短波通信中的数字调制信号识别
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■请描述Walsh码的特性以及应用场合。
特性;(1)在非位移的情况下,Walsh序列具有良好的自相关特性。
(2)Walsh序列具有良好的互相关性,在非位移的情况下,Walsh序列的互相关函数为0.(3)若将上述的正交序列取其补序列,即序列中"+1"变|"-1",可得到另外W个序列,正交序列的补序列也是正交的。
(4)若将正交序列及其补序列组合在一起,构成长度为2N的序列,则称为双正交序列,由上述哈达矩阵构成的双正交序列就是Reed-Muller码。
信号正交分割原理,也就是信道分割理论,即;赋予各个信号不同的特征,然后根据各个信号特征之间的差异来区分,实现互补干扰的通信。
应用场合;可将其作为码分多址系统的地址码序码,也可以用于短波扩频猝发通信系统中。
■多址通信技术的数学基础是什么?多址通信技术是实现远程多个用户同时接入通信网络、共享通信资源的技术。
多址通信要解决的基本问题是多用户信号的共存和识别问题,同时要使各用户之间的干扰尽量小。
实现多址通信的理论依据是信号参数的正交性或准正交性。
■对图像进行编码的目的是什么?图像编码是一种信源编码,其信源是各种类型的图像信息。
图像进行编码的目的是以尽量减少比特数表征图像,同时保持复原图像的质量,使他符合预定应用场合的要求。
节省图像存储器的容量,缩短图像处理时间,但这是以压缩和解压的时间为代价的。
■与直接序列扩频相比,跳频扩频方式有哪些特点?跳频带宽取决什么?跳频扩频系统,信号以频率位置跳变的形式躲避干扰。
跳频信号跳变规律复杂,不易被截获。
跳频系统可以采用躲避的方式克服频率选择性衰落。
■叙述载波同步的作用?载波同步;载波同步是指在相干解调时,接收端的解调器要产生一个与接收到的调制载波同频同相的相干载波。
载波同步实现方法分类;插入导频法、直接法。
作用;在各种调制方式中,相干解调具有优良的抗噪声性能获得广泛应用,为实现相干解调,首先必须实现载波同步。
模拟信号:指代表消息的信号参量随消息连续变化的信号。
信号参量连续,时间上无限制。
数字信号:时间上和幅度上都离散的信号数字通信】把需要传送的原始信号变成一系列数字脉冲(最常用的是二进制编码)来传输的通信方式.特点是传递离散的(不连续的)数字脉冲. 优点:1、由于在传输过程中只需识别脉冲的有无,故抗干扰能力强;2、由于在传输过程中可通过再生中继器将失真了的脉冲再生为完整的脉冲,故失真不致沿线积累,传输距离远;3、各种不同形式的信号,如电话、传真、电视等,都化成数字脉冲传输,有利于组成统一的通信网和提高传输质量,并便于保密;4、由于大量采用逻辑电路,便于集成电路化;也易于利用现代固体器件及计算技术的成果。
目前世界上大多数国家都在采用数字通信。
解调:是调制的逆过程,作用是将已调信号汇总的调制信号恢复出来。
基带信号:把反映原始消息的电信号频带信号:即已调信号,经过调制的信号调制:让基代信号F (t)去控制载波参数的过程。
线路传输码型:有线信道中传输的数字基带信号码型编码:把数字信息表示为电脉冲的过程码型译码:由码型还原为数字信息的过程位同步:把在收端产生与接收码的重复频率和相位一致的定时脉冲序列的过程称为码元同步。
方法:插入导频法(外同步法)和自同步法(内同步法)帧同步:接收方应当能从接收到的二进制比特流中区分出帧的起始与终止。
为了解决帧同步中开头和结尾的时刻常采用:帧标记同步法和自同步法。
插入特殊码组实现帧同步的方法有;集中插入方式和分散插入方式。
网同步:为了保证通信网各点之间可靠的进行数字通信,必须在网内建立一个统一的时间标准差错控制:差错编码的基本思想是在被传输信息中增加一些冗余码,利用附加码元和信息码元之间的约束关系加以校验,以检测和纠正错误,增加冗余码的个数可增加纠检错能力。
频分复用?什么叫时分复用?答:将不同信号调制在不同的频率上传输来实现信道复用的方试叫频分复用;将信号经过离散化后在不同的时间段上来传输不同的信号以实现信道复用的方试叫频分复用最佳基带系统:即无码间干扰由满足最加接收条件的数字基带传输系统称做最佳基带系统物理层:通过物理媒体传输位流,处理与物理媒体有关的细节网络接入层:到实际网络硬件的逻辑接口,提供可靠交付网际层:为高层屏蔽物理网络的配置细节;提供路由选择运输层:在端点之间传送数据应用层:为用户提供TCP/IP环境接入,同时也提供分布式的信息服务均匀量化:把输入信号的取值域按等距离分割的量化称为均匀量化串行传输:数据流的各个比特是一位挨着一位的在一条信道上传输。
