1. 研究目的与意义
随着通信技术的发展,无线通信环境日益复杂。通信信号在很宽的频带上采用不同调制参数的各种调制方式。对未知信号调制方式的识别,可提供信号的结构、信号源以及特性等有用信息,如何有效的识别和监视这些信号,在军事和民用领域都是重要的研究课题。通信信号检测和分析是通信信号的重要内容,它是对敌方通信进行干扰、侦听的前提。商业应用中,通信信号的自动调制识别技术是软件无线电系统中的重要组成部分。
分形理论的诞生不过30多年,但它对多种学科的影响是极其巨大的。卷入分形狂潮的除数学家和物理学家外,还有化学家、生物学家、材料学家等,在社会科学领域,大批经济学家、金融学家乃至画家和电影制作家都蜂拥而入。著名的电影“星球大战”就是用分形技术创作的。分形图像压缩被认为是最具前景的图像压缩技术之一[1],分形图形被认为是描述大自然景色最诱人的方法。有人预一言,在过几十年分形学有可能在某些方面代替现在的微积分,或者说它在自然科学中的作用可以与微积分相比拟[2]。
分形是对没有特征长度但是具有一定意义下的自相似图形和结构的总称,分形维数是描述分形信号复杂程度和不规则性的一种度量方法[3]。分形集合最基本的特性就是自相似性。通信信号作为一种时间序列,分形能对它进行有效的刻画,分形维数能度量信号的不规则程度。分形中的盒维数通常用来描述分形信号的几何尺度的信息[2],而信息维数反映出分形集在区域空间上的分布疏密[2]。
2. 研究内容与预期目标
分形研究的内容
对通信信号的分形特征分析,即考察对象是否具有分形特性[1],在哪个方面表现出分形特性,属于哪一种分形特征。无标度区的确定和分形维数计算,即研究它在什么层次上具有分形特征,分形维数的物理意义和应用[4]。分形维数作为信号复杂度的一种度量手段,能够有效地描述通信信号的几何尺度特性,从一个新的角度揭示信号的特征。通信信号调制类型的特点体现在载波信号的幅度、频率和相位上,信号波形包含了它们在几何、分布疏密上的信息[5],因此信号分形集的维数可用作调制信号分类识别的特征描述。
本设计要求基于分形理论,研究盒维数、信息维数或者其它分形维数在通信信号检测与特征分析即通过分形维数中盒维数、信息维数研究4种不同通信信号(调频、调幅、调相,普通信号等)。
3. 研究方法与步骤
研究方法与步骤:
本课题采用分形维数中的盒维数、信息维数[3]研究4种不同信号。因为不同的通信信号在某个方面存在着相似性,只通过一种方法并不能直接描述这种通信信号的特征,所以我们至少采用两种方式分析不同通信信号。
(1)首先先了解清楚输入的4种不同的通信信号;
4. 参考文献
[1]刘文涛,陈红,蔡晓霞,刘俊彤. 基于分形盒维数的恒虚警检测方法[J].电子信息对抗技术,2013, 28.
[2]Feng Lin, Robert C. Qiu, James Paul Browning. Spectrum Sensing With Small-Size Data Sets in CognitiveRadio: Algorithms and Analysis[J]. IEEE Transactions on Vehicular Technology,2015, 64(1).
[3]曾文曲.分形理论及其应用[M].沈阳,东北大学.2002 05 15(45)
5. 工作计划
(1)第1~2 周 了解分形维数的基本概念及其在调制信号分析方面的应用;
(2)第3~4 周 了解盒维数、信息维数或其它分维在信号分析方面的应用,提
交开题报告;等分形概念与计算方法,
