元内，间隔内输出的恒定值可以用An表示，非线性变换输出的内容由两部分构成，均可以表示为：

Qs（t）= ∑AnU（t-nT）+ ∑Bmδ（t-nT） （3）

不同信号非线性变换输出阶梯型函数时，输出的首项可以在一个码元内保持恒定，并且整个信号区域均能够保持不变。通过与二次小波符号率进行变换估算可以使非线性变换输出与调复的信号出现小范围的变化，然后输出方法相同，由此，得到的近似值为：

Y（ω）=（2π/T）·∑Ckδ（ω-2πk/T） （4）

Ck与信号幅度、选择的尺度存在相关性。数字调制信号经过以上变换以后会得出不同尖峰的分布情况，尖峰大小、间距、采集频率、采集点数均是影响因素。

2 仿真分析

采样频率需要比信号频率大出2倍左右，调制时可以将频率调高，一些算法变换会对采样提出具体要求。对瞬时相位计算时也要先采样。对于模拟调制的信号来说，数字分类与模拟以后会得到特定的距离数，但是都是没有规律的，为此，可以将其划分到模拟的类别中。但是数字调制信号，比如，FSK与连续的PSK在模拟时数字分类与模拟会会严重受到噪声影响，如果噪声比识别率降低，会出现误判，将其错误判断成模拟信号。比如，不同信号段达到5dB时，可以有效识别，但到9dB时，识别率降低至96%以上，15dB以上能够达到98%。这是因为非线性变换以后码元变化时刻尖峰值已经受到噪声比的影响，使码元变换信息不容易捕捉，致使识别效果降低。

按照以上模拟、数字信号符号率变化特征以及非线性与小波变换的方法，不需进行决门限设置，可以对数字调制信号模拟2大类，进而使信号处理更加方便、容易，非线性变化与小波变换均是信号分类与调节的方法，具有显著优势。比如，与其他分类法相比，可以依据符号率进行判断与调制，特征更加显著；这种算法对ASK有非常强的识别效果，如果能够反复应用小波变换的方法能够使ASK信号直接分析，还能对双极性信号进行分析，判断相位变化引起的异常情况，易产生尖峰，但是单极信号相位变化不显著，不容易出现尖峰。非线性变换以后，码元变化非常明显，还能使后面的小波变换更为准确、快速的获得码元信息，将识别性能提高；非线性变换处理调制信号比起小波变换方法，不需要再次接收调制信号选择的尺度，可以直接接收到信号包络，方便简单，还能将尺度影响减少。如果载波频率较大，比如，160QAM时，可以选择适合的尺寸，如果增益因子>2时，可以进行小波变换，进而将信噪比增加，增加信号的整体识别度和接收的质量。

3 结语

本文主要对模拟与数字调制方法的非线性变换识别方法进行了分析，依据输出序列取值变化，差分方法得到新序列，再计算新序列，能够有效区分、分类信号。

参考文献

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