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基于模块化射频仪器的调制信号识别算法研究与系统实现

基于模块化射频仪器的调制信号识别算法研究与系统实现

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作者：姜坤东南大学

学位级别：硕士

调制识别是信号接收检测和信号解调之间的环节,它在电子对抗和民用无线电等领域有很多应用。现有的调制识别技术在识别范围、识别性能或者系统实现上还有所不足,调制识别的研究有着重要意义。本文研究了调制识别的算法并在pxie模块化仪... 详细信息

调制识别是信号接收检测和信号解调之间的环节,它在电子对抗和民用无线电等领域有很多应用。现有的调制识别技术在识别范围、识别性能或者系统实现上还有所不足,调制识别的研究有着重要意义。本文研究了调制识别的算法并在pxie模块化仪器平台上对识别算法做了实现,本文的主要工作内容如下：介绍了对各种调制信号的原理,分析了它们在时域或者频域上的不同,在此基础上,研究了模拟调制信号的调制识别算法,给出了识别的流程。然后研究了决策树和支持向量机的原理,分别设计了决策树分类器和支持向量机分类器,并完成AM、FM、DSB、LSB和USB信号的识别仿真,仿真结果表明信噪比在lOdB以上时,五种调制信号的正确识别率在95%以上。研究了数字调制信号的识别算法,包括瞬时特征提取,聚类算法和高阶累积量算法。首先研究了瞬时特征提取法,构造了瞬时幅度、瞬时相位和瞬时频率相关的特征量,在信噪比为lOdB的环境下,识别了2ASK,4ASK,BPSK, QPSK,2FSK和4FSK信号,正确识别率高于90%。针对这种算法不能识别MQAM信号的问题,本文接下来研究了减法聚类算法的原理,并采用减法聚类做调制信号识别,根据聚类分析的结果分别识别了MQAM, MPSK和MASK信号,其中MQAM信号在信噪比为20dB时,正确识别率在90%以上,MPSK信号在信噪比为lOdB时,正确识别率在95%以上,而MASK信号在信噪比为15dB时,正确识别率在95%以上。针对瞬时特征提取方法和聚类算法识别范围较小的问题,本文研究了高阶累积量算法,基于四阶和六阶累积量,在信噪比较低的情况下,识别出了多种数字调制信号。同时,也给出了OFDM和单载波信号之间的识别算法和仿真结果,结果表明高阶累积量算法在信噪比为8dB时,对4ASK, BPSK, QPSK,2FSK,16QAM,32QAM, OFDM等信号的正确识别率达到90%以上。研究了NI pxie模块化仪器平台的调制识别系统实现,介绍了使用的软件和硬件,给出了系统架构图。研究了调制识别用到的方法,设计了调制识别系统的前面板和程序框图,并利用调制识别系统对调制信号做了识别,结果表明调制识别系统对4ASK,BPSK, QPSK,2FSK,16QAM，32QAM等信号的正确识别率在90%以上。最后,对本文的工作做了总结和展望。

关键词：调制识别模拟调制数字调制高阶累积量 pxie模块化仪器

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基于PXle仪器的2.45GHz RFID国家标准GB/T 28925一致性测试技术研究与实现

基于PXle仪器的2.45GHz RFID国家标准GB/T 28925一致性测试技术研...

引用

作者：李倩东南大学

学位级别：硕士

2.45GHz频段的RFID技术近年来得到快速发展,在物流管理、人员监控、船舶识别等领域有着广泛应用前景。由于RFID需求和标准的多样性和差异性,传统的测试仪器已不能满足实际应用需求,高性能的软件自定义实时测试仪器已成为一种必须。本文... 详细信息

2.45GHz频段的RFID技术近年来得到快速发展,在物流管理、人员监控、船舶识别等领域有着广泛应用前景。由于RFID需求和标准的多样性和差异性,传统的测试仪器已不能满足实际应用需求,高性能的软件自定义实时测试仪器已成为一种必须。本文在pxie模块化仪器硬件平台上,围绕2.45GHz频段的GB/T 28925 RFID标签一致性测试系统的设计与实现展开,主要研究工作如下：首先,对2.45GHz频段的RFID系统的工作原理进行了研究,阐述了RFID系统的基本框架以及采用半有源标签系统通信过程中所采用的关键技术。对于半有源标签提出了一种低频外部唤醒和微波频段利用反向散射调制原理传输数据的双频通信方案,并对O-QPSK 和 DBPSK两种调制方式进行了原理分析与仿真实现。接着,详细研究了GB/T 28925空中接口协议中物理层和数据链路层的关键技术,对于物理层,研究了阅读器与标签通信链路的工作频率、调制扩频方式以及信息速率等技术参数;对于数据链路层,研究了通信数据的组帧格式、消息数据格式、标签状态转移、常用通信命令集以及协议工作方式等;同时还详述了本文测试系统中实现的测试项需求与测试方法,为后续实现一致性测试系统奠定了理论基础。然后,完成了3B/T 28925 RFID一致性测试系统在pxie模块化虚拟仪器平台上的实现,主要分为底层FPGA上RFID阅读器原型机和上层上位机测试模块两部分。介绍了测试系统的整体软硬件架构,采用时钟嵌套状态机的结构,实现了支持O-QPSK和DBPSK两种调制方式的RFID阅读器原型机;原型机主要包括物理层发射机、接收机和数据链路层三个部分。物理层发射机负责对命令数据的编码调制;接收机负责对接收基带信号的解调解码;数据链路层负责生成命令、分析响应以及控制命令交互,并将接收机解码后的数据传输至上位机。对发送和接收过程中的仪器驱动模块配置进行说明,并验证了FPGA底层原型机实时通信的正确性。最后,在RFID阅读器原型机的基础上完成测试模块的设计与实现,搭建完整的测试系统。测试模块实现了标签的射频与协议一致性测试,如联合时频分析、信号工作频率、占用信道带宽、信息速率、标签响应时间、标签命令响应以及标签状态转移的测试等,并对每个测试项都给出了具体的理论分析、程序说明和测试结果的显示。总之,本文设计了完全符合GB/T 28925空中接口协议规范的RFID标签一致性测试系统,该系统具备实时交互性、并行性、可扩展性和灵活性。

关键词： RFID测试系统 pxie模块化仪器 GB/T 28925 LabView FPGA 一致性测试

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