非合作通信信号侦察算法研究与实现
发布时间：2021-01-12 11:49
随着通信技术的发展,电磁环境日益复杂。如何在复杂、瞬息万变的无线通信环境中实时感知、截获进而分析、识别和解析出无线通信信号,是当前研究的热点。然而,现有的针对非合作通信信号的侦察研究多偏重于理论研究与仿真,且传统的侦察平台并不能直接完成对信号的解调,而是需要在完成侦察后再由通信平台进行解调恢复原始信息。因此处理时间很长,不能进行实时分析。为了解决上述问题,本文对非合作通信信号侦察算法进行研究并在USRP平台上进行实现。为了实现对信息的恢复,首先要进行频谱检测,确定信号的存在,进而在此基础上进行调制方式的识别和参数估计,以获得解调所需要的信息,完成对信号的解调。为了实现上述功能,本文具体进行如下研究。首先,本文对非合作通信信号侦察所必需的关键技术进行研究。在对相关理论的分析的基础上,完成了对频谱检测、信号调制方式识别以及参数估计的算法的设计。通过仿真分析,结果表明本文所采用的算法均达到了设计目标,验证了所采用算法的可行性。其次,本文基于LabVIEW软件与NI-USRP硬件平台对实现非合作通信信号侦察的各功能模块进行设计实现。在给出各模块设计流程以及程序框图的基础上对其中关键部分的设计思...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．６运算量对比图??
０?１０００?２０００?３０００?４０００?５０００?６０００?７０００?８０００?９０００??运算点数??图２．６运算量对比图??进一步的，针对单独某个频点的ＤＦＴ运算，可以依据系数的周期性与对称性进??一步简化，在此，本文不再讨论。图２．７表示不同方案的检测概率的性能对比，横坐标??Ｐ（ｉ／ｅ）表示当前感知频谱内用户信号不存在的概率，例如户（／／。）＝?１则表示当前感知频谱??内一直没有用户信号。巧表示检测方案得到正确检测结果的概率。??信噪比设为－１０ｄＢ，门限值＆由当前频谱的平均能量乘以一个常数系数所得到，??￡＾＝０．８ｘ４。此处需要说明的是，本文着重研宄不同门限的选择机制??所带来的性能变化，因此不具体讨论门限值的设定问题。??０．９５１?????Ｉ?■?－?－?｜??—＾―双门限检测｜??０．９???〇Ｋ?—?７＞??０８?—?７＾???０．７５????ｘ??０７????０．６５?７＾?匕：???＜，’??０?０．２?０．４?０．６?０．８?１??Ｐ（Ｈ〇）??图２．７检测概率对比图??由图２．７可知
第２章非合作通信信号侦察算法研究??接下来以ＢＰＳＫ信号来模拟待感知的信号，设置采样点为１０２４，实验次数１００００??次，最大循环次数／＝４，其检测性能随信噪比的变化情况如图２．８所示。图２．８表明在信??噪比大于－８ｄＢ时，检测成功概率为１００％，满足系统要求。??１｜??ｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｃ＞??０．８???＾?／??荖?０．６?；；???吞??链０４???罠??铝０．２——???？????????－１５?－１０?－５?０?５??信噪比（ｄＢ）??图２．８成功检测概率随信噪比的变化??２．２调制方式识别??信号的调制方式识别方法常用的有特征参数法、基于循环谱相关方法和基于小波变??换的方法。根据对三种常用调制方式识别方法的研宄，其性能对比如表２．２所示。由于??本系统对实时性要求较高，所以综合对比三种方法，循环谱方法和小波变换法复杂度太??高导致运行速度过慢，不适合实时系统。并且实际环境信噪比条件较好，特征参数法能??够满足系统要求。所以选择特征参数法对调制方式进行识别。????表２．２调制方式识别算法性能比较????＾?＾???特征参数法?计算复杂度低，实时性高?抗噪声性能一般，精度一般??只适用于循环平稳信号，计算复杂度高，??循环谱方法?精度高
【参考文献】：
期刊论文
[1]衰落信道下MFSK信号符号速率估计快速算法[J]. 张红超,欧阳喜. 信号处理. 2014(10)
[2]一种改进的数字信号自动调制识别算法[J]. 黄勇,李朝海,安琦,夏威. 电子质量. 2012(10)
[3]基于瞬时参数的调制识别算法[J]. 付仕平,杨丽,李静. 电子技术. 2011(06)
[4]通信侦察系统总体设计技术[J]. 潘宝凤. 电讯技术. 2011(06)
[5]美军JTRS对海军通信装备发展的启示[J]. 汤军,赵菲. 舰船电子工程. 2011(06)
[6]基于平方谱估计的OQPSK载波同步算法[J]. 彭华,王军杰,丁海峰,杨欣. 电子与信息学报. 2011(04)
[7]软件无线电技术综述[J]. 陶玉柱,胡建旺,崔佩璋. 通信技术. 2011(01)
[8]中兴与Ubidyne实现多标准有源天线系统集成[J]. 信息通信. 2010(03)
[9]认知无线电研究与最新进展[J]. 张文金,祁传琦,刘培勇,刘巧燕. 通信技术. 2010(05)
[10]基于瞬时频率谱的码元速率估计方法[J]. 生成春,赵辉. 电气电子教学学报. 2010(01)
硕士论文
[1]基于ZYNQ的软件无线电平台设计与实现[D]. 丁鹏仁.北京邮电大学 2015
[2]基于多核DSP的通用软件无线电平台设计与实现[D]. 陈伟.南京理工大学 2014
[3]OMAP多核软件无线电平台设计与实现[D]. 赵贤.电子科技大学 2010
本文编号：2972798
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．６运算量对比图??
