卫星常用调相信号自动调制识别算法

针对高阶幅度相移键控（APSK）信号在卫星通信中的应用,提出了一种识别数字调相信号的新方法。在信噪比估计的基础上,利用信号包络的统计特征对MPSK,MQAM,16APSK和32APSK信号进行区分。理论推导和实验仿真验证了该统计特征具有对加性高斯白噪声和滚降系数不敏感的特性。根据鲁棒性较好的四阶循环累积量提出一种新的特征参数Q以实现MPSK和MQAM信号的类内识别。仿真表明,当信噪比达到5dB时,该方法拥有较好的识别率（〉95％）。     

基于高阶累积量和循环谱的信号调制方式混合识别算法

为了识别当前通信系统所采用的主要调制方式,该文结合高阶累积量和循环谱的特点,采用混合识别算法,同时应用智能决策算法(神经网络)对信号进行识别。该算法基于四阶和六阶高阶累积量构造出一个新的特征参数,将数字调制信号分为{BPSK, 2ASK}, {QPSK}, {2FSK, 4FSK}, {MSK}和{16QAM, 64QAM}5类。然后利用高阶累积量的其它特征参数以及循环谱特征对{OFDM}, {16QAM, 64QAM}, {2ASK, BPSK}及{2FSK, 4FSK}进行识别。为便于工程实现,该文采用半实物仿真以及LabVIEW和MATLAB混合编程来验证算法。仿真结果证明,该算法能够在较低信噪比下实现对{OFDM, BPSK, QPSK, 2ASK, 2FSK, 4FSK, MSK, 16QAM, 64QAM}等多种信号的分类,在信噪比高于 5 dB时,调制方式识别率可达94%以上,由此证明了该方法的有效性。     

基于高阶累积量的数字信号调制识别

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。     

基于差分高阶累积量的pi／4-QPSK和8PSK调制样式识别算法

针对卫星通信中常用的数字调相信号pi／4-QpSK、8PSK的调制识别问题，提出了一种基于信号差分高阶累积童的识别算法，该算法利用信号差分的四阶和八阶累积量特征对pi／4-QPSK、8PSK信号进行识别。文章从理论上分析了的该算法的有效性，并通过计算机仿真验证了算法具有良好的性能。     

基于循环谱和高阶累积量的联合模式识别方法

为完全识别当前卫星通信采用的主要调制方式,结合循环谱和高阶累积量两种信号调制识别方法的特点,提出了一种联合识别算法。该算法将循环谱特征加入到高阶累积量识别法中,联合多种特征参数判决构建识别器,首先利用循环谱完成ASK、FSK、PSK信号的类间识别以及FSK信号的类内识别,在此基础上利用高阶累积量方法完成FSK、PSK信号的类内识别。仿真结果表明,该算法能够完全区分卫星通信中主要的调制模式{ASK、2ASK、2FSK、4FSK、BPSK、QPSK},在信噪比高于5 d B时识别率达88%以上。     

调制识别算法及性能分析

为了提高信号调制识别的性能,以信号的六阶和四阶累积量作为识别特征,研究了一种基于高阶累积量的调制识别算法.分析了最大似然调制识别算法和高阶累积量调制识别算法的性能.并在高斯信道和平衰落信道下对其性能进行了仿真,仿真表明,在一般通信环境下,基于累积量的调制识别算法具有较强的稳健性和实用性.     

卫星通信信号调制识别技术研究

通信信号的调制方式识别是非协作通信领域的一个研究热点,它需要在没有任何先验条件,且环境复杂有噪声的条件下,不依赖于其它的先验知识,确定目标信号的调制方式。然后就可提取载频、码速率、滚降系数等参数,为信号的进一步深入研究提供依据。分析了几种经常用于卫星通信的MPSK调制信号和高阶调制信号16APSK,提出了一种基于高阶累积量与频谱特征的识别算法。在特定的数据长度和信噪比条件下,理论分析与仿真验证均验证了该算法易于实现、识别率高（≥95％）。     

常规调制信号与扩频信号的调制识别算法

由于直扩信号（Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS）通常淹没在噪声中,为了有效地识别直扩信号、跳频信号（Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS）和常规调制信号,提出基于瞬时特征和高阶累积量的识别算法。首先推导证明了FM、MFSK、MPSK、DSSS、FHSS信号的归一化四阶累积量切片 是相同的,并推导得到AM和MQAM的 通用公式。然后,利用归一化四阶累积量切片 特征参数检测噪声中通信信号,利用占用带宽特征参数将信号分为扩频信号和常规调制通信信号两类;最后利用瞬时特征参数和高阶累积量特征参数,分别识别扩频信号和5种常规调制通信信号。仿真结果表明,当信噪比高于1dB时,该算法对上述7种信号的正确识别率可达到100%。      

利用累积量和似然特征的卫星单-混信号调制识别算

针对卫星通信中常用调制信号和PCMA类混叠信号的调制识别问题,提出了一种利用高阶累积量和似然特征的识别算法.算法先对接收数据进行预处理,在此基础上提取4个高阶累积量特征和1个似然特征,构造一个树形分类器进行调制识别.算法不需要知晓信号的定时等先验信息,对收发载频存在的频差不敏感.仿真结果表明,算法在正常通信所需的载噪比下具有较高的正确识别率.     

