【毕业学位论文】（Word原稿）复杂电磁环境下通信信号的分选模型与算法

兰州大学硕士研究生学位论文 复杂电磁环境下通信信号的分选模型与算法 1 第一章 绪论 言 随着科技的不断进步，越来越多的新技术被应用到现代战争当中，现代战争的形式已经发生了巨大的改变，五维一体的战场空间理念已经深入人心。当今的战争中，谁能取得制 “ 空 ” 、 “ 天 ” 、 “ 海 ” 、 “ 陆 ” 、 “ 电 ” 权，谁就取得战争的胜利。其中，制 “ 电 ” 权就是制 “ 电磁谱 ” 权，是电子战的主要内容，通常由电子支援（ 电子攻击（ 电子防护（ 部分组成。其中，电子支援又称为 电子侦察（ 主要 通过对 敌方辐射源信号的截获、 分析 、识别和定位，从而 获取 可靠及时的战场信息和情报 1为电子战的实施 提供有效的对抗措施。 本章 的主要内容是：简要的 介绍电子侦察的重要性 ，然后在这个基础上 ，提出 了 本文研究主题 复杂电磁环境下通信信号分选模型与算法，并阐述了该课题的理论意义和实际应用价值。之后，详细概述和评析了信号 调制识别 的国内外研究现状， 从而 引出本文的研究思路。最后介绍本文主要研究内容和论文特点， 并 给出论文的 章节 安排。 题 的提出及研究意义 在现代战争中，人们已经 对 电子战（ 重要作用 有着 越来越 为 深刻的认识 ， 作为 战争的“眼睛” ，敌 我 双方的综合电子战实力已经成为 了 决定战争胜负的 重要 因素 4。也正是由于电子战的重要性，各国 的 军事科技人员始终非常重视电子战技术的研究与应用， 以 求通过电子战的优势取得制电磁谱权，进而取得制空权和制海权，最终 获 得 整个 战争的控制和指挥权。 所以 ，战场情报获取的多少 以 及其 可信 度决定 了 作战决策的制定和作战 实施 效能的好坏，甚至关系到整个战争的胜败。 本课题来源于基金项目 全空域 复杂空间 电磁 信息环境感知系统，本项目的大致思路是通过使用分布式智能天线阵列， 接收空间中微弱的电磁波信号 ， 利用数字处理技术提取该微弱信号，并作分析。 该系统 的主要特点是： 实现对 空间电子信息能谱的超宽带频率覆盖探测和高效率获取；能感知到电子信息环境的时、频、空分布，实现对电子信息的提取、分析、判断、识别、还原 ； 在 以上两兰州大学硕士研究生学位论文 复杂电磁环境下通信信号的分选模型与算法 2 个前提下 可以对辐射源位置进行定位 、跟踪，并为火力装置提供战场数据情报 。 本论文负责复杂空间电子信息环境感知系统中的信号识别、分选模块。如图1复杂空间电子信息环境感知系统中的虚框 所示部分， 是 整个系统 关键部分之一 。分选算法的好坏直接关系到整个系统成败。 射 频 前 端A D 终 端图 1杂空间电子信息环境感知系统框图 目前电磁环境纷繁复杂 5各种通信信号、雷达信号布满了从 L 波段到段， 甚至几部设备之间发射的频率存在交织，同时，地理环境的复杂性也是导致电磁环境复杂的一个重要原因。值得庆幸的是，地杂波为静止目标反射回波，这类回波可以通过对消技术进行消除。因此在建模时，特别 需要根据复杂电磁环境的特点，搭建模型，制定合理的信号分选识别算 法。 毋庸置疑， 贴近实际的数学模型是分选算法成功的关键。 以雷达信号分选为例 ， 图 1雷达 信号分选算法的 一般 过程 框图。从图 1可以看出，对于雷达信号的分选， 包括信号粗分和信号细分，最终对信号进行识别。 采 集 信 号到 达 时 间（ T O A ）载 波 频 率（ R F ）脉 冲 宽 度（ P W ）脉 冲 幅 度（ P A ）到 达 方 向（ D O A ）信 号 粗 分按信号特征参数分选信 号 细 分2 A S 2 P S S 识 别图 1雷达 信号分选模块 信号粗分 可以根据信号到达时间（ 载波频率（ 脉冲宽度（ 脉冲幅度（ 州大学硕士研究生学位论文 复杂电磁环境下通信信号的分选模型与算法 3 到达方 向（ 对信号进行粗略分选 。信号细分是通过进一步对采集数据进行处理，提取 信号 的 特征参数，根据参数值进行信号识别。 信号粗分和信号细分的另一个差别就在于后者的数据处理运算量是前者的几十倍，甚至几百倍，因此信号粗分的环节是非常有必要的，可以帮助过滤一些无用的空间电磁波信号，从而极大的减少后期的信号处理运算量。 