信号识别参数提取方法
数字通信信号调制方式识别与参数估计
数字通信信号调制方式识别与参数估计数字通信信号调制方式识别与参数估计1. 背景介绍在数字通信中，信号调制方式的识别和参数估计是至关重要的环节。
通过识别和估计调制方式和参数，可以有效地解调信号，从而实现可靠的数据传输和通信。
本文将深入探讨数字通信信号调制方式的识别与参数估计，并提供相关的个人观点和理解。
2. 信号调制方式的分类和特点数字通信中常见的信号调制方式包括调幅调制（AM）、调频调制（FM）、调相调制（PM）、正交振幅调制（QAM）等。
每种调制方式都有其独特的特点和应用场景。
在进行信号调制方式识别时，需要结合信号的频谱特征、相位特征、幅度特征等进行综合分析，以确定信号所采用的调制方式。
3. 信号调制方式的识别方法为了准确识别信号的调制方式，可以采用自相关函数、功率谱密度、频谱特性等方法进行分析。
其中，自相关函数可以用于判断信号的周期性特征，进而推断出可能的调制方式；功率谱密度则可以反映信号的频谱特性，帮助确定信号所采用的调制方式。
还可以结合机器学习算法，如支持向量机（SVM）、深度学习等方法，提高对信号调制方式的准确识别率。
4. 参数估计的重要性及方法对于已识别出调制方式的信号，还需要进行参数估计，包括载波频率、信号相位、调制指数等参数的估计。
参数估计的准确性直接影响到信号的解调效果和通信性能。
常用的参数估计方法有最大似然估计法、最小均方误差估计法等，通过对信号进行模型拟合和参数优化，得到准确的参数估计结果。
5. 个人观点和理解在进行数字通信信号调制方式识别与参数估计时，我认为除了理论知识的掌握外，还需要结合实际场景进行分析和应用。
对于复杂多变的通信环境，传统的识别与估计方法可能存在局限性，因此需要不断探索创新的方法和技术，以提高对信号调制方式的准确识别和参数估计能力。
总结通过对数字通信信号调制方式识别与参数估计的探讨，我们深入了解了其在数字通信中的重要性和方法。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的识别与估计方法，不断优化和改进算法，以实现更可靠、高效的数字通信系统。
基于高阶累积量的数字信号调制识别
基于高阶累积量的数字信号调制识别
张艳秋
【期刊名称】《信息通信》
【年(卷),期】2016(000)002
【摘要】基于高阶累积量方法，对28种数字调制信号的识别进行了研究。
调制信号包括MASK、MPSK、MQAM，以及性能优化的高阶APSK信号、二维最优星座图信号，并计算给出128APSK、256APSK的特征参数理论值。
首先计算各信号的二至八阶累积量，提取6个特征参数；然后根据不同信号特征参数的差异设计分类决策树；针对MASK、MQAM、MAPSK识别过程中部分特征量随SNR呈一定斜率变化的现象，进行基于SNR训练的阈值优化，大幅提高识别性能。
【总页数】4页(P27-29,30)
【作者】张艳秋
【作者单位】全光网络与现代通信网教育部重点实验室，北京交通大学光波技术研究所，北京100044
【正文语种】中文
【中图分类】TN911
【相关文献】
1.基于高阶累积量和小波变换的调制识别算法 [J], 谭晓衡;褚国星;张雪静;杨扬
2.基于高阶累积量特征学习的调制识别方法 [J], 袁莉芬;宁暑光;何怡刚;吕密;路健
3.基于高阶累积量和熵值联合特征的调制识别算法 [J], 陈蕙心[1];彭晶晶[1];郑黎
明[1];宋旭鹏[1]
4.基于小波变换熵值及高阶累积量联合的卫星信号调制识别算法 [J], 闫文康;闫毅;范亚楠;姚秀娟;高翔;孙文
5.基于高阶累积量与神经网络的调制识别 [J], 孙田亮;代华建;洪居亭
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UHF频段的Link11识别
工作在UHF 频段的Link-11信号的识别特点：工作在UHF 频段的Link-11信号采用二次调制方式，基带信号由16个单音信号组成，其中一个音频不被调制，另外15个音频进行π/4-DQPSK 调制。
二次调制方式为FM 调制。
数据速率一种为1364bit/s，帧长为22ms，另一种帧长为13.33ms，对应的数据速率为2250bit/s。
工作频段为225MHz-400MHz。
流程图：判定接收信号是否为Link-11信号时，先对其特征进行提取，然后根据提取到的特征参数采用模糊分类的方法对其进行识别。
具体的流程为：Link-11的模糊识别算法流程图1、特征提取与隶属度U1）调制方式t1当波峰等间隔排列是为数字调制，当波峰不等间隔排列是为模拟调制。
