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1、 公开 TN911 1008120182 通信与信息系统 工学 题（中、英文）目 CPM信号调制阶数和频率成形脉冲识别算法研究 Algorithms for the Recognition of Modulation Order andFrequency Shaping Pulse of CPM Signals作者姓名 张军 刘乃安 教授 提交论文日期 二一三年一月 指导教师姓名、职称 学科门类 学科、专业 代号 分类号 学号 密级 10701 西安电子科技大学 学位论文创新性声明 秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我
2、所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。 本人签名： 日期 西安电子科技大学 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩
3、印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再攥写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定） 本人签名： 日期 导师签名： 日期 摘 要 摘 要 调制阶数和频率成形脉冲是 CPM 信号的两个重要调制参数，对它们的准确识别是实现非协作通信中 CPM 信号盲解调的前提。研究识别调制阶数和频率成形脉冲的算法具有重要的现实意义。 本文的研究主要围绕这两个参数的识别展开。在分析信号循环平稳特性的基础上，导出了 CPM 信号的离散谱线结构，进而给出一种通过判别离散谱线规律来识别调制阶数的算法。仿真结果表明，算法在较低信噪比下，能准确识别 CPM信号调制阶数
4、，但算法也存在一定的局限性。针对该算法的局限性，本文在分析CPM 信号近似熵和环形统计量的基础上，提出一种利用支持向量机（ SVM）进行识别的算法，实现了对 CPM 信号调制阶数和频率成形脉冲的识别。仿真结果表明，该算法在较低信噪比下，对 64 进制以内的基于升余弦和高斯成形脉冲的CPM 信号仍有较高的正确识别率，且算法受调制指数误差的影响较小，具有很高的实用价值。 本文提出的算法主要是针对基带 CPM 信号，对带通 CPM 信号的适用性有待验证。此外，在硬件上实现算法也是一项很有意义的工作。 关键词：连续相位调制 调制阶数 频率成形脉冲 CPM信号调制阶数和频率成形脉冲识别算法研究 Abst
5、ract Abstract Modulation order and frequency shaping pulse are both important modulation parameters of CPM signals. They must be estimated correctly before the blind demodulation in non-cooperative communication system. Therefore, research on the recognition of the two parameters is of important pra
6、ctical significance. This thesis is mainly focused on recognizing the above-mentioned parameters. Through analyzing the cyclostationarity of the signals, the discrete spectrum structure of CPM signals is derived. Then an algorithm to estimate modulation order is introduced, which is based on the rec
7、ognition of spectral lines. Simulation results show that the algorithm can still recognize modulation order accurately even in low SNR (Signal Noise Ratio). But the algorithm also has some limitation. In consideration of the limitation of the previous algorithm, an algorithm using Support Vector Mac
8、hines (SVM) to recognize the two parameters is developed on the basis of analyzing the Approximate Entropy (ApEn) and circular statistics of CPM signals. Experimental results show that the approach achieves high classification accuracies for 64-order CPM signals based on raised cosine or Gaussian pu
9、lse even in low SNR, and the algorithm is little affected by the fact that modulation index cannot be estimated accurately. Thus, it has important practical value. The algorithms presented in this thesis are mainly applied to the baseband CPM signals. Whether they are suitable for the band-pass case
10、 remains to be proved. In addition, the realization of the algorithms in hardware system is also meaningful work. Keywords: Continuous Phase Modulation Modulation Order Frequency Shaping Pulse CPM信号调制阶数和频率成形脉冲识别算法研究 目 录 目 录 第一章 绪论 . 11.1研究背景及意义 . 11.2本课题的研究历史与现状 . 21.3本文研究内容与章节安排 . 2第二章 CPM信号模型及分解表示
11、 . 52.1 CPM信号模型 . 52.1.1信号模型 . 52.1.2 CPM信号中升余弦概念的界定 . 72.2 调制参数对CPM信号带宽的影响 . 82.2.1调制指数对CPM 信号带宽的影响 . 82.2.2调制阶数对CPM信号带宽的影响 . 92.2.3脉冲类型对CPM信号带宽的影响 . 92.2.4相关长度对CPM信号带宽的影响 . 102.3 CPM信号的分解表示 . 112.3.1二进制CPM信号的PAM分解 . 112.3.2多进制CPM信号的PAM分解 . 132.4 本章小结 . 15第三章 基于信号循环平稳性的调制阶数识别算法 . 173.1算法原理与推导 . 173.1.1算法原理 .
