无线电信号调制浅探

赵志强

（作者单位：新疆广电局节传中心694台）

无线电信号调制浅探

赵志强

（作者单位：新疆广电局节传中心694台）

在现实世界中，无线电信号随处可见。认知无线电能感知周围环境并根据环境中的信息改变自身参数,优化服务质量,其信号的调制类型识别具有重要的意义。就目前的技术来看，利用无线电进行随时随地的自由通信理想暂时还实现不了，因此，需要对无线电通信系统进行不断研究。调制识别在对无线电通信系统的认知中具有十分重要的意义。

无线电；信号；调制识别

1 获取原始信号

空中无线电波看不见、摸不着。无线电监测原始的方法就是接收并测量无线电频谱。频谱可以告诉人们在什么频率有信号，但频谱反映的信号特征非常有限。现代无线电管理会采用数字中频的无线电接收机，对感兴趣的信号基带进行采集和分析，来识别信号特征。射频信号通过变频产生中频信号，经过中频带通滤波，送到ADC数字化。数字化后的波形进入数字信号处理模块。在数字信号处理模块中将中频数字波形分别乘以余弦和正弦波形，再通过低通滤波，就可以还原出感兴趣的频点信号的基带信号。由于基带信号载波频率为0，时域波形体现为复数I(t)+jQ(t)，所以通常称基带信号为IQ信号。

2 信号处理和识别

2.1 波形N次方的频谱

这个算法就是将基带波形做N次方然后分析频谱。这个算法对于调制和编码的频率敏感。

简单来说，直接做（1次方）频谱，就可以看到FSK信号频偏数量；2次方频谱，可以分析ASK码速率，PSK和MSK的载波和码速率；4次方频谱可以分析PSK和QAM的码速率。

图1为信息台的2FSK信号，直接做频谱，可以看到2个频率点上的峰值。对于CDMA基站下行信号，直接做频谱只是看到如图1(b)显示的宽带频谱，但是对基带信号做4次方后再做频谱，就显示出如图1(c)的峰值，这个特征峰表达了CDMA基站信号的特征。

图1 不同信号N次方频谱比较

2.2 直方图统计

对信号解调后，可以用直方图显示其调制特性。例如，ASK的符号数、FSK的载波和符号数、PSK的符号数和符号速率、MSK的符号数。要注意的是对于PSK信号解调相，要消除载波频偏导致的相位线性漂移。将信息台FSK信号按照调频解调，就得到频率随时间变化的曲线，将该曲线在频率轴上做直方图统计，就得到直方图统计。在联合视频分析可以得出频率跳变有一些波动，所以在直方图里面可以得出2个频偏显示出一定扩散分布。

2.3 频谱自相关

对波形载噪比进行模拟，可以发现信噪比降低对谱图影响很小。同样，对其他参数进行试验，如频偏、脉冲成形滤波和少量码速率变化，都不敏感。也就是说，码速率接近的BPSK信号频谱自相关谱图稳定不变。频谱自相关对不同调整方式敏感。也就是说这个算法对调制方式识别有较好参考价值。

3 应用实现

聚星仪器推出了基于软件无线电架构的高性能无线电接收机V3X。该接收机采用多级下变频器，将射频转换到中频，然后通过高性能中频处理器采集并处理成IQ基带信号。基带信号通过高速通用总线传给计算机，做频谱和各种分析，同时提供原始基带信号存储功能。目前聚星仪器的接收机有多种款式，覆盖3.6 GHz和6 GHz两个频率范围，瞬时中频带宽20 MHz、40 MHz可选。

本文利用仿真和采集到的实际无线电信号，实践试验了国际电联推荐的信号调制参数识别方法。实验结果表明，这些方法都有较显著效果，可以为无线电科研和管理提供先进的深度信号分析和识别工作平台。

[1]王婷婷.认知无线电信号调制识别技术的研究[D].北京:华北电力大学,2012.