一种基于高阶累积量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,提出了基于高阶累积量的识别方法。首先对16QAM、32QAM、16APSK、32APSK信号的高阶累积量及其特征进行分析,进而利用其高阶累积量的不同提取用于信号分类的特征参量进行调制识别。给出了算法的详细流程,并对算法进行了仿真分析,结果表明,当样本数越多时,算法信噪比适应能力越好,而与相位偏差无关;在信号样点数为2 048点且信噪比为10 dB时,算法可实现96%的正确识别率,完全满足实际系统对信号分类的需要。     

一种抗频偏的卫星幅相调制信号识别算法

该文针对卫星中的常用调制QPSK, 16QAM和新型调制16APSK, 32APSK,提出一种自适应构造幅度分布模板,并通过计算实际信号幅度分布向量与幅度分布模板间的匹配误差来进行调制识别的算法。该方法不需要知晓载噪比,不需要人为确定阈值,且对频偏误差的容忍能力强,适合实际工程应用。仿真表明,在载噪比为9 dB,符号个数为4000时,该算法对4种调制信号的识别率能达到98%以上,证明了其有效性。     

卫星通信中的高阶调制技术研究

总结了卫星通信协议GMR-1、DVB中的高阶调制技术,研究了16QAM、16APSK、32APSK调制原理,分析了卫星信道模型,利用Matlab分别搭建AWGN信道和Rician-K信道下各高阶调制信号的收发,得到不同的调制方式在不同信道或在不同衰落因子同一信道下的误码性能。本文的仿真结果对实际卫星通信系统采用高阶调制技术有着一定的借鉴意义。     

Classification of linear and non-linear modulations using the Baum–Welch algorithm and MCMC methods

Satellite transmissions classically use constant amplitude linear modulation schemes, such as M-state phase shift keying (M-PSK), because of their high robustness to amplifier non-linearities. However, other modulation formats are interesting in a satellite transmission context. For instance, non-linear modulations such as Gaussian minimum shift keying (GMSK) present a higher spectral efficiency and appear in new standards for telemetry/telecommand satellite links. Another example is offset-QPSK (OQPSK) modulation that allows one to decrease the out-of-band interference due to band limiting and the non-linearity of the amplifier. To get a compromise between the robustness to amplifier non-linearities provided by MPSK modulation and the spectral efficiency given by QAM modulation, the recent broadcasting satellite standard (DVB-S2) proposes new modulation schemes called APSK. Obviously, all satellite systems that use various modulation schemes will have to co-exist. In this context, modulation recognition using the received communication signal is essential. In that context, this paper studies two Bayesian classifiers to recognize linear and non-linear modulations. These classifiers estimate the posterior probabilities of the received signal, given each possible modulation, and plug them into the optimal Bayes decision rule. Two algorithms are used for that purpose. The first one generates samples distributed according to the posterior distributions of the possible modulations using Markov chain Monte Carlo (MCMC) methods. The second algorithm estimates the posterior distribution of the possible modulations using the Baum–Welch (BW) algorithm. The performance of the resulting classifiers is assessed through several simulation results.     

基于冲激谱线检测的调制识别

现代卫星通信系统为满足传输速率和加密等要求,采用了多种复杂或高阶复合调制信号.为实现各类调制信号的检测与识别,信号之间不同类型谱的谱线分布是重要特征之一.在介绍常见通信卫星调制信号在不同类型谱下的冲激谱线特征基础上,提出了一种基于线性调频Z变换的冲激谱线检测方法,消除了离散频谱"栅栏效应"对检测值的影响.通过高次方谱和...     

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.     

利用并联CNN-LSTM的调制样式识别算法

为了提高基于卷积神经网络的调制样式识别算法性能,利用CNN的空间特征提取能力和LSTM时序特征提取能力,设计了CNN-LSTM并联网络,上支路由一层卷积层和一层池化层组成,下支路使用单层LSTM网络。直接将同向分量和正交分量作为输入数据,上下支路提取信号的空间和时间特征,提高特征表达能力。对BPSK、QPSK、8PSK、16QAM、32QAM、16APSK、32APSK 等7种信号的调制样式识别仿真实验结果表明:算法无需人为设计特征参数,减少人为因素影响,同时该算法在低信噪比下具有较好的识别性能。      

高效调制技术在航空卫星宽带通信传输系统中的应用研究

现代航空卫星宽带通信中,随着各种技术的快速发展,乘客用户对视频会议、图像和语音高效传输及网络宽带多媒体应用等服务的需求愈加强烈,如何在机载带宽资源有限的情况下满足这些需求成为各服务提供商研究的重点。其中,改进或研究更高效的调制解调技术对于提高数据传输效率具有重要意义。针对高阶幅度相位联合键控调制方式(APSK)进行研究,分析了这种技术的基本调制解调原理并推导了其理论误码率公式,然后分别在加性高斯白噪声(AWGN)和实际机载航空环境的瑞利信道下进行性能仿真。仿真结果表明,这种新技术相比QAM有一定的性能改善,而且通过在航空环境下与自适应均衡技术的结合应用可以很好地抵抗多径衰落。