超短波在军事中的应用【摘要】超短波通信由于其天波传播特性,在通信领域具有其它通信手段无法替代的地位,尤其是抗毁性强,组网灵活,成本低廉等特点,决定其在军事通信领域占有十分重要的地位。
特别是在对于航线覆盖与极地飞行,起着重要的保障作用。
本文浅析了超短波的传播方式及通信特点,阐述其在军事中的应用机遇及挑战。
【关键词】短波通信;传播特性;军事应用;机遇及挑战一、引言短波通信是指利用频率为3 MHz~30MHz(波长为10m~100m)的电磁波进行的无线电通信。
超短波通信又称高频(HF)通信,充分利用短波近距离通信的优点,由于短波通信的固有特点,长期以来,短波通信始终是军事指挥的重要手段之一,一直被广泛地应用于外交、气象、邮电、交通等各个部门,用以传送图像、数据、语言、文字等信息。
短波通信能实现几千公里甚至上万公里距离的信息传送,因此,一直是远距离通信,特别是洲际通信的主要手段。
同时,它也是海上航行和高空飞行的必备通信方式,在国际通信、防汛救灾、海难救援及军事等领域依然发挥着重要作用。
二、超短波通信的传播方式及特性超短波传播方式:一是地面波。
地面波是沿着地球表面传播的波,它沿着半导电性质和起伏不平的地表面进行传播,一方面使电波的场结构不同于自由空间传播的情况而发生变化并引起电波吸收,另一方面使电波不像在均匀媒质中那样以一定的速度沿着直线路径传播,而是由于地球表面呈现球形使电波传播的路径按绕射的方式进行;二是天波。
天波是经过地面上空40~800公里高度含有大量自由电子离子的电离层的反射或折射后返回地面的电波传输方式。
天波是短波的主要传播途径,可实现长距离的传播,短波信号由天线发出后,经电离层的多次反射,传播距离可以由几百公里达到上万公里,且不受地面障碍物阻挡。
在天波传播的过程中,路径衰耗、大气噪声、时间延迟、电离层衰落、多径效应等因素,都会造成信号的畸变与弱化,影响短波通信的效果;三是直接波。
直接波是从发射天线到接收天线之间,不经过任何发射,直接到达,电波就象一束光一样,所以有人称它为视线传播,短波通信由于其天波传播特性,在通信领域具有其它通信手段无法替代的地位。
数字信号无线传输技术摘要:数字信号已进入了现代社会的各个领域,同模拟信号传输相比,数字信号传输有很大的变化。
本文简要阐述了数字信号无线传输特性,以及无线信道对信号的影响,提出了信号改善途径。
关键词:数字信号;信道;无线传输中图分类号:TN 文献标识码:A0 引言在信号传输中,不同的数据必须转换为相应的信号。
模拟数据一般采用模拟信号(Analog Signal),数字数据则采用数字信号(Digital Signal)。
模拟信号的瞬时值的状态数是无限的,如低频正弦信号、语音信号、图像信号等;而数字信号的瞬时值的状态数是有限的,如计算机和电报机的输出信号等。
模拟信号在传输过程中,由于噪声的干扰和能量的损失总会发生畸变和衰减,所以模拟传输时,每隔一定的距离就要通过放大器来放大信号的强度。
然而放大信号强度的同时,由噪声引起的信号失真也随之放大。
当传输距离增大时,多级放大器的串联会引起失真的叠加,从而使信号的失真越来越大。
而数字传输,只有代表了0和1变化模式的数据,方波脉冲式的数字信号在传输过程中除了会衰减外,也会发生失真,但它是采用转发器来代替放大器。
转发器可以通过阈值判别等手段,识别并恢复其原来的0和1变化的模式,并重新产生一个新的完全消除了衰减和畸变的信号传输出去,这样多级的转发不会累积噪声引起的失真。
1 数字信号无线传输的特性信道是信号的传输媒质,按传输媒质的不同,信道可分为有线信道和无线信道,其中无线信道随机性较大,变化快,主要有长波信道、中波信道、短波信道、地面微波信道、卫星信道、散射信道、红外信道及空间激光信道等。
现代移动通信系统都使用数字调制技术,随着超大规模集成(VLSI)技术和数字信号处理(DSP)技术的发展,数字传输系统比模拟传输系统更有效。
数字传输有许多优点:(1)数字信号本身具有更好的抗噪能力和更强的抗信道损耗性能。
