卫星通信常用调制方式的自动识别概述

摘 要 本文根据信号的频谱特征，以信号的频谱特征为基础，为关于卫星通信常用调制方式的自动识别提出了一种新的方案。该方案是通过对信号的频谱特征中相关的数据，比如信号平方谱四次方谱包络谱提取出一组特征数据，在不需要验证某参数的情况下对卫星通信常用的调制方式的信号进行自动识别，而通过仿真实验以及相应的数段发现，该方案的可行性远远大于预计的效果，由此可知该方案可真正用于卫星通信常用调制方式的自动识别。本文通过对该方案的分析与应用对卫星通信常用的调制方式的自动识别，提出相应的建议。

关键词 卫星通信；调制方式；自动识别；频谱特征

目前卫星通信常用的调制方式有很多种，有基于信号瞬时时域特征的，也有基于信号频谱特征的，但这些方法在应用过程中都存在着一系列问题。第一，对所使用的特征参数的抽取往往都需要很多先前参数的积淀才可以达到参数的抽取效果，而先前参数在很多时候都很难获得。第二，在进行信号调制参数抽取过程中对通信分类特征的影响。对许多特征参数的抽取有着很大的影响，是算法识别率下降甚至失去效果，第三，算法识别方法较少，同时算法的使用范围也有限。

为解决上述提出的问题，本文对信号功率谱信号平方谱信号四次方谱以及信号包络谱进行分析，并结合我国科研前辈对其的研究成果，针对卫星中常用的调试方式提出一种新型的分类特征参数，并利用新型分类特征参数制定一套新的方案，并在本文阐述过程中表达了分类参数的特征以及原理。

1 常用信号的频谱特征

卫星通信常用调制方式的自动识别，对人们的日常生活以及我国军事某些方面的应用有的十分广泛的应用价值以及重要意义。同时它作为智能产品以及智能技术中最重要的一部分技术组成，一直受到相关企业的高度重视。信号频谱是对信号在频域方面的一种描述，不同调制方式的信号在频域产生不同的表达形式。而信号频谱可以在某一个参数的基础上很好地表现出多种调制方式的特性，将这些特性提取出来可以用作通信识别过程中所应用的特征参数。

1.1 信号功率谱

信号功率谱其本身作用就是在调制信号中反映出各信号频率的分布情况，而在这种情况下还分为两种情况，有载波分量信号以及无载波分量信号，在信号的频谱分布上有很大的区别。

1.2 信号平方谱

信号平方谱从字面上意思来讲就是信号平方后的功率谱，由于通过平方运算能够产生很大的直流通量，所以在研究过程中我们一般会忽略掉信号平方谱中的0谱值。平方谱反映调制信号倍频后的频谱功率分布特性。对载波只有π 跳变的信号，如BPSK信号和DSB信号，平方谱在2倍载频处有很强的单频分量；而其他的PSK信号和SSB信号则无此特征。FSK信号倍频处理会使调制指数加倍，因此调制指数较小而无法用功率谱特征分类的FSK信号在平方谱中可以很好地识别。另外，MSK倍频后调制指数为1，而调制指数为整数的FSK信号功率谱中传空号频率处有离散谱线，因此，检测平方谱单频分量可以将MSK从一般2FSK中检测出来。

1.3 信号四次方

信号四次方谱即信号四次方的功率谱。为了使频谱特征更加明显以及不至于在四倍频后使信号带宽超出采样频率的1/2，我们在信号平方后进行截止频率为载波频率的高通滤波，然后再次求其平方谱。

信号的四次方谱主要用于区分M=4的MPSK和M>4的MPSK.同时也可用于OQPSK与频率调制信号的分类。由于上述信号的四次方谱都具有不同的特征，因此容易通过它将几类信号区分出来。图2是几种PSK信号的四次方谱。由图可见，QPSK和OQPSK在二倍载频处有一单频分量，π/4QPSK 在二倍载频左右各有一单频分量，而8PSK则无任何单频分量。

1.4 信号包络谱

信号包络谱其主要功能就是对其他的信号进行一个统计，同样该信号频率谱也是对信号的功率进行统计，在对相应信号频率进行统计过程中，一定要非常认真仔细。該频率谱对数据的反应情况，所包含信号的频率不单单是其他的信号特征类型，同时它所包含的还有除去常用的调制信号以外还有几个冷门信号，对该频率谱进行使用过程中，一定要非常重视其中冷门参数对调试方法的影响[1]。

2 分类特征参数

特征参数的提取与调试是在整个信号调试过程中最关键的一步，而通过以上频率的总结以及相应信号的频率分布在以下我们将会推出几个分类特征参数。

2.1 单频分量检测值C

信号普最大值和相邻较大值之和与左右各两谱线之和的比值，用于刻画普线的突出程度，当大于某阈值时，可以认为最大谱线处有一单频分量。

2.2 单频分量偏移值D

D定义为以载波频率归--化的单频分量与载波倍频的频率差值。

3 识别方法及操作流程

通过对以上频率分类特征参数的识别，在进行操作流程过程中，一定要按照一定的顺序才能够将以上的工作进行开展。第一，要重视对参数的算法，算法的精准与正确能够保证调试过程中减少问题的出现。算法的选择也十分重要，在调试过程中，一般都会选择简单类的算法来进行特征参数的计算。第二，参数数据仿真。为确保之前的方案可行在数据提取以及应用过程后，一定要进行仿真模拟实验。为了提高所仿真的带限数字已调信号的逼真度，使用随机序列作为调制信号，并对已调信号进行限带滤波。卫星信道是AWGN信道，用均值为0正态分布的随机数发生器产生加性高斯白噪声序列，并且进行限带滤波，带宽为调制信号带宽的2倍。通过以上的操作流程才能够真正保证所制定的新型方案的效率性和可行性[2]。

4 结束语

本文通过对卫星通信常用调试方式的自动识别研究与探讨，提出了一套新的调试方案，而在该新型方案的实施过程中一定要注意对分类特征参数的使用。做无法保证所提取的参数的准确度以及合理性就无法进行仿真实验的调试，保证仿真实验的结果才能够真正了解到调试可行性。而在如今科技快速发展的形势下通信技术也已经成为人们非常重视的发展技术之一。本文提出的新型调试方案可以在很大程度上有效降低传统方案的操作烦琐情况，希望可以对今后卫星通信科技发展带来一定帮助。

参考文献

[1] 顾学迈，丁楠.卫星通信常用数字调制方式自动识别算法研究[J].哈尔滨工业大学学报，2007，（01）：98-99，128.

[2] 赵锐，陆伟宁.常用卫星通信信号数字调制方式的自动识别[J].航天电子对抗，2008，（06）：14-15，22.