由于通信信号并非是脉冲信号，因此调制识别的方案就不能按照图 1般性的通信信号调制识别流程，如图 1示。通过 对接收信号 进行 预处理后，下变频 得到 中频 信号，对 中频信号 进行 A/D 采样，得到数字中频信号，再经过数字下变频后和采样率变换，便可对信号进行特征提取。 正 交 数 字下 变 频 及采 样 率变 换瞬 时特 征提 取D S I 通 道Q 通 道瞬 时 相 位瞬 时 幅 度瞬 时 周 期图 1征提取原理图 瞬时特征 参数 的提取采用 实现。这三个特征量连同两个基带正交分量 I(m)、 Q(m)共五个特征参数 ， 再送到后续的 数字 信号处理（ 元 进行 信号 的 参数测量、解调等功能。 由于所有的 无线电信号均可以用 以上 五个特征量来描述， 故 上述的处理方法具有广泛的波形适应性和扩展 性， 后期 只需 要 增加信号分析处理软件 ， 就能实现对不同方式，不同制式 信号 进行 侦察分析。 调制方式识别是整个电子信息环境感知系统的 核心 功能 之一 ， 因此 相关 科技人员在该领域已经取得丰硕成果，这为感知系统提供了很好的借鉴成果。 下面将简要介绍下国内外关于信号调制识别的最新研究成果。 内外研究进展 作为电子侦察设备信号处理的 核心 技术之一，信号 调制识别的 相关理论和技术实现研究 工作 一直受到各国的高度重视。本节 将对国内外关于 信号 调制识别 领域的研究现状进行 概述 和评析，以 便 对课题的选题依据和研究思路有一个更 加 清楚的认识。 外研究进展 信号的调制识别主要分为通信信号识别和雷达信号识别。下面将分别介绍国兰州大学硕士研究生学位论文 复杂电磁环境下通信信号的分选模型与算法 4 内外关于这两块内容的 最新 研究进展。 （一）、通信信号的调制识别方法 目前通信信号的识别的方法主要有两大类，即基于似然（ B）的信号识别方法和基于特征参数（ 信号识别方法。前者利用似然函数求出接收信号与确定信号的似然比，当似然比大于一定阈值就认为接收信号为确定信号。其中用于似然算法（ 的贝叶斯分类器被认为是最优的。后者是通过提取信号的若干个特征参 数值，根据特征参数值来识别信号。基于似然算法的信号识别虽然能够获得识别信号的精确解，但计算复杂，并且目前也只是通过优化算法得到次优解。相比较而言基于特征参数的信号识别方法实施起来较为简单。但该种方法不是最优估计，而且也只是针对几种信号的识别的定制算法。 A 11等人对这两种算法做了非常细致的分析和总结工作。 由于数字技术的发展，当前的主流通信信号都为数字调制信号，大多数文献都对数字信号的调制识别做了较为详细的研究。这里介绍几章具有代表性的文献： M 12等人利用多层传播（ 经网络对 242424号进行识别，能够在 5噪比条件下对信号的正确识别率达到 95%以上。 A 13等人利用 号，能够在信噪比大于 9，达到 95%的正确识别率。4等人研究一种盲信号自适应解调算法，该算法依次对采样进行载频估计、符号率计算，调制识别，然后对信号进行解调。仿真表明该算法能够信道噪 声较强的环境中具有较低的错误率。 5等人利用信号的高阶统计信息研究了 统的数字信号识别问题，结果表明，高阶统计量在识别数字信号时能够达到很好的效果。 6采用聚类算法识别 3G 和 4G 通信中不同制式的信号，结果表明聚类算法在调制识别方面具有更加高效的性能。 e 7等人通过分析采样信号的相位检测的稳定性，可以对 6416168行调制识别，在低信噪比条件下取得了相当好的识别效果，特别是在 1正确识别率达到了 100%。 8等提出一种利用信号相位的概率密度函数识别信号的方法，用于识别 号。 （二）雷达信号的识别方法 雷达辐射源信号识别与分选是电子对抗装备研究的重要方向之一。目前雷达辐射源信号的分选方法主要依靠 个常规参数，这在只有常规体制雷达且辐射源数量不多的情况下可以取得满意的分选效果 19但是，当今的电磁环境已经极 为密集、复杂、多变，这造成了大量的脉冲丢失以及兰州大学硕士研究生学位论文 复杂电磁环境下通信信号的分选模型与算法 5 信号参数的严重交叠，严重破坏了分选所利用的信号的规律 25导致仅基于上述五参数的分选方法性能急剧下降，甚至失效 27鉴于此，研究人员又研究了信号的其他参数来应对传统五参数性能的下降。 2等使用时频分析对号进行了分析。 3等使用 频法，实现了 相编码的正确识别。 