基于星座图聚类分析调制识别的改进算法

通过分析聚类分析在星座图中的应用,得出星座图聚类分析对高阶QAM短突发信号的类内调制识别不适用的结论,从而提出了星座图聚类调制识别法在短突发信号的改进方法。将星座点在坐标轴上投影,利用投影点进行聚类分析,可以提高星座聚类算法在高阶QAM短突发信号调制识别中的性能。仿真结果表明,在短突发信号的条件下,该方法具有良好的识别效果。     

基于聚类分析的M-QAM信号识别

在对多进制正交幅度调制(M-QAM,M-ary Quadrature Amplitude Modulation)信号星座图的不同聚类识别算法进行比较与分析的基础上,并针对信号码元数目不足的情况,提出了一种利用星座图对称特性与减法聚类相结合的改进算法.算法首先从接收数据中估计出码元速率,并根据码元速率估计值对其匹配滤波及抽样判决来恢复出信号星座图,然后将星座图中关于原点对称的两个象限中的星座点横坐标值与纵坐标值都投影到横轴或纵轴上,并对投影点进行聚类,从而,实现M-QAM调制方式识别.仿真结果证明:该识别算法能正确有效地识别M-QAM信号调制类型,而且减少了计算量,易于实际应用.     

基于星座图的QAM信号调制方式识别

给出了利用信号星座图的QAM信号调制方式识别技术。在对QAM信号进行分析的基础上。重点讨论了信号载频、码元速率盲估计方法以及信道盲均衡方法。仿真结果表明，利用这种方法，可以精确地估计QAM信号的载频和码元速率，成功地将信号星座图恢复出来，并通过信号星座图完成信号的识别。     

基于联合特征参数的卫星单-混信号调制识别研究

针对卫星通信中单-混信号调制类型识别效率低、准确性差等问题,该文提出一种基于高阶累积量和星座图聚类特性的调制识别算法。首先,根据4, 6阶累积量的属性特点构建3个特征参数,以识别多进制相移键控(MPSK)和部分多进制正交幅度调制(MQAM)调制类型,然后结合改进的星座图减法聚类算法分离出剩余调制样式,最后将参数联合,建立决策树分类器进行统一调度。该算法不依赖信号诸多先验信息,具有特征提取参数简单、识别种类多等特点。仿真结果表明,该算法在信噪比(SNR)10 dB下对卫星单-混信号的调制识别率仍能达到90%以上。     

一种基于星座图恢复的多进制相位调制信号识别算法

在实际调制过程中,无线电波传输多径及衰落引起的符号间干扰和信号接收端的载波频偏会造成星座图难以识别。针对这一问题,提出了一种基于星座图恢复和卷积神经网络的多进制相位调制信号识别算法。首先,设定相邻采样点距离和相位角的阈值以筛除发生符号间干扰时的采样点,保留剩余的有效采样点并形成聚类组;然后,通过旋转相邻聚类组抵消载波频偏带来的影响,实现星座图的恢复;最后,利用卷积神经网络对星座图进行特征自动提取和调制识别。实验结果表明,对于实测信号,所提算法能够较好地恢复星座图并实现BPSK、QPSK和8PSK的准确识别。最终的识别准确率达到了99.9%,较星座图恢复前提高了24.2%。     

基于星座图的数字调制方式识别

针对现有数字调制方式识别类型有限的问题，提出一种基于星座图的分类算法。算法首先利用盲均衡技术克服信道的多径效应与系统同步误差，再对信号减法聚类，提取聚类中心与理想星座图模型进行匹配，从而实现MASK、MPSK、MQAM等调制方式的识别。仿真证明：星座图是一个稳定的、强健的识别标志。     

一种基于位同步的复杂调制样式识别方法

针对卫星数字化视频广播第二代标准（Digital Video Broadcasting-Satellite -Second Generation,DVB-S2）中的多进制幅度移相键控（Multiple Amplitude and Phase-Shift Keying,MAPSK）和多进制正交幅度调制（Multiple Quadrature Amplitude Modulation,MQAM）信号的调制识别,提出了基于位同步的识别方法。首先利用信号星座图特征对信号包络进行位同步,然后统计信号码元的幅度值个数及其幅度值分布提取统计特征参数,最后利用特征参数完成识别。仿真结果表明,所提算法在载波频率等参数未知的条件下,能够有效对信号进行调制识别。     

基于接收信号点极坐标的调制方式识别

提出一种信号调制识别算法.该算法提取接收信号点的极坐标值作为识别特征,利用基于样本与核的相似性度量动态聚类,对不同调制的信号星座图进行分类而完成信号的调制识别.算法较好地克服了相位估计误差的影响,仿真表明该算法有效.     