对于模拟调制信号，采用决策理论判断其是否为FM 调制。
对于信号集{AM,FM,VSB,USB,LSB,DSB}，我们选用零中心归一化瞬时幅度的谱密度最大值max γ来对各信号进行区分。
设置合适的门限T1，若max T1γ>,则判断接收到的信号属于信号集{AM,VSB,USB,LSB,DSB}，否则为FM 信号，即为我们所需要的信号。
根据统计法可得取门限T1=10时可取得较好的识别效果。
1t 11(x )0FM FM μ⎧=⎨⎩待识别信号为信号非信号由于FM 为非线性调制，故无法直接由原始信号得到后续特征，如果判断为FM信号，必须先对信号进行FM 解调。
2）16音相关系数t22220 ()11[()]t b x c x x c a x c μ<⎧⎪=⎨≥⎪+-⎩3）相位特征t333 1 () 0 t x μρρ⎧⎪=⎨⎪⎩各单音每帧初始相位均不同（0<<1）相位部分符合要求各单音每帧初始相位均相同4）最高频谱分量t4采用瞬时频率平均法、过零点检测法、周期图法、频率中心法和最大值法等对载频进行估计。
（225M-400M）4444t 444224.9999(224.9999225)1(225400)(x )(400)(400400.0001)0x M x M M x M x M x M μ-≤≤⎧⎪≤≤⎪=⎨--≤≤⎪⎪⎩其它5）数据速率t5（2250bit/s 对应13.33ms 帧长和1364bit/s 对应22ms 帧长）采用信号差分法提取数据速率5225555()exp[()/(2)]t x x a b μ=--2、权值向量（UHF 频段的权值向量值还需计算，这里先采用HF 频段的）{}{}12345,,,,0.2669 0.2943 0.0983 0.3039 0.0365ωωωωωω== 3、模糊评价1()(5)i ki t i i S x k ωμ===∑4、分类识别选择合适的门限，并判定接收信号是否为UHF频段Link11信号。
数字信号调制参数测量与调制类型识别方法
国家无线电监测中心 国家无线电频谱管理中心数字信号调制参数测量与调制类型识别方法国家无线电监测中心 国家无线电频谱管理中心II 目录1.范围 ...................................................................... 1 2.术语、定义和缩略语 (1)2.1术语和定义 ........................................................... 1 2.2缩略语 ............................................................... 1 3.调制参数及调制类型范围 .. (1)3.1数字信号调制参数范围 ................................................. 1 3.2数字信号调制类型范围 ................................................. 2 4.信号采集和预处理 .. (3)4.1信号采集 (4)4.2信号预处理 (4)5.信号参数测量方法 (5)5.1波特率估计方法 ....................................................... 5 5.2载波频率估计方法 ..................................................... 8 5.3频率间隔估计方法 ..................................................... 9 6.信号调制类型识别方法 (10)6.1类间识别 ............................................................ 10 6.2单载波线性调制数字信号类内识别方法 .................................. 11 6.3单载波FSK 信号类内识别方法 .......................................... 13 6.4多载波信号调制类型识别方法 .......................................... 14 附录 A (15)国家无线电监测中心 国家无线电频谱管理中心1数字信号调制参数测量与调制类型识别方法1.范围本规范规定了典型数字信号调制参数测量及调制类型识别的原理性方法，同时规定了信号采集、预处理等辅助环节的处理准则和方法。
