ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2020. № 11
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.11.12
УДК 621.376.3
Метод распознавания вида модуляции спектрально-эффективных радиосигналов на основе классификации образов радиосигналов
в пространстве параметров фазовых диаграмм по критерию минимума евклидового расстояния
Е. П. Кадуков, И. К. Утимишева
Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского, 197198, Санкт-Петербург, ул. Ждановская, 13
Статья поступила в редакцию 23 ноября 2020 г.
Аннотация. Представлен метод распознавания вида модуляции (РВМ) спектрально-эффективных радиосигналов, формируемых на основе различного рода сглаживающих фильтров. Разработанный метод предназначен для автоматического радиомониторинга (РМ) параметров радиоизлучений без демодуляции с использованием цифровых осциллографов с целью контроля соблюдения дисциплины и регламента радиосвязи пользователями спутниковых систем связи (ССС). Распознавание вида модуляции предложено выполнять по результатам анализа параметров фазовых диаграмм (ФД) радиосигналов. В основе предложенного подхода к РВМ лежит идея отображения радиосигналов с модуляцией с непрерывным изменением фазы (СМНФ), характеризуемых множеством различных модуляционных параметров, в виде образов в пространстве параметров ФД. Разработан алфавит классов и предложен словарь признаков для множества альтернатив РВМ радиосигналов с модуляцией с непрерывным изменением фазы. Для оценки характера изменения параметров ФД радиосигналов получены эталонные описания конкретных классов априорного словаря, учитывающие изменения варьируемых параметров, формирующих множество альтернатив распознавания. Проведено оценивание влияния размера анализируемого фрагмента и отношения сигнал-шум (ОСШ) в условиях воздействия аддитивного белого гауссовского шума, характерного для спутниковых каналов, на качество РВМ СМНФ. В статье обосновано содержание основных этапов классификации СМНФ в пространстве параметров ФД. В результате статистических экспериментов получены оценки вероятностей правильного РВМ СМНФ.
Ключевые слова: распознавание вида модуляции, спутниковые системы связи, непрерывное изменение фазы, фазовая диаграмма, распознавание образов.
Abstract. A method for automatic modulation classification (AMC) of spectral-effective radio signals generated based on various kinds of roll-off filters is presented. The developed method is intended for automatic radio monitoring (RM) of radio emission parameters without demodulation using digital oscilloscopes in order to control compliance with the discipline and radio communication regulations by users of satellite communication systems (SCS). It is proposed to AMC based on the results of the parameters analysis of the phase diagrams (PD) of radio signals. The proposed approach to AMC is based on the idea of displaying radio signals characterized by many different modulation parameters in the form of pattern in the parameter space of PD of continuous phase modulation radio signals (CPM). Developed an alphabet of classes and was proposed a dictionary of features for a variety of alternatives for CPM AMC. To assess the nature of changes in the parameters of the PD of radio signals, reference descriptions of specific classes of the a priori dictionary are obtained, taking into account changes in the variable parameters that form a set of recognition alternatives. The influence of the size of the analyzed fragment and the signal-to-noise ratio (SNR) under the influence of additive white Gaussian noise (AWGN), characteristic of satellite channels, on the quality for CPM AMC, has been estimated. The article substantiates the content of the main stages of the classification of CPM in the parameter space of PD. As a result of statistical experiments, estimates of the probabilities of correct for CPM AMC were obtained.
Keywords: automatic modulation classification, satellite communication systems, continuous phase modulation, phase diagram, pattern recognition.
Литература
1. Деев В.В. Методы модуляции и кодирования в современных системах связи. – СПб.: ВКА им. А.Ф. Можайского, 2003. – 137 с.
2. Пузырев П.И. Исследование влияния помехи по соседнему каналу на вероятность ошибки приема частотно-манипулированного сигнала // Омский научный вестник. 2012. №3(113). С.344-348.
3. О концепции развития системы контроля за излучением радиоэлектронных средств и (или) высокочастотных устройств гражданского назначения в Российской Федерации на период до 2025 года: утвержден решением Государственной комиссии по радиочастотам при Минкомсвязи Российской Федерации от 04 июля 2017 г. № 17-42-06. Режим доступа: www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/71629318/.
4. Кириллов С.Н., Покровский П.С. Алгоритм классификации вида модуляции неизвестного радиосигнала космических систем передачи информации // Вестник РГРТУ. 2013. № 2. C.3-11.
5. Обнаружение и анализ сигналов сложной структуры / Под ред. А.И. Замарин. – СПб.: МО РФ, 1996. – 552 с.
6. Кадуков Е.П. Модель радиосигналов с модуляцией с непрерывным изменением фазы в пространстве параметров фазовых диаграмм и комплекс информативных признаков для распознавания видов модуляции излучений спутниковых систем связи // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. №7. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2019.7.12
7. Дж. Ту, Гонсалес Р.К. Принципы распознавания образов / Пер. с англ. И.Б. Гуревича: под ред. Ю.И. Журавлева: М. Мир 1978. – 412с.
Для цитирования:
Кадуков Е.П., Утимишева И.К. Метод распознавания вида модуляции спектрально-эффективных радиосигналов на основе классификации образов радиосигналов в пространстве параметров фазовых диаграмм по критерию минимума евклидового расстояния. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2020. №11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.11.12