MAPSK和QAM通信信号的调制识别

通信信号的调制样式识别的研究对于非合作通信有着重要的意义.针对DVB-S2中采用16APSK、32APSK和同为幅相类调制的16QAM、32QAM信号的调制识别问题,提出了一种基于四次方谱和星座图结构的识别算法.首先分析了这4种信号各自星座图结构和四次方谱的特点,据此提取特征参数.然后给出识别算法和信号识别流程图,通过了计算机仿真,证实了理论分析的实际可行性.该算法在不同的滚降系数、频偏、码速率的情况下均有较好的识别率,识别率大于90％.     

幅度与相位分步识别的QAM调制模式识别算法

正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)信号的调制模式识别一直以来是人们研究的热点,通过星座图来进行调制模式识别也是一种常见的方法。然而,大多数调制模式识别算法会受到频偏和相偏的干扰,因此提出了一种幅度相位分步识别的QAM识别算法来识别调制模式。先利用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)识别出未消除频偏相偏的QAM星座图的幅度层数,对信号进行第一次分类;再检测每个信号点的瞬时相位进行差分,得到每个点之间的相位跳变幅度;经过减法聚类确定相位跳变次数,由此对信号在相位上进行二次分类,最后识别出QAM信号的调制模式。该方法虽然步骤比传统方法繁琐,但是不依赖于信号的频偏消除和相偏消除,能够起到很好的抗频偏作用。此外,因为没有频偏消除和相偏消除的步骤,所以使得信号不至于在频偏消除和相偏消除等预处理过程中损失信息量。经过试验,这种方法在识别率上比传统的神经网络识别方法在低信噪比下有更好的识别率。     

基于MP-WFRFT的多维联合调制卫星隐蔽通信研究

为进一步提高卫星信号的隐蔽性能,该文结合加权分数阶傅里叶变换(WFRFT)的星座混淆特性与混沌映射轨迹的抗截获特性,提出一种基于物理层安全的双极化卫星联合调制方案。借鉴“相位扰码”思想和“联合设计”理念,通过扩展4-WFRFT加权项参数,增加了卫星信号处理的多样性,在此基础上嵌入Logistic映射加密,提高了信息破解的难度。建立双极化卫星混沌安全传输系统模型,提出基于MP-WFRFT一体多维的组合隐蔽新概念,探索双极化卫星信号星座优化设计和裂变融合机理。仿真结果验证了所提方案的有效性。     

适用于BICM-ID系统的星座成形方法

结合几何成形与概率成形的思想,提出了一种适用于比特交织编码调制系统的星座成形映射方法。该方法基于实用信号星座,通过不使用部分能量较大的信号点并利用多对一的映射关系,使发送信号逼近最佳输入概率分布。利用解调器和译码器之间的迭代译码,该方法可方便地获得成形增益。基于容量和外信息转移图分析,给出了信号星座和信号到符号映射的优化方法。理论分析和仿真结果表明,在高斯白噪声信道和独立Rayleigh衰落信道下,该映射方法利用大信号星座在采用迭代译码的比特交织编码调制系统中均能取得优于传统Gray映射的误码性能,且随着调制阶数的增大可进一步提高成形增益。     

基于稀疏深度神经网络的电磁信号调制识别

为在低复杂度约束条件下提升电磁信号调制识别的性能,提出了一种基于稀疏深度神经网络(Sparse Deep Neural Network, SDNN)的电磁信号调制识别方法。首先,通过提取电磁信号同相和正交两路数据绘制出信号的星座图,作为信号的浅层特征表达;然后,基于星座图中各信号点密度大小对星座图进行上色,增强星座图中信号特征;最后,通过SDNN对增强后的星座图进行识别分类。实验结果表明,SDNN模型选取合适的剪枝率后,能够有效降低模型存储规模和计算量,其中模型参数压缩了72%,浮点运算量压缩了45%,与原模型97%的综合识别率相比,稀疏化处理后模型的综合识别率为96.8%,在小幅度识别精度损失范围内大幅降低了模型复杂度。     