4等使用 究了多相雷达信号的识别 。 内研究进展 国内的一些高校和研究所都对信号调制识别，比较有代表性的比如，西安电子科技大学，电子科技大学，国防科技大学，清华大学，中电 51 所， 29 所都对信号调制识别做了相关的研究。 （一）通信信号的调制识别方法 周晖等 35、杨伟超等 36、江艳等 37研究了基于分形理论的识别方法。分形一词是由 B 在 1975 年最先引入的，分形是对没有特征长度但具有一定的自相似性的图形和结构的总称。由于不同通信信号的调制样式的特点会反映在载波的幅度、频率和相位上，同时这些特点又 会体现在信号波形的几何形状、分布的疏密上。所以，分形集的维数就可作为分类识别的特征。李静等 38研究了利用循环谱相关识别通信信号的调制方式。罗勇等 39、何为等 40、设计了决策树分类器对信号进行识别。何为针对 416326410 种类型的信号集合，通过提取相应的特征构造决策树分类器，完成了噪声与信号集合以及信号集合内部的调制类型分类。 （二）雷达信号的识别 国内科研人员针对传统五参数识别雷达信号 的不足，也研究了一些新的方法改善雷达信号的识别效果。赵长虹、郁春来等使用小波变换分析了相位编码和频率编码等辐射源信号的脉内调制特征 41柳征等 43和张葛祥等 44提取了辐射源信号的小波包能量特征实现信号的识别。朱明等 45基于信号时频原子分解，构建了辐射源信号的时频原子特征库。毕大平等 46和普运伟等 47使用瞬时自相关函数提取调制信号的瞬时频率特征识别辐射源信号。从已有的研究分析，相关函数法抗噪声性能低，对较强的噪声信号的识别效果差。 兰州大学硕士研究生学位论文 复杂电磁环境下通信信号的分选模型与算法 6 论文工作及章节安排 论文 所做的工作 1、调研了电子侦察系统的工作原理，结构组成；信号的调制识别（包括通信信号调制识别和雷达信号识别）。 2、采用 制出五种源信号（ 816注：这五种信号既有模拟信号，还有数字信号。前两种为模拟信号，后三种数字信号。） ，得到信号数据，然后分别给五种信号加入不同噪声水平的噪声。 3、对加噪声的信号进行特征参数提取，分析识别方案。 4、采用聚类算法对信号进行聚类，并仿真验证聚类算法识别未知信号的可行性。 图 1出了本论文工作流程框图。 A G M S S Q A 提取特 征参 数二 、 注 入 高 斯噪 声四 、利 用特 征参 数区 分信 号五 、 采 用 核 模 糊 聚 类 算 法 区 分 信 号一 、 利 用S I M U L I N 源 信 号图 1论文工作流程框图 本论文的特点在于： 一、尽可能的从工程实践出发，考虑可能存在的情况，并分别 进行了 假设验证。从信号被采样到后期的信号处理都按照实际情况进行，可以对采样信号进行任意点数截取，涵盖了信号处理的一般流程，通用性强。 二、信号的信噪比是随机分配的，覆盖 10 25围，在这样一个较宽的信噪比条件下，提取信号特征参数，并且提取的特征参数具有较好的适应性。 三、针对可能未知信号的识别方案比较合理，更加符合实际情况。 论文的章节安 排 本论文大致结构安排如下： 第一章，绪论。介绍了研究电子侦察设备的必要性和紧迫性，简单介绍了电子侦察设备的结构，组成，以及本论文在课题当中负责的环节 调制识别。查兰州大学硕士研究生学位论文 复杂电磁环境下通信信号的分选模型与算法 7 阅了信号调制识别的相关文献，总结了国内外关于信号调制识别的研究工作与成果。由于信号分为通信信号和雷达信号，本课题最终要达到的目的既要对通信信号进行识别，同时对雷达信号也要识别。因此，分别调研了国内外通信信号、雷达信号识别的问题。最后介绍了本论文所做的工作以及论文的结构安排。 第二章，选取五种信号作为本 论文 进行调制识别的源信号。之所以选取这五种信 号，是因为这种五种信号目前仍然广泛使用。本论文所作的工作也将直接应用到之后的预研项目当中。这五种信号依次是调幅（ 号、调频（ 号、高斯滤波最小频移键控（ 号、八相调制信号（ 8号、 16种符号的正交幅度调制信号（ 16号。 号主要是用于广播信号当中。 8号用于手机通信中。 16号用于视频通信。论文的第二章将给出这五种信号的调制原理，并用 制出这五种信号作为源信号。 第三章，提取信号特征参数，通过特征参数范围对 86号进行区分。信号特征参数是识别信号的重要信息，通过与信号特征库中的特征参数进行对比，来识别信号。