浅谈通信信号分析工程应用的关键技术问题

２ 通信信号分析中的关键技术
根 据前文我们 提 到 的通信信 号分析的
流 程 ， 们 可 以看 出 我
信 号分析在工程 中的 应 用主要涉及到 的关 键 技术就是 信道 的选 择 、 字下变频、 数 参
数 测 量、 制识 别 、 调
方谱、 符号速率谱、 等绍了 工程通信信号分析流程及通信信号分析 中数字下变频技术、 信号分析的参数测量、 调制识 别、 细微特征分析、 解
码 、 频信 号分析 等 关键 技 术 在 工程 中的运 用 。 跳 关键词 ： 信号分析； 数字下变频； 调制识别； 细微特征
中图分类号 ：Ｎ １． Ｔ ９１ ６
具有 较 强 的推 广应 用 价值 ， 如可 在 烟 草 系 统拓 展 开发 针对 烟 农
（） ５ 运作模式创新。 改变传统 （ 如农信通 ）由电信运营商
搭建平 台， 民自掏腰包订购业务享受信息服务 的运作模式， 农 改 由政府 出资１万元／ ０ 年购买信源， 移动公司搭建平台， 费向 免 农民发送林业政策、 林业科 技等林业资讯 。 模式的创新不仅提 高了科技下乡的覆 盖范围， 而且让农民真正地免费享受林业信 息服务， 实现真正的 “ 惠农” 。
统的电话、 林业专家现场指导、 书籍等林业信息流通渠道， 通过
２１ ０ １年第 ３期 （ 总第 １３期 ） １
信 息 通 信
Ｉ ＯＲＭ ＡＴＩ ＮＦ ＯＮ ＆ ＣＯＭ Ｍ ＵＮＩ ＣＡＴ１ ０ＮＳ
２ １ ０１
（ ｕ ．Ｎ １） Ｓ ｍ ｏ １ ３
浅谈通信信号分析工程应用的关键技术问题
胡洪川
（ 广州市劲锋智能系统开发有 限公司， 广东 广州 ５０ ６ ） １６ ３
的“ 烟信通” 或在钢材市场搭建钢材信息服务平台等 ， ， 依靠科 技创 新推 动 海 西 整 体 产 业 升 级 。 时， 明市 是 全 国林 改 示 范 同 三
区 ， 业 改 革与 林 业 现代 化 发 展 一直 处在 全 国处 于 先 试 先行 的 林
地位 ， 在三明搭建专属林业信息服务的 “ 林信通” 平台具有很强 的领先意义， 向全省乃至全 国林业系统进行复制推广 从而 可
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：６３１３ （ １ ０．０３０ １７． １２ １ ３ ３．２ １ ０） ０
后得到的中频信号与比原始信号的频率做比较， 如果这种新的 中频信号比原始的信号频率要低， 么此种混频方式就叫做下 那
变频 （ ｏ ｎ Ｃ ｎ ｅ ｔ ｒ ｏ Ｃ 。 Ｄ ｗ ｏ ｖｒ ｅ ｒ Ｄ ） 如果我们把射频信号通 过一
２ 参数测量 ． ２
参数测量 是通信信号分析最基础内容。 载波频率及符号速 率是数字调制信号的基本参数 ， 载波频率和带宽是模拟调制信 号 的两个基本参数 。 其它测量 的参数包括信号的信 噪比、 功率
谱等。 在这里笔者限于篇幅原因仅以载波测量对 参数 测量做如 下简要说明。 对单载 频数字调制信号的分析 中， 我们可以对信号进行Ｍ 次方 的非线性处理 ， 以得到一个新的单频信号， 我们通过估计 非线性变换新生成单频信号的频率来推算出信号载波频率 。
［］ 联芬 ， ２黄 程恩 ， 软件无线 电中Ｃ Ｃ Ｉ 滤波 器的性 能改进 ［］ 厦门大学学报 ， ０ ４ （） Ｊ， ２０ ５ ［ 宋成森， ３ ｊ 数字通信调制方式识别与参数估计 ［ ， Ｄ 浙江大 ］
学， ０６ ２０．
细微特征通常是指对通信信号分析后的测 出的偏离标称指
标／ 参数 及相对固定的偏差值 。 信号的细微特征 获得 的途径很 （ 上接 第 ５ ４页） 及时、 准确性、 充分体现了产品的专项服务功能。 （） ４ 惠农形式创新。 三明移动公司摒弃原有响应政府 号召 紧随政 府步伐进行 “ 惠农”的方 式， 主动 跳出圈外 ， 眼于三 着
图１ 通信信号软件分析流程