无线电信号检测方法与实现
测试工具2021.01无线电信号检测方法与实现陈安军(中电科仪器仪表有限公司，山东青岛，266555)摘要：本文首先分析了信号检测的重要性，设计了基于能量检测的信号检测算法，通过该算法实现了自动信号检测，在此基础上详细介绍了信号检测的工作流程。
关键词：能量检测；峰值门限；阈值；特征提取Method and Implementation of Radio Signal DetectionChen Anjun(Engi ineering Research Center for Intelligent Transportation,Qingdao Shandong,266555)Abstract：This paper first analyzes the importance of signal detection,designs a signal detection algorithm based on energy detection,and realizes automatic signal detection through this algorithm.On t h is basis,the work flow of signal detection is irrt r oduced in det a il.Keywords:Energy detection;Peak threshold;Threshold;feature extraction0引言信号检测是无线监测中最基础也是最重要的功能之一。
其基础性在于，无线监测重要的参量和图表,都依赖信号检测的结果。
检测结果的偏差将直接影响这些重要监测参数的准确性；其重要性在于无线电监测的很多功能都需要利用信号检测的结果作为触发，如信号识别、信号定向等都只有在检测到信号存在时才执行。
但空间电磁环境往往比较复杂，信号功率可能比较小，而且密集多变,很多需要关注的突发信号往往持续时间很短甚至同时出现；另一方面，监测接收机釆用了高速高分辨率频谱搜索技术,其频谱数据流每秒多达几千万个。
2023年电赛d题 信号调制方式识别与参数估计装置
2023年电赛d题信号调制方式识别与参数估计装置2023年电赛d题信号调制方式识别与参数估计装置一、引言2023年电赛d题将会围绕信号调制方式识别与参数估计装置展开，这是一个极具挑战性的课题，也是当前通信与信息领域中备受关注的研究方向之一。
信号调制是指将要传输的数字信号通过一定的调制方式转换成模拟信号的过程，而参数估计装置则是用来对信号进行参数分析和估计的设备。
如何准确识别信号的调制方式，并进行有效的参数估计，是当前通信工程领域亟需解决的重要问题之一。
二、信号调制方式的识别1. 信号调制方式的分类在进行信号调制方式识别之前，首先需要对常见的信号调制方式有所了解。
常见的信号调制方式主要包括调幅调制（AM）、调频调制（FM）、调相调制（PM）、正交幅度调制（QAM）等。
这些调制方式在实际的通信系统中都有着广泛的应用，因此在识别过程中需要兼顾不同调制方式的特点和特征。
2. 识别方法与技术为了准确识别信号的调制方式，可以采用多种方法和技术。
常见的识别方法包括基于统计特征的识别方法、基于信号频谱特性的识别方法、基于人工智能算法的识别方法等。
其中，基于人工智能算法的识别方法具有较高的准确性和鲁棒性，是当前研究的热点之一。
三、参数估计装置的设计与应用1. 参数估计的重要性在实际的通信系统中，对信号参数进行准确的估计是保证通信质量的关键之一。
参数估计主要包括对信号的频率、幅度、相位等参数进行准确的估计。
只有通过有效的参数估计，才能保证信号的传输和接收的准确性和可靠性。
2. 参数估计装置的设计针对参数估计的需求，研究人员提出了基于不同算法和技术的参数估计装置。
这些装置通常包括信号采集模块、信号处理算法模块和参数估计输出模块等部分。
通过对信号的采集和处理，再结合合适的参数估计算法，可以实现对信号参数的有效估计。
四、个人观点与总结作为一名从事通信工程研究的工程师，我对信号调制方式识别与参数估计装置有着较为深刻的理解和实践经验。
电网智能化中的电气设备状态监测与故障诊断方法
电网智能化中的电气设备状态监测与故障诊断方法随着电力系统的快速发展和智能化的推进，电气设备的状态监测与故障诊断变得越来越重要。
电网智能化技术的应用，可以实现对电气设备的实时监测、故障预警和快速诊断，从而提高电网运行的可靠性和安全性。
本文将介绍电网智能化中常用的电气设备状态监测与故障诊断方法。