采用再生中继、纠错编码等差错控制措施后,数字信号可以再生而消除噪声的累积,甚至可在噪声远大于有用信号的情况下,保证获得可接受的保真度和误码率。
毕业设计(论文)开题报告题目:数字信号的分类算法研究与仿真一、选题的依据及意义:通信信号的自动识别引起了越来越多的关注,它是近年来迅速发展起来的一门高新技术,是信号分析领域的重要组成部分。
随着通信技术的发展,无线通信环境日益复杂,如何有效地识别和监测这些信号,特别是在低信噪比、恶劣信道条件下的调制方式的识别问题,在民用和军事领域都是重要的研究课题。
调制识别技术有很高的实用价值:在民用方面,为了实施有效的无线电频谱管理,常常需要监视民用信号传输,以便发现未注册登记的发射机,此时,信号认证、干扰识别等都涉及调制方式的识别;在电子战中,为实施电子对抗、电子反对抗等,都需要通过调制识别技术查清相关通信或电子信号的参数和性质;另外信号调制识别在信号的调制参数估计、调制解调、电子侦察中都具有重要的作用和广泛的应用。
以前,识别信号的调制方式是借助相关仪器通过分析信号的波形、频谱来完成的。
随着微电子技术的发展,人们开始探索利用以计算机软件为核心的电子设备来识别信号的调制方式。
因此,调制识别方法在软件无线电中的应用,是一个值得研究的方向。
目前这方面的文章和研究越来越多。
如何将调制识别方法与软件无线电的解调方法相结合,同时实现信号的自动接收和解调,是实现软件无线电的关键技术之一,具有重要的前景。
二、国内外研究现状及发展趋势(含文献综述):通信信号调制类型的分类识别是模式识别领域的典型问题。
由于通信信号和信道噪声的一般建模为随机过程,加上未知的信道衰落、多径传播和干扰的影响,调制分类本质上是一个具有多个未知参量的多元模式分类问题。
通信信号调制识别分为人工识别和自动识别两类。
人工识别是最古老、最成熟的一类方法。
它仍然是通信信号调制识别所不能放弃的一种方法,尤其是对通带模拟调制信号。
然而,随着数字通带调制信号在整个无线电工程中逐渐占据统治地位,使无线电调制识别所面对的信号也逐渐以数字调制为主。
对数字调制信号的调制识别而言,人工识别就不再具有优势。
第二章物理层2.1 物理层的基本概念用于物理层的协议也常称为物理层规程物理层的主要任务:确定与传输媒体的接口有关的一些特性∙机械特性∙电气特性∙功能特性∙过程特性数据在计算机内部多采用并行传输方式,但数据在通信线路(传输媒体)上的传输方式一般都是串行传输。
2.2 数据通信的基础知识2.2.1数据通信系统的模型由原系统(发送端、发送方)、传输系统(传输网络)和目的系统(接收端,接收方)组成信号的分类:模拟信号(连续信号):代表消息的参数的取值是连续的。
数字信号(离散信号):代表消息的参数的取值是离散的。
2.2.2有关信道的几个基本概念双方信息交互的方式●单工通信(单项通信)●双半工通信(双向交替通信)●全双工通信(双向同时通信)来自信源信号常称为基带信号(即基本频带信号)调制:基带调制(编码):数字信号->数字信号带通调制(需要使用载波):数字信号->模拟信号常用编码方式●不归零制:正电平代表1,负电平代表0●归零制:正脉冲代表1,负脉冲代表0●曼切斯特编码(常用):位周期中心的向上跳变代表0,向下跳变代表1.●差分曼切斯特编码:在每一位中心处始终都有跳变。
位开始边界有跳变代表0,没有跳变代表1.基本的带通调制方法:⏹调幅(AM)⏹调频(FM)⏹调相(PM)2.2.3信道的极限容量奈氏准则(理想条件下):在任何信道中,在任何信道中,码元传输的速率是有上限的,否则就会出现码间串扰的问题,使接收端对码元的判决(即识别)成为不可能。
香农公式(带宽受限、高斯白噪声)指出:信道的极限信息传输速率 C 可表达为C = W log2(1+S) (b/s)W 为信道的带宽(以Hz 为单位)S 为信道内所传信号的平均功率N 为信道内部的高斯噪声功率信噪比=10 log10 (SN) (dB)提高信息传输速率的方法:●提高信道带宽●提高信噪比●提高每个码元携带的信息量2.3 物理层下面的传输媒体2.3.1导引型传输媒体1.双绞线(双扭线)2.同轴电缆50Ω同轴电缆——LAN/数字传输常用70Ω同轴电缆——有线电视/模拟传输常用3.光缆2.3.2非导引型传输媒体1.无线传输2.短波通信3.无线电微波2.4 信道复用技术●频分复用FDM:所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源●时分复用TDM(等时信号):将时间划分为一段段等长的时分复用帧(TDM 帧)。