目前，工程上采用较多的是决策树判别法区分信号，该方法实现起来较为容易，相比较其他方法运算量较小。还有论文采用人工神经网络的信号调制识别，但该方法多用于研究， 工程上尚未应用。因此本论文采用层次决策法来识别信号。 第四章，采用核模糊聚类算法对以上五种信号进行聚类分析。决策树判别法是几种特定信号的识别的定制算法，如果存在未知辐射源信号，那么将会按照已知信号源进行判断，因此论文的第四章又特别 研究了聚类算法，并采用较为常用核模糊聚类算法对信号进行聚类。若有未知信号进入该系统，那么该信号的聚类中心将不同于已知信号的聚类中心。采用核模糊聚类算法的优势在于，该算法能够放大信号特征的细微差别。因此对于信号具有良好的区分能力。 第五章，总结与展望。总结了本论文所作的工作，子课题 信号分选算法的完成程度；就下一步工作重点进行了说明；本论文所 做 工作的不足之处，下一步工作需要注意的问题； 并给出了后期实验验证方案，通过仿真实验 +半实物验证平台，就可以达到事倍功半的效果，不仅提高了效率，同时也节约了成本。 本论 文的大致思路是先用 制出五种源信号，得到信号数据，然后分别给五种信号加入不同的噪声， 再 对信号进行特征参数提取。并用聚类算法对信号进行聚类，每次输入不同信号，通过聚类算法来判断得到的信号有多少种，分别为哪些信号。 兰州大学硕士研究生学位论文 复杂电磁环境下通信信号的分选模型与算法 8 第二章 信号 调制原理及时频特征 本章首先简要介绍一下信号调制的基本原理，以便对不同调制方式的信号有一个更加直观的认识，从而为后面的信号调制识别提供一个清晰的思路。 信号的调制， 就是对信息进行编码 ， 然后 把要传输的模拟信号或数字信号变换 为 合适信道的信号。 一般 的调制过程是 将 基带信号 通过 上变频 转变为一个相对基带频率而言 ， 较高频率的带通信号 ，因此 这个带通信号 也 叫做已调信号，而基带信号则 可以 叫做被调信号或者调制信号。调制 一般 通过变化高频载波信号 ，从而 改变载波的频率、相位或者幅度。本章将主要介绍模拟信号、数字信号的调制技术。并通过 8真给出不同的 816号的时域波形、频域波形。 拟调制技术 模拟调制泛指用连续方式对信号进行调制，一般可以分为调幅（ 调频（ 调相（ 种方式。 如图 2示，给出了模拟调制的 全部调制类型， 供了以下调制类型的所有模块，只需要将被调模块和调制模块连接起来，就可以得到要调制的信号。需要注意的是 块中的参数设置值，一定要设置合理的参数，以免 错；信号的采样 速率 一定要遵循香农采样 52定理。 模 拟 调 制线 性 调 制非 线 性 调 制D S B ： 抑 制 载 波 双 边 带 调 幅A M ： 常 规 双 边 带 调 幅S S B ： 单 边 带 调 制V S B ： 残 留 边 带 调 制F M ： 频 率 调 制P M ： 频 率 调 制图 2拟调制类型总图 M 调制 调幅就是 通过改变 载波的振幅 ，从而 使 调制信息反映在载波信号的振幅上 。用 单音信号进行调幅，其数学表达 形式 可以写为 ， ( ) (1 ( ) ) c o t A m v t t (2兰州大学硕士研究生学位论文 复杂电磁环境下通信信号的分选模型与算法 9 其中， ()v 为调制信号，的范围在 (0,1) 之间， 假如 1则 已调波的包络 将 会出现严重的失真， 以至于 不能恢复原来的调制信号波形， 从而导致 过量调幅。 通过 对式 (2行傅里叶变换可以得到 ， 1( ) ( ) ( ) ( )2c c a A m V 1 ()2 m V (2式中 ， ()V 为 ()频谱。式 (2明，由正弦波调制的调幅信号由三种频率成分组成：载波、载波 与 调制频率的差频（下边带）、载波 与 调制频率的和频（上边带）。调幅波所占的频谱宽度 是 调制信号最高频率的两倍。 利用 生 号如图 2示 。仿真参数设置为， M 1500； 1200真时间： Z e r o - O r d e rH o l dT o Fi l m a tS p e c t r u mS c o p i g n a lG e n e r a t o rS c o p B A MM o d u l a t o rP a s s b a n B A 生 号示意图 启动 真器可以得到 号的时域波形图和频域波形图，分别如图 2图 2示， - 1 . 