一、电气设备状态监测方法1. 传统监测方法传统的电气设备状态监测方法主要包括温度、振动、湿度、颗粒物等参数的监测。
通过安装传感器和监测仪器，实时获取电气设备的工作状态，并将数据传输到监测系统中进行分析和处理。
例如，温度是电气设备运行状态的重要指标之一，可以通过温度传感器实时监测设备的温度变化。
当温度超过设定的阈值时，系统会自动发出预警信号，以便及时采取措施。
2. 特征参数提取方法特征参数提取方法是对电气设备工作状态进行识别和判断的一种常用方法。
通过对电气信号进行信号处理和特征提取，可以得到反映设备状态的特征参数。
例如，对于变压器来说，可以通过提取电流波形、电压波形和频谱特征等参数，判断变压器是否存在故障。
通过比较实际测量的特征参数与预设的故障特征参数，可以实现对变压器故障的诊断和判断。
3. 数据挖掘与智能算法方法数据挖掘与智能算法方法是在大数据背景下，利用机器学习、人工智能等技术来实现电气设备状态监测的方法。
通过对大量历史数据进行分析和挖掘，建立模型，从而实现对电气设备的状态监测和预测。
例如，可以利用神经网络算法对大量的电气设备数据进行训练，建立模型，用于识别和预测设备的工作状态。
通过将实时数据输入模型中，可以及时发现设备异常和故障，并提供相应的预警或诊断结果。
二、电气设备故障诊断方法1. 规则推理方法规则推理方法是一种基于规则库的故障诊断方法。
通过建立故障规则库，将设备故障类型和相应的特征参数进行匹配，从而实现对设备故障的诊断。
例如，设备故障规则库中定义了某一特征参数超过一定阈值，则判定为设备故障。
当实时监测到该参数超过阈值时，即可根据规则库进行故障诊断，并给出相应的处理建议。
信号识别参数提取方法
信号识别参数提取方法在信号处理中，通常采用以下四个步骤进行参数提取：预处理、特征提取、特征选择和分类器训练。
1.预处理预处理是对信号进行初步处理，以去除噪声和无用信息，提高信号的质量和可用性。
常见的预处理方法有滤波、去除基线漂移、降采样等。
滤波可以通过低通、高通、带通等滤波器对信号进行滤波，去除噪声和不必要的频率成分。
去除基线漂移可以通过差分、均值滤波等方法实现，用于去除信号中的低频成分。
2.特征提取特征提取是从信号中选择出具有区分性的特征，用于表示信号的重要信息。
常见的特征提取方法有时域特征、频域特征和时频域特征。
-时域特征：时域特征是指在时域上对信号的振幅、均值、标准差、波形等进行统计分析。
常见的时域特征有均值、方差、能量、峰值等。
-频域特征：频域特征是指通过对信号进行傅里叶变换或小波变换，从频域上提取信号的频谱特征。
常见的频域特征有频率、频带宽度、峰值频率等。
-时频域特征：时频域特征是指通过短时傅里叶变换（STFT）或小波变换等方法，将时域和频域特征相结合，提取了信号在时间和频率上的变化特征。
常见的时频域特征有瞬时频率、瞬时幅度、瞬时相位等。
3.特征选择特征选择是从提取出的特征中选择出最具有代表性和区分性的特征。
常见的特征选择方法有过滤式选择和包裹式选择。
- 过滤式选择：过滤式选择是通过对特征进行评价和排序，选择出具有高相关性和区分度的特征。
常见的过滤式选择方法有Pearson相关系数、互信息等。
-包裹式选择：包裹式选择是通过将特征子集的性能作为过程中的评价指标，选择出使得分类性能最好的特征子集。
常见的包裹式选择方法有遗传算法、模拟退火算法等。
4.分类器训练分类器训练是指将提取出的特征输入到分类器中，通过训练和学习，建立一个能对信号进行分类和识别的模型。
常见的分类器有支持向量机、人工神经网络、决策树等。
总结起来，信号识别参数提取方法是通过预处理、特征提取、特征选择和分类器训练这四个步骤，对信号进行分析和处理，提取出具有特征信息的参数。
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相位轨迹图，QPSK
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4FSK信号，小波变换谱
瞬时频率 4FSK
信号识别概述
编码域分析
➢完成各类通信体制的确认
编码识别：信源编码、信道编码、交织方式等 协议还原
➢完成信息的恢复
未加密信号直接还原—短波大部分信号 加密信号需要破译
调制域及 编码域分析
实时(自动分析)
黑鸟信号识别
包括39种通用简单的调制类型 只具备调制域信号分析能力 多径和衰落信道下性能一般
AMMOS
具备调制和编码识别能力 覆盖短波主流体制和调制类型 识别处理的带宽较窄，复杂信 道下性能一般
W51/61PC
具备调制方式和编码识别能力 (Code Check) 覆盖短波主流体制和调制类型