识别过程关键点或信号特 征容 易出现错识的过程点进行特征 值 或者 特征图形标识我们可以 采 用手动识 别， 通过 人工辅助 以完 成调 制识 别。 实现 了通信 信号调 制样 式的分类 识别 ， 使
识 别正确率得到 了明显改善。
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信息通信 制定调制识别算法流程 时我们还需要 充分考虑 需要识别 的调 制种类、 信号频段、 信道特征、 分析对象平台特征等诸多因素。 ２４解 调 ． 解调是信 号分 析与调制 识别相配合 的一项 技术， 数测 参
力促 现代 林 业 的做 大 做 强 。
３ “ 林信通 ” 意义
（） １ 造就及时、 全面、 准确林业信息沟通桥梁 。 林信通” “ 平台提 供专业性的信息服务 ， 使林农们能及 时、 准确 、 面的 全 获取信息， 拓展了广大林农了解和掌握 知识的途径 ； 加强林农
２ １年是 “ ０１ 十二五” 开局之年 ， 国家及福建省高度重视提升 信息化创新能力强农惠农 ， 加快社会主义新农村建设工作。“ 林 信通 ” 台作 为林 业 信 息化 发 展 的 重 要 创 新举 措 ， 应 用 将 政 平 其 府、 企业、 农民有机的融合为一体， 打造农 民从事农业活动的依 赖 资讯通道与林业信息共享的最佳 渠道 ， 成为农 民收益和管理
跳频信号是一种抗干扰并具有低截获率特性 的信号， 它会 随机出现在不 同频率上 ， 并且停留的时 间很短， 如果单从频谱 上来看， 我们无法 分出观察信号是跳 频信号还是不相关 的两 组常规通信信 号， 而利用调制 域分析就可 以更好地 发现和识 别跳频信号。 对跳频信号进行分选的同时， 频信号分析软件 跳 根据参数 测量的结果完成跳频信号 的拼 接， 从而可 以把跳频 信号 变 频 到 某 一 固定 的 频 率上 进 行 信 号 的分 析及 解 调 。
府 进 行 生 态 公益 林 保 护 工程 、 生物 多样 性 保 护 工 程 、 林 灾 害 森
明林业独特性与领先地位 ， 以领 先姿态主动对接具有全 国领先
地位 的本地产业， 将政府经济工作关注点与新农村建设紧密结
合。
防治工程建设 ， 促进 林业 生态环境 的可持续发展 ， 是落实科学 发展观的具体举措。 （） ４ 延展性 培育海两产业竞争新优势。“ 林信通” 通过 搭建专属某个 群体信息化服务平台的建设模 式， 在其他产业中
件进行分析。 话带信号分析和 宽带信号分析可 以继续进行信号 中频及话 带定频 通信信号 的时域、 域、 频 调制域分析， 并对信
号载频 、 符号速率、 信号功率、 信噪比、 信号带宽等 参数 进行测 量， 对数据信号进行细微特征分析， 调制 识别 ， 解调等功能 。 对 于跳频信号分析软件就是对跳频信号完成识别、 接后再将拼 拼
通信技 术 的广泛应 用， 也使 其不得 不面 临各种环 境 的考
验。 在实 际的工程运用中， 将原始测试端采样数据或者经过下 变频后 的基 带数据 ， 实时回传或者存储到地面 存储 器， 之后再 进行事后信号分析。 只有利用强大 的信号分析手段， 才能把我 们测量出的原始数据进行有效准确全面的分析。
参考文献：
［］ 小 牛 ， 件 无 线 电原 理 与应 用 ［］ 电子 工 业 出版 ， １杨 软 Ｍ，
２ ０ （ ０５ ４ ）
２ 信 号细微 特 征分析 ． ６
带有原始基带信息的、 离开信源母体 的己调波信号 的可检 测物理量描述 就是信号特征。 信号的特征可以是信号的时域 、 空域、 频域、 调制域以及信号使用规律等。 信号特征 同时又可能 被环境例如空间、 噪声、 接收信道等干扰。
接后的数据传输 到宽带信号分析 解调软件进行继续分析。 其流
程如图ｌ 所示。
２ 调制识别 － ３
通信信号调制识别 的主要 目的是进行信号监测及处理。 该
项技术常用于频率管理、 通信对抗等领域 。 这在实际的工程运 用当中是一个难 点。在实 际信 号调制 识别 的运 用中， 我们会 综合考虑信号的频谱、 Ｍ 次