5 . 500 . 511 . 5制信号幅度号的时域波形图0 . 0 2 2 9 0 . 0 2 2 9 0 . 0 2 3 0 . 0 2 3 0 . 0 2 3 1 0 . 0 2 3 1 0 . 0 2 3 2 0 . 0 2 3 2 0 . 0 2 3 3 0 . 0 2 3 3号时域波形图 兰州大学硕士研究生学位论文 复杂电磁环境下通信信号的分选模型与算法 10 0 100 200 300 400 500 600- 1 4 0- 1 2 0- 1 0 0- 8 0- 6 0- 4 0- 2 0020F r a m e : 235 F r e q u e n c y ( k H z )号的频域波形图图 2号频域波形图 M 调制 调频 （ 载波的瞬时频率随调制信号成线性变化的一种调制方式，单音调频信号的数学表达式可以写为 ， 0( ) c o s ( ( ) ) t A t k v t d t (2把上式展开并简化得 ， 00( ) c o s ( ) c o s ( ( ) ) s i n ( ) s i n ( ( ) )f c fS t A t k v t d t A t k v t d t c o s ( ) c o s s i n ( ) s i t A t (2式中，c为载波角频率， ()调制信号， 0 ()v t (2从式 (2到， 号调制 时 ，需要 对调制信号进行积分，然后对这积分后的信号分别取正弦和余弦即可。因此，用正交调制实现时 ， 只需要 使， ( ) (2( ) (2为简单 起见 ， 观察 调制信号为 号频谱 ，只要 假设输入的调制信号为( ) )v t t ，代入式 (2 则 可得 ， ( ) c o s ( ) c o s ( s i n ) s i n ( ) s i n ( s i n )c f c fS t A t m t A t m t (2式中， /为调制指数。 02 1c o s ( s i n ) ( ) 2 ( ) c o s 2f f n t J m J m n t (211s i n ( s i n ) 2 ( ) s i n ( 2 1 )f n t J m n t (2兰州大学硕士研究生学位论文 复杂电磁环境下通信信号的分选模型与算法 11 式中 ， n 为正整数， ()n 阶第一类贝塞尔函数。 利用 生 号如图 2示 。仿真参数设置， 1； 1500； 10000； 12001200真时间： Z e r o - O r d e rH o l d 1T o Fi l m a tS p e c t r u mS c o p e 1B - i g n a lG e n e r a t o r 1S c o p e 1o d u l a t o rP a s s b a n 生 号示意图 启动 真器可以得到 号的时域波形图和频域波形图，分别如图 2图 2示 。 - 1 . 5 . 500 . 511 . 5制信号幅度号的时域波形图0 . 0 3 3 3 0 . 0 3 3 3 0 . 0 3 3 4 0 . 0 3 3 4 0 . 0 3 3 5 0 . 0 3 3 5 0 . 0 3 3 6 0 . 0 3 3 6 0 . 0 3 3 7 0 . 0 3 3 7- 1 . 5 . 500 . 511 . 5图 2号时域波形图 0 100 200 300 400 500 600- 1 4 0- 1 2 0- 1 0 0- 8 0- 6 0- 4 0- 2 0020F r a m e : 235 F r e q u e n c y ( k H z )号的频域波形图图 2号频域波形图 以上分别介绍了 号的调制原理图，设置好数据保存路径之后，兰州大学硕士研究生学位论文 复杂电磁环境下通信信号的分选模型与算法 12 启动 真器就可以获得信号源数据。其他模拟信号的调制方法参照以上信号调制原理图，改变其中的信号调制模块即可，如需要调制 号，调用可。需要指出的是， 拟信号调制器都是带通调制，即调制出来的信号都是实信号，后期的信号处理当中需要求信号 相位 ，则需要先将信号变为复信号才可以，这 一 点在第三章当中有详细的介绍 。 