無線電入侵檢測分類系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著無線電通信、廣播的發(fā)展，頻譜資源顯得愈發(fā)珍貴，需要有相應(yīng)的設(shè)備對頻譜的使用情況進(jìn)行監(jiān)管。本課題擬在軟件無線電平臺上實(shí)現(xiàn)無線電入侵檢測分類系統(tǒng)，主要研究了應(yīng)用于該系統(tǒng)的頻譜感知算法、調(diào)制信號分類算法、正交下變頻硬件電路、數(shù)模模數(shù)板卡控制IP核以及數(shù)字調(diào)制基帶信號的定時(shí)恢復(fù)算法等。
　　改進(jìn)原有的熵的計(jì)算方法，構(gòu)建了基于頻域近似熵的頻譜感知以及調(diào)制信號分類算法，并通過蒙特卡羅仿真對這些算法進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了無線電入侵信號的檢測以及分

2、類功能。根據(jù)方差分析的結(jié)果，基于頻域近似熵的頻譜感知算法能夠感知到信噪比低至-28dB下的二進(jìn)制頻移鍵控信號。在調(diào)制信號信噪比為-20dB的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)91.4％的正確探測率（誤探測率為10%的情況下）。基于頻域近似熵的調(diào)制信號識別算法能夠在信噪比為0dB的情況下，以100%的正確率識別2ASK、4ASK、8ASK、2FSK、4FSK、8FSK信號，對于2PSK、4PSK以及8PSK信號的平均識別正確率為91.55%。
　

3、　采用ADI公司的芯片組，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了經(jīng)由I2C總線控制的正交下變頻電路。在1GHz條件下，該電路的噪聲系數(shù)約為21dB。該下變頻電路本振輸出范圍為137.5MHz-4.4GHz，整個(gè)下變頻電路能夠接收的射頻范圍為70MHz-2GHz。通過頻域、時(shí)域的測試，該正交下變頻電路能夠完成所需的下變頻處理。此外，通過定制化開發(fā)，整合了Xilinx的FMC150驅(qū)動(dòng)IP核與AXI-Lite接口IP核，實(shí)現(xiàn)了AXI-Lite接口的數(shù)模模數(shù)板卡控制IP

4、核，并構(gòu)建了相應(yīng)的片上系統(tǒng)。
　　最后，本論文也對基帶信號定時(shí)恢復(fù)算法的FPGA實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究，應(yīng)用Xilinx的System Generator工具，在FPGA上面實(shí)現(xiàn)了非同步采樣的定時(shí)恢復(fù)算法。該算法可以完成1%以內(nèi)的定時(shí)誤差的恢復(fù)，通過測試，能夠良好地恢復(fù)帶有定時(shí)誤差的采樣信號的星座圖；該模塊可以用于無線電入侵檢測分類系統(tǒng)中調(diào)制信號的解調(diào)，通過該模塊能夠恢復(fù)調(diào)制信號的碼元時(shí)鐘，獲取其星座圖，從而能夠進(jìn)一步獲取數(shù)字基帶信息。<