基于SDR技术的波形识别仿真平台

论文摘要

软件无线电(SDR)是20世纪90年代以后逐渐兴起的一种全新的设计思想,其核心思想就是在通用的通信硬件平台上加载不同的通信软件,以实现不同的通信方式间的切换。这种全新的设计思想使通信中的无线电台可以适应各种不同的通信方式,软件无线电台良好的兼容性和可编程性使得通信系统的开发主要工作集中于DSP/FPGA功能部分的研究。软件无线电(SDR)针对现在无线通信领域存在的一些问题,如:多种通信体系共存,各种标准竞争激烈,频率资源紧张等等,特别是无线个人通信系统的发展,使得新的系统层出不穷,产品生存周期越来越短,原有的以硬件为主的无线通信体制难以适应这种局面。而调制方式是区分不同性质通信信号的一个重要特征。对于一个传输信号进行接收解调,获取通信信号的信息内容的前提条件是必须知道信号的调制方式和调制参数。给定一段接收的通信信号,调制识别的目的就是在未知调制信息内容的前提下,判断出通信信号的调制方式,估计出其调制参数。为了区分多种不同的通信体制,波形识别技术开始被引入到支持多种通信模式的软件无线电系统中。波形识别的目的可以判断接收信号的调制方式及估计信号的传输参数,在非协作通信及网络切换等背景下有着广泛的应用。本文以simulink为基本工具,建立了基于SDR技术的波形识别仿真通信系统,可以验证信号的调制方式、载波频率及信噪比等参数的识别或估计算法。同时通过决策树判决的分析,设计了分层结构的神经网络分类器,并通过改进学习算法、神经网络结构等大大加快了神经网络的训练速度,提高了识别的正确率。该平台是动态实时仿真平台,对接收到的信号进行实时处理,以能够最大限度逼近实际的物理系统,对系统的实现提供有力的支持。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 软件无线电综述
• 1.1.1 软件无线电的概念
• 1.1.2 软件无线电的发展现状
• 1.1.3 软件无线电小结
• 1.2 波形识别概况
• 1.2.1 研究背景和目的
• 1.2.2 识别方法分析
• 1.2.3 调制识别的分类特征与分类器
• 1.3 论文的主要工作及章节安排
• 第2章 调制参数的盲识别算法
• 2.1 希尔伯特变换及瞬时参数的提取
• 2.1.1 解析信号与希尔伯特变换
• 2.1.2 瞬时参数提取
• 2.2 载波估计算法
• 2.2.1 载波估计算法介绍
• 2.2.2 过零检测法的仿真结果
• 2.3 信噪比估计
• 2.4 码元速率估计
• 2.4.1 码元信息分析
• 2.4.2 基于累加基带复信号的码元速率估计方法
• 2.4.3 码元速率估计结果
• 2.5 本章小节
• 第3章 特征参数与神经网络分类器
• 3.1 调制信号的特征
• 3.2 调制识别特征参数
• 3.3 神经网络分类器
• 3.3.1 神经网络模式识别的方法和特点
• 3.3.2 BP神经网络
• 3.3.3 神经网络分类器
• 3.4 本章小节
• 第4章 波形识别仿真平台设计
• 4.1 通信系统概述
• 4.2 波形识别仿真平台的设计
• 4.3 波形识别平台仿真结果
• 4.4 结果分析
• 4.5 本章小节
• 第5章 基于SCA规范的波形组件研究
• 5.1 SCA概述
• 5.1.1 SCA的组成
• 5.1.2 软件构架介绍
• 5.2 CORBA概述
• 5.2.1 CORBA产生的背景及发展历程
• 5.2.2 CORBA体系结构
• 5.2.3 CORBA组成
• 5.2.4 OA介绍
• 5.2.5 ORB的运行流程与接口
• 5.3 波形组件的开发
• 5.3.1 典型的波形组件的组成
• 5.3.2 波形组件的开发流程
• 5.4 本章小节
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