字调制技术 数字调制 技术 是 用 载波信号的离散状态 表示要 传送的信息。目前，数字调制技术已被广泛的用于通信领域。与模拟调制技术相比，数字调制具有以下优点： 抗干扰能力强； 便于加密处理； 便于与计算机联网； 便于利用计算机对数字信号进行存储、处理和交换； 便于设备的集成化和微型化。 数字信号调制的方法相比较模拟信号调制方法更为丰富，图 2出了目前所有的数字调制方法。 数字信号调制方法 传 统 数 字 调 制 方 法现 代 数 字 调 制 方 法幅 移 键 控 调 制 （ A S K ）频 移 键 控 调 制 （ F S K ）相 移 键 控 调 制 （ P S K ）二 进 制 幅 移 键 控 调 制 （ 2 A S K ）多 进 制 幅 移 键 控 调 制 （ M A S K ）二 进 制 频 移 键 控 调 制 （ 2 F S K ）多 进 制 频 移 键 控 调 制 （ M F S K ）二 进 制 相 移 键 控 调 制 （ 2 P S K ）多 进 制 相 移 键 控 调 制 （ M P S K ）最 小 频 移 键 控 调 制 （ M S K ）高 斯 滤 波 最 小 频 移 键 控 调 制 （ G M S K ）正 交 幅 度 调 制 （ Q A M ）正 交 频 分 复 用 调 制 （ O F D M ）图 2字信号调制方法 供了以上所有数字信号调制方法的模块 ，只需要根据需求搭建所需要调制的模块即可。 制数字信号时均为基带调制，输出的信号为复信号，因此在保存数据时需要注意信号数据的实部和虚部需要分开保存。 制 制信号具有较好的功率谱特性与误码性能，最大的优点就是带外辐射小，较适用于工作在 段的移动通信系统，因此， 兰州大学硕士研究生学位论文 复杂电磁环境下通信信号的分选模型与算法 13 制信号在通信领域得到了广泛的应用。 在 基础上得到的， 载波进行 制的时域表达式如下 ， ( ) c o s ( )2t t （ 2 c为载波的频率，上式看出，对输入的二进制码元，制后的载波在一个码元宽度内相位线性增加或减小 2 。实验表明，如果载波的相位变化曲线变为更为平滑的曲线时，则可以得到更好的频谱特性。因此在 制前，对二进制码元进行高斯滤波，使被调制载波的相位路径更为平滑，然后再进行 制，这就是 制的基本思想。其调制的表达式如下， ( ) c o s ( )22t t a h n T （ 2 式 （ 2中， ()预调制滤波器的冲激响应，它是高斯低通滤波器，斯低通滤波器的冲激响应为： 22() t （ 2 22 （ 2 B 为高斯滤 波器的 3宽。 利用 制 号如图 2示 。仿真参数设置为， 1； 1500； 12001； ； 12345； BT ； 0； 0； 8； 1200真时间： Z e r o - O r d e rH o l dT o Fi l e 1G M S K _ m a tT o Fi l S K _ m a i n e W a v PS c o p eR a n d o m I n t e g e rG e n e r a t o r 1R a n d o mI n t e g e rP r o d u c t 4G M S KM o d u l a t o rB a s e b a n S KC o m p l e x t oR e a l - I m a g 1o m p l e x t oR e a l - I m a 生 号示意图 启动 真器可以得到 号的时域波形图和频域波形图，分兰州大学硕士研究生学位论文 复杂电磁环境下通信信号的分选模型与算法 14 别如图 2图 2示 。 - 0 . 500 . 511 . 5G M S K 调制信号幅度G M S K 信号的时域波形图 0 4 2 0 . 0 4 2 5 0 . 0 4 3 0 . 0 4 3 5 0 . 0 4 4 0 . 0 4 4 5 0 . 0 4 5号时域波形图 0 100 200 300 400 500 600- 6 0- 5 0- 4 0- 3 0- 2 0- 1 001020F r a m e : 157 F r e q u e n c y ( k H z ) S K 信号频域波形图图 2号时域波形图 制 8号在卫星通信中使用较为广泛， “ 代表信号调制方式为相移键控， “ 8” 代表了共有 8 种符号，即对应 8 种状态的 果是其的一半状态，即 4 种，则为 果是其 2 倍的状态，则为 16为 8有 8 种状态，所以 8个符号可以编码 3 个比特（即用 3 位二进制数代表其中的一种状态）。 