０?１０００?２０００?３０００?４０００?５０００?６０００?７０００?８０００?９０００??运算点数??图２．６运算量对比图??进一步的，针对单独某个频点的ＤＦＴ运算，可以依据系数的周期性与对称性进??一步简化，在此，本文不再讨论。图２．７表示不同方案的检测概率的性能对比，横坐标??Ｐ（ｉ／ｅ）表示当前感知频谱内用户信号不存在的概率，例如户（／／。）＝?１则表示当前感知频谱??内一直没有用户信号。巧表示检测方案得到正确检测结果的概率。??信噪比设为－１０ｄＢ，门限值＆由当前频谱的平均能量乘以一个常数系数所得到，??￡＾＝０．８ｘ４。此处需要说明的是，本文着重研宄不同门限的选择机制??所带来的性能变化，因此不具体讨论门限值的设定问题。??０．９５１?????Ｉ?■?－?－?｜??—＾―双门限检测｜??０．９???〇Ｋ?—?７＞??０８?—?７＾???０．７５????ｘ??０７????０．６５?７＾?匕：???＜，’??０?０．２?０．４?０．６?０．８?１??Ｐ（Ｈ〇）??图２．７检测概率对比图??由图２．７可知
第２章非合作通信信号侦察算法研究??接下来以ＢＰＳＫ信号来模拟待感知的信号，设置采样点为１０２４，实验次数１００００??次，最大循环次数／＝４，其检测性能随信噪比的变化情况如图２．８所示。图２．８表明在信??噪比大于－８ｄＢ时，检测成功概率为１００％，满足系统要求。??１｜??ｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｃ＞??０．８???＾?／??荖?０．６?；；???吞??链０４???罠??铝０．２——???？????????－１５?－１０?－５?０?５??信噪比（ｄＢ）??图２．８成功检测概率随信噪比的变化??２．２调制方式识别??信号的调制方式识别方法常用的有特征参数法、基于循环谱相关方法和基于小波变??换的方法。根据对三种常用调制方式识别方法的研宄，其性能对比如表２．２所示。由于??本系统对实时性要求较高，所以综合对比三种方法，循环谱方法和小波变换法复杂度太??高导致运行速度过慢，不适合实时系统。并且实际环境信噪比条件较好，特征参数法能??够满足系统要求。所以选择特征参数法对调制方式进行识别。????表２．２调制方式识别算法性能比较????＾?＾???特征参数法?计算复杂度低，实时性高?抗噪声性能一般，精度一般??只适用于循环平稳信号，计算复杂度高，??循环谱方法?精度高
【参考文献】：
期刊论文
[1]衰落信道下MFSK信号符号速率估计快速算法[J]. 张红超,欧阳喜. 信号处理. 2014(10)
[2]一种改进的数字信号自动调制识别算法[J]. 黄勇,李朝海,安琦,夏威. 电子质量. 2012(10)
[3]基于瞬时参数的调制识别算法[J]. 付仕平,杨丽,李静. 电子技术. 2011(06)
[4]通信侦察系统总体设计技术[J]. 潘宝凤. 电讯技术. 2011(06)
[5]美军JTRS对海军通信装备发展的启示[J]. 汤军,赵菲. 舰船电子工程. 2011(06)
[6]基于平方谱估计的OQPSK载波同步算法[J]. 彭华,王军杰,丁海峰,杨欣. 电子与信息学报. 2011(04)
[7]软件无线电技术综述[J]. 陶玉柱,胡建旺,崔佩璋. 通信技术. 2011(01)
[8]中兴与Ubidyne实现多标准有源天线系统集成[J]. 信息通信. 2010(03)
[9]认知无线电研究与最新进展[J]. 张文金,祁传琦,刘培勇,刘巧燕. 通信技术. 2010(05)
[10]基于瞬时频率谱的码元速率估计方法[J]. 生成春,赵辉. 电气电子教学学报. 2010(01)
硕士论文
[1]基于ZYNQ的软件无线电平台设计与实现[D]. 丁鹏仁.北京邮电大学 2015
[2]基于多核DSP的通用软件无线电平台设计与实现[D]. 陈伟.南京理工大学 2014
[3]OMAP多核软件无线电平台设计与实现[D]. 赵贤.电子科技大学 2010
本文编号：2972798
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