低复杂度空间调制MPSK信号的最优检测

针对MQAM信号,已有低复杂度的最优检测算法,但是针对MPSK信号还没有类似的最优检测算法发表,因此从二维矢量量化的ML解调角度出发,利用MPSK星座图的特性,给出了与调制符号阶数无关的ML简化算法,避免了ML联合检测算法中对调制符号空间的搜索,极大地降低了算法复杂度。新算法不仅与ML最优检测算法具有完全相同的性能,而且具有较低的复杂度,有较好的理论和实际意义。该算法在天线技术和绿色通信技术中有较好的实际应用意义。     

Turbo‐coded APSK modulations design for satellite broadband communications

This paper investigates the design of power and spectrally efficient coded modulations based on amplitude phase shift keying (APSK) modulation with application to satellite broadband communications. APSK represents an attractive modulation format for digital transmission over nonlinear satellite channels due to its power and spectral efficiency combined with its inherent robustness against nonlinear distortion. For these reasons APSK has been very recently introduced in the new standard for satellite Digital Video Broadcasting named DVB‐S2. Assuming an ideal rectangular transmission pulse, for which no nonlinear inter‐symbol interference is present and perfect pre‐compensation of the nonlinearity, we optimize the APSK constellation. In addition to the minimum distance criterion, we introduce a new optimization based on the mutual information; this new method generates an optimum constellation for each spectral efficiency. To achieve power efficiency jointly with low bit error rate (BER) floor we adopt a powerful binary serially concatenated turbo‐code coupled with optimal APSK modulations through bit‐interleaved coded modulation. We derive tight approximations on the maximum‐likelihood decoding error probability, and results are compared with computer simulations. The proposed coded modulation scheme is shown to provide a considerable performance advantage compared to current standards for satellite multimedia and broadcasting systems. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

卫星数字调制混合信号的自动识别

针对卫星数字混合信号的特征,提出了在载波速率和符号速率初判基础上的自动识别方案.该方案利用数字混合信号与常用数字调制信号在信号频谱以及星座点的差异提取特征参数进行自动识别.仿真结果表明,该方案具备实用性和可行性.     

一种卫星数传通信频谱异常分析

优秀的数传通信链路设计应该能够适应各种情况下的数据传输,某卫星数传分系统在设计初期,发现调制后的频谱异常,分析了特殊情况下数据流设计对偏移正交相移键控(OQPSK)调制信号的影响,找出了卫星数传链路频谱异常的原因。重点分析特殊情况下的输入数据和数据基带处理中组帧加扰方式对OQPSK调制信号星座图和频谱产生的影响,提出适合数传通信链路设计的建议。     

Rayleigh衰落信道中多级编码调制的不等错误保护

本文研究了Rayleigh衰落信道中以信道容量规则为设计准则的多级编码调制系统的不等错误保护性能的实现及其改进.在详细分析了多级编码调制的不等错误保护原理的基础上,设计了一种针对8ASK调制的非均匀信号星座.理论分析与计算机仿真均表明,非均匀信号星座的设计能够增强多级编码调制系统的不等错误保护能力,在不展宽频带的前提下有效地提高Rayleigh衰落环境下数字通信系统的传输质量.     

Error Performance of Rotated Phase Shift Keying Modulation over Fading Channels

In this paper, the modulation diversity is used to improve the performance of M-PSK modulation over fading channels. Modulation diversity can be achieved by rotating the signal constellation and using component interleaving. We derive symbol error probability expressions for rotated uncoded M-PSK over Ricean fading channels and obtain optimal rotation angles for M-PSK (M = 2, 4, 8). We show that rotated signal constellations with component interleaving improve the performance of M-PSK significantly as compared to the unrotated one over Rayleigh and Ricean fading channels. For example, when the ratio of the direct path power to the multipath signal power, K is 0 and 10, 8 and 1.5 dB gains are obtained, respectively, at a symbol error probability of 10⁻³ for 8PSK modulation. We also show that as K gets larger, the gain obtained by the rotation rapidly decreases. We develop a new asymmetric 8PSK signal constellation obtained from two QPSK signal constellations that are optimally rotated by different angles. This asymmetric 8PSK and also the rotated 8PSK signal constellation together with component interleaving are applied to four-state trellis-coded schemes. Simulation results show that these new schemes provide good performance improvements over the original TCM schemes and previous relevant works over Rayleigh and Ricean fading channels.