8链路恶化能力（抗噪声能力）不如 却提供了更高的数据吞吐量。其一般表达式为 ， ( ) ( ) c o s ( )t g t n T t （ 2 式中，n是受信息控制的相位参数，它将取可能的八种相位之一，例如 0、45、 90、 135、 180、 225、 270、 315。利用 制 8号的原理图如图 2示 。仿真参数设置为， 1； 500； 12001； 8； 12345； 州大学硕士研究生学位论文 复杂电磁环境下通信信号的分选模型与算法 15 88； 0； 1200真时间： Z e r o - O r d e rH o l dT o Fi l e 1 _ m a tT o Fi l _ m a i n e W a v P S c o p eR a n d o m I n t e g e rG e n e r a t o r 1R a n d o mI n t e g e rP r o d u c t 4M - o d u l a t o rB a s e b a n o m p l e x t oR e a l - I m a g 1o m p l e x t oR e a l - I m a 生 8号示意图 启动 真器可以得到 8号的时域波形图和频域波形图，分别如图 2图 2示 。 02468 0 3 8 0 . 0 3 8 5 0 . 0 3 9 0 . 0 3 9 5 0 . 0 4 0 . 0 4 0 5 0 . 0 4 1 S K 调制信号幅度8 P S K 的时域波形图图 28号时域波形图 0 100 200 300 400 500 600- 4 0- 3 0- 2 0- 1 001020Fr a m e : 157 Fr e q u e n c y ( k H z ) S K 信号频域波形图图 28号频域波形图 6制 16指包含 16 种符号的 制方式。 “ 代表信号的调制方式为正交振幅调制。正交振幅调制是一种多进制混合调幅调相的调制方式。16号有 12 种相位形式， 3 种振幅形式，它的抗误码能力远大于 16号的数学表达式为： 兰州大学硕士研究生学位论文 复杂电磁环境下通信信号的分选模型与算法 16 ( ) ( ) c o s ( ) ( ) s i n ( )n c n t a g t n T t b g t n T t ( ) c o s ( )n c g t n T t （ 2 式中， 22n n nA a b， a rc ta n ( )n n ， ()g t 是宽度为 T 的脉冲信号。 16号由于其信道容量大，误码率小，因此被广泛应用到视频通信当中。 利用 生 16号的原理图 如图 2示 。仿真参数设置为，1； 1500； 12001； 16； 12345； 616； 2； 0； 1200真时间： Z e r o - O r d e rH o l dT o Fi l e 1Q A M 16 _ m a tT o Fi l M 16 _ m a i n e W a v PS c o p eR e c t a n g u l a r Q A MM o d u l a t o rB a s e b a n dR e c t a n g u l a Q A MR a n d o m I n t e g e rG e n e r a t o r 1R a n d o mI n t e g e rP r o d u c t 4C o m p l e x t oR e a l - I m a g 1o m p l e x t oR e a l - I m a 生 16号示意图 启动 真器可以得到 16号的时域波形图和频域波形图，分别如图 2图 2示， 0510151 6 Q A M 调制信号幅度1 6 Q A M 信号的时域波形图 0 3 7 5 0 . 0 3 8 0 . 0 3 8 5 0 . 0 3 9 0 . 0 3 9 5 0 . 0 416号时域波形图 兰州大学硕士研究生学位论文 复杂电磁环境下通信信号的分选模型与