跳频通信技术的研究当今信息时代,如何有效的利用宝贵的频带资源,如何进行准确可靠的信息通信是通信领域中至关重要的问题。
扩频通正是在这种背景下迅速发展起来的。
从20世纪40年代起,人们就开始了对扩频技术的研究,其抗干扰、抗窃听、抗测向等方面的能力早已为人们所熟知。
但由于扩频系统的设备复杂,对各方面的要求都很高,在当时的技术条件下,要制成适应军事和民用需要的扩频系统是不可能的,因而扩频技术发展缓慢。
进入20世纪60年代后,随着科学技术的迅速发展,许多新型器件的出现,特别是大规模、超大规模集成电路、微处理器、数字信号处理(DSP)器件、扩频专用集成电路(ASIC)以及像声表面波(SAW)器件、电荷耦合器件(CCD)这样的新型器件的问世,使扩频技有了重大的突破和发展,许多新型系统相继问世,兵在实际的使用和实验中显示出了它们的优越性,使扩频通信成为未来通信的一种重要方式。
并因此受到了人们极大的重视。
扩展频谱系统主要包括以下几种扩频方式:(1)直接序列扩频(DS)(2)跳频(FH)(3)跳时(TH)(4)线性调频(Chirp)本文中主要讲述对跳频通信的研究。
本论文共分X章,第一章扩频技术及其理论基础1.1概论扩展频谱系统具有很强的干扰性,其多址能力、保密、抗多径等功能也倍受人们的关注,被广泛地应用于军事通信和民用通信中。
扩展频谱系统是指发送的信息被展宽到一个很宽的频带上,这一频带比要发送的信息的带宽宽得多,在接收端通过相关接收,将信号恢复到信息带宽的一种系统,简称为扩频系统或SS(Spread Spectrum)系统。
1.2 扩频通信的理论基础扩频通信技术是把要发送的信号扩展到一个很宽的频带上,然后再发送出去,系统的射频带宽比原始信号的带宽宽得多。
这样做,系统的复杂度比常规系统的复杂度要高得多,付出的代价是昂贵的,能得到什么好处呢?可以从著名的香农定理来看。
香农定理指出:在高斯白噪声干扰条件下,通信系统的极限传播速率(或称信道容量)为C=B lb(1+S/N)b/s (1-1)式中:B为信号带宽,S为信号平均功率,N为噪声功率。
【音频】又称声频,是人耳所能听见的频率。
通常指15~20000赫(Hz)间的频率。
【话频】是指音频范围内的语言频率。
在一般电话通路中,通常指300~3400赫(Hz)间的频率。
【射频】无线电发射机通过天线能有效地发射至空间的电磁波的频率,统称为射频。
若频率太低,发射的有效性很低,故习惯上所称的射频系指100千赫(KHz)以上的频率。
【视频】电视信号所包含的频率范围自几十赫至几兆赫,视频是这一频率的统称。
【载波】起运载信息作用的正弦波或周期性脉冲,叫做载波(或载频),随着信号波的变化,使载波的幅度、频率或相位作相应的变化。
【信号】用来表达或携带信息的电量。
【信道】按传递信息的特性而划分的通路。
包括可能实现而尚未实现的通路在内。
【模拟信号】在时间上是连续的或对某一参量可以取无限个值的信号。
【数字信号】所谓数字信号,是指信号是离散的、不连续的。
这是信号只能按有限多个阶梯或增量变化和取值。
换言之,对于数字信号,只需计算阶梯的数目而无需考虑阶梯内信号的大小(最常用的是二进制编码)。
【波段】在无线电技术中,波段这个名词具有两种含义。
其一是指电磁波频谱的划分,例如长波、短波、超短波等波段。
其二是指发射机、接收机等设备的工作频率范围的划分。
若把工作频率范围分成几个部分,这些部分也称为波段,例如三波段收音机等。
【信噪比】信号平均功率与噪声平均功率的比值叫信号噪声比,简称信噪比或信杂比。
以分贝为单位的信噪比表示式如下:信噪比(分贝)=10【噪声系数】指在一定条件下,接收机或放大器,输出端的总噪声功率与内部无噪声源时,由于输入端热噪声所引起的输出噪声功率之比。
【失真】是指信号在传输过程中与原有信号或标准相比所发生的偏差。
在理想的放大器中,输出波形除放大外,应与输入波形完全相同,但实际上,不能做到输出与输入的波形完全一样,这种现象叫失真,又称畸变。
按波形失真的不同情况,可分为幅度失真、频率失真、相位失真三种。
对幅度不同的信号放大量不同称为幅度失真。