量、 调制 识 别 分析 结果 的一 种 实践 。 于 通信 信号 进行 解 调 时， 对
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第３ 期
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多， 不但可 以技术资料 中获取， 也可以通 过对该信号多次测量 所得到的处理值中得 到稳定可靠 的特征参数或 高精度 的特征 参数的方式获取。
２ 跳 频信 号分析 ． ７
次或多次模拟下变频转换到中频带上， 再在 中频带对信号数字
化并进行数字下变频 。 我就把这种下变频 技术称之为数字下变 频技术 （ｉ ｉａ ｏ ｎ Ｃ ｎ ｅ ｔ ｒ ｏ Ｄ ） 如果中频信号变 Ｄ ｇｔ ｌＤ ｗ ｏ ｖｒ ｅ ｒ Ｄ Ｃ 。
１ 通信信号软件分析流程
通信信号可能是在 复杂环境情况下接收， 干扰 因素 多， 而 且信号本身可能是短时突发信号、 连续信号或跳 频信号等 。 我 们 可以使用 自 动或手动的方式存储信号或采样数据。 在通信信
号分析时， 通常先用软件对采样数据进行 时域、 频域、 调制域 等进行 一个初步的分析， 并将感 兴趣信号进行截取、 归类并存 储， 再根据不 同的信号类型分别 由宽带信号分析软件、 话带信 号分析软件、 频信号分析软件 进行分析处理 。 跳 如果是话带信 号， 则可以直 接对该数据信 号进行 解调、 解码 ； 如果数据信号 经 过宽带通信信号分析软件分析得 到的是模拟调制方式 （Ｍ Ａ、 Ｆ 、 Ｓ 等）， Ｍ ＳＢ 则将解调结果再经 过模拟调制由话带信号分析软
法制宣传教育， 着力提高法律素质 ； 快速传递林业资讯信息， 帮
助林农生产； 为林业职能部门建设服务体系增添 便捷 的服务渠
道， 为林农及主管部 门提供 了及时、 全面、 准确的获取林业信息
的服务体系， 缩小城乡数字鸿沟， 促进农 民 增产增收 。 （） ２ 巧借 移动信息技术 ， 提升本地林业信息化水平。“ 林信 通” 台克服了三明林业服务体系不健全、 平 信息传播不通畅、 通 信 网络不发达、 科普支撑不 到位等信息化 发展瓶颈， 改变了传
［ 陈怀新， ４ ］ 基于统计特征主分量的信号调制识别ｌ］ 电子 Ｊ，
科 技 大学 学 报 ２ ０ ， ３３ ０ ４ ３ （ ）
信 通 ” 台正 是 建 立 科 技 支 撑 体 系 ， 林 业 科 技 创 新 作 为区域 平 把
创新体系工作的重要部 署。 过信息化技术服务林业， 通 助力政
成基带信号， 那么对后续信号分析的处理效率大大提高。
混频模 块和抽取滤波模块是 数字下变 频技术 中两个主要
组成部分。 混频模块是将数控振荡器 （Ｃ ） Ｎ ０ 产生的正余弦波样 本值输入信号数据进行乘法计算完成混频。 积分梳状抽取滤波
器 （Ｉ ） ｃｃ级联后再与多级半带滤波器 （Ｂ ） Ｈ Ｆ 的级联 之后构成抽取 滤波模块。
我们首先必须要通过参数测量估计 出信号的载频、 符号速 率、 带宽等参 数之 后， 通过调制识别分析出调制方式， 最后才能对 通信信号进行解调。 ２５ 码 ．解 我们通过对信号的解调可以得到信号的基 带码流。 如果需 要恢复信息序列， 则需要我们进一步对解调后信号的信息进行 编码 分析完成 解码。 编码通常分为有信道编码 、 信源编 码。 对 信号的信息片段进行编码 是恢复原始信息的最重要部分。
多种模 拟和数字调制方 式的情 况 我们通常会采用判决树这
解调、 解码 、 信号细 微特征分析等
种 模式 进行推 断。 在通信 信号 调制识别中我们 还可 以采用 自
动 识别方 式和手动识 别两种方 式对信号进行推断。比如为了在
２１ ．数字下变频技术
数 字 下 变 频 技
术在 软件无 线 电中占 据十分重 要的地位 ， 它是软件无 线电的基 本处理 形式 和核心技 术在超外差式接 收机 中，我们 把信 号混 频