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误码率0.01,正确率约95%
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误码率0.05,正确率约75%
信号识别概述
2/3大数判决
➢根据3倍冗余对49个位置上的3个比特取多数判决输出
解交织
➢去掉最后一个bit,将48个bitA1B1…A24B24进行重新排列,得
短波信号分析的特点
即使是同一种体制也有多种调制参数组合，也会给信号后 续处理带来困难。
通信体制
Baudot
信号速率 45.4
50
75
100
150
200
频率间隔 170
170/200/250/ 340/400/ 500/850 850
500
400/500
450/500
调制方式 2FSK
5
信号识别概述
纠错译码
到A1…A24和B1…B24.
➢设得到的24bit序列R=C+E,译码矩阵H=[PT I12],则利用 CHT=0,有RHT=(C+E)HT=EHT=S,在求出S后,应该根据S和E的
一一映射关系,建立查找表,得到错误图样E,从而得到C.
➢Golay编码的可纠3个错误,因此可能的错误图样数量就有
17
LG118介绍
• LG118是一款信号离线分析软件，通过各类数字信号处理手 段可完成如下的功能
信号的参数分析和测量(波特率，载波频率,调制指数) 调制类型的确认 信号的解调(FSK,PSK/QAM,CPM等，比特流层)
LG118的本质为一图形界面的信号分析工具箱。其使用对象为掌 握各类信号分析方法的各类专业用户。
0 -2000 -4000 -6000 -8000 -10000
-10000 -8000 -6000 -4000 -2000 0 2000 4000 6000 8000 频率
AM
循环频率 循环频率
调制参数提取-波特率
典型方法2-瞬时幅度谱
S
f
J0 2πfd
T0
f
Q( f ) Q( f )
计算量较小：简单的滤波与傅立叶变换
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0
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4FSK信号，小波变换谱
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20
10
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-10
-20 -4000 -3000 -2000 -1000
0
1000 2000 3000 4000
QPSK信号，小波变换谱
调制进制估计
1 a
[
a
2
S e dt j(ct it c ) i
a 2
S e dt ] j j (ctitc ) i
4S
sin 2[ (c
)a ]e i
j
(ct
i
t
c
2
)
a (c i )
4
瞬时幅度谱在波特率的整数倍处呈现衰减的离 散谱线。
信号适用范围广：所有数字调制信号。
接收环境适用范围较广：衰落和低信噪比
信号调制 信号速率 通信体制
16路QPSK
单路75Bd CODAN9001
39路QPSK
单路44.44Bd MIL-STD-188-110A
8FSK
QPSK
125Bd
1500Bd
MIL-STD-188-141A(ALE) 测高仪信号
尚有很多不同体制信号，在频谱域和调制域特征相似甚至 完全相同。
信号调制 信号速率 频率间隔 通信体制
信号适用范围广：所有线性与非线性数字调制信号 环境使用范围广：多径衰落及低信噪比 计算量较大： 需要进行二维运算
循环频率
8000
6000
4000
2000
0
-2000
-4000
-6000
-8000
-10000 -10000 -8000 -6000 -4000 -2000 0 频率
2000
4000 6000 8000
短波信号应该从时频域分析、调制层分析、编码/协议层分 析三维角度入手，才能最终确定信号的通信体制，完成后 续的解调解码与使用者身份识别的工作。
时域分析
➢利用时域可看出信号的初步外特征 参数：
通断规律及对应时间、带宽 初步的通信体制(TDMA)
信号识别概述
频域分析
➢FSK、多载波与PSK的区分
FSK与多载波信号有时不易区分
➢字头共有8个,分别为DATA,THRU, TO, THISWAS, FROM, THISIS,COMMAND, REPEAT,用3bit从 000~111进行表示.
ห้องสมุดไป่ตู้
➢字头后共有三个数据,每个数据用7bit的0-127的 ASCII字符来表示.
TOSAM TOSAM TOSAM TOSAM COMMAND A THISIS
。 。 。 谱相关计算
• 利用各类处理工具，可以构建并形成信号的参数提取和调制 识别的处理方案和流程。
21 Thales Communications France
1. 信号分析概述 2. LG118 3. 典型信号分析方法 4. 信号分析举例
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典型信号分析方法
波特率估计---三种典型算法
循环谱方法 瞬时幅度谱法 小波变换谱法
信号识别概述
➢(1).利用三倍冗余进行同步
d min E k k
49
min s(k i) S(k i 49) s(k i) S(k i 98) ,1 k 49 k i1
1000
800
900 700
800 600
700
600
500
500
400
400 300
300 200
信号分析框架
信号识别
调制参数识别 调制类型识别
波特率测量 载波间隔测量 调制指数测量
单载波 (FSK、
PSK) 多载波 (PSK等)
编码识别
交织方式 信道编码方式 字符集
信号解调
比特流解调 信息还原
相干解调 非相干解调
解交织 信道解码 协议还原
信号通信体制
非加密传输信息
信号识别概述
短波信号特点
短波信号种类繁多，很多复杂通信体制在频谱层和调制层 具有显著的唯一特征。
可同时精确估计出载波频率。
C214 C224 C234 24 276 2024 2324
信号识别概述
比特流转换,得到传送信息.
对传送信息的合理性进行判断,得到最可能的一 组进行输出
➢开始的字头必须是TO,结尾应该是THISIS, TO/THRU/REPEAT/THISIS字后的ASCII字应为数字或字母
ALE信息携带内容的基本组成单位是字.每个字 由字头和数据组成,总长度为24bit
性能较好 性能较好 性能较好
适用范围广 计算量较大 适用范围窄 计算量较小 适用范围较广 计算量适中
调制参数提取-波特率
典型方法1-循环谱
Rx
(
)
lim
T
1 T
T /2 x(t)x*(t )e j2t dt
T /2
S
x
(
f
)
Rx
(
)e
j 2
f
d
信号的谱相关的f=f0的α截面谱在波特率处出现离散谱线。
12
JOHN
信号识别概述
对于编码层的识别具有很高的难度，短波通信 大多数编码方式及协议是公开的，可采用专用的 解码软件。 在已知编码层的各环节信息下的解码也具有很 高的专业性。
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信号识别概述
技术类别
概念
能够自动、
在线(自动) 实时进行
识别技术
参数测量与 调制识别
技术特点
主要优势
主要缺点
适用范围
20 Thales Communications France
Phase trajectory 相位轨迹
Eye diagram 眼图
LG118介绍
各类滤波器：抽取滤波器，带通/带阻滤波器，自定义滤波器 自相关/互相关运算 M律运算 瞬时频率/相位计算 自相关/互相关运算 插值运算 时/频图运算及显示
菜单 档案及管理功能
按键
工作位置 主视窗
状态列
19 Thales Communications France
LG118介绍