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摘要：通信信号调制方式识别方法根据我国产业发展的实际不断的完善与改进，所以现阶段的技术应用具备较高的水平。但是调制方式识别方法应用期间，需要结合计算方法与产业的未来发展方式进行，才能保证无线通信信号调制的创新应用，发挥通信产业的社会价值。
关键词：通信信号；工程应用；关键技术
1通信信号分析总体框架
由于分析的对象往往隐藏在复杂的电磁环境下，可能是短时突发信号、连续信号、跳频信号等。信号存储采用的是自动或者手动存储方式，所以一般通信信号分析时，首先利用CoolEdit软件对采样数据进行时域、频域、调制域等初步分析，并将感兴趣的信号进行截取存储；然后，根据不同的信号类型分别由宽带通信信号分析软件、话带通信信号分析软件、跳频通信信号分析软件进行分析处理。如果经宽带通信信号分析软件分析得到的是模拟调制方式（AM、FM、SSB等），解调结果可由话带通信信号分析软件判断是语音信号还是话带信号，对于话带信号可以继续进行信号参数测量、调制方式识别、解调、解码等分析；如果经跳频通信信号分析软件对跳频信号完成识别、拼接后，可以将拼接后的数据用宽带通信信号分析解调软件进行继续分析。
宽带/话带通信信号分析软件主要是完成中频/话带定频通信信号的时域、频域、调制域分析，载频、符号速率、信号功率、信噪比、信号带宽等参数测量，细微特征分析，调制识别，解调等功能。跳频通信信号分析软件主要是完成短波/超短波跳频通信信号的频率集、跳速、信号带宽及功率等参数提取，跳频信号的分选、拼接等功能。
2信号分析的关键技术
2.1数字下变频
数字下变频作为软件无线电的基本处理形式，将中频信号变成基带信号可以大幅提高后续处理效率。如果需要同时处理多通道的信号，也可以采用多相滤波器组信道化接收机模型[1]进行数字下变频，这种数字下变频方式主要优点是在大幅节省FPGA资源的前提下并行处理多个信号。对于软件处理方式，一般每次都是处理一个信号，因而一般可利用多相滤波的结构实现FIR低通滤波器以减小计算量。
2.2参数测量
2.2.1载频测量
对于单载频数字调制信号，对信号的M次方的非线性处理，可再生出单频信号；然后，通过估计非线性变换生成单频信号的频率来估计信号载波的频率。CZT算法比较适合细化倍数高的场合，具有频率分辨率高、速度快的优点。对于多载频数字调制信号，采用M次方不能得到载频分量，可采用时频变换得到信号的瞬时频率，然后通过平均运算估计出信号载频。
2.2.2符号速率测量
随机脉冲序列的功率谱包含有连续谱和离散谱。此外，还可发现含有频率间隔为离散谱码元速率的离散谱。而功率谱可通过计算信号自相关函数的傅里叶变换得到，这也是延迟相乘法的理论依据。
2.3调制识别
调制识别是通信信号分析很重要的一项任务，而实际侦收信号的调制识别也是一个难点。通信信号调制识别典型的方法包括统计模式识别、周期谱相关方法、高阶累积量、星座图聚类、支持向量机识别、基于最大似然比准则识别[12]等。其中统计模式识别主要还是根据通信信号基本特征来完成的。
在实际调制识别算法中，尤其是包含了很多种模拟、数字调制方式的情况下，通常采用判决树的模式进行。除了上述通信信号的特征参数外，同时需要综合考虑信号的频谱、M次方谱、符号速率谱、星座图特性、瞬时频率、瞬时幅度等多种特征参数进行判决。
由于是事后分析，在调制识别中可以采用自动识别方式和手动识别两种方式。对于手动识别，可以在识别流程关键点或者特征容易出错的流程点进行特征值或者特征图形显示，通过人工辅助向导式完成调制识别。这种识别方式对于复杂环境下的信号调制识别实用性更佳。
在实际复杂的电磁环境下，调制识别容易受到多普勒、多径、信道衰落等影响而降低识别概率，所以制定调制识别算法流程时需要充分考虑需要识别的调制种类、信号频段、信道特征、分析对象平台特征等诸多因素。
2.4细微特征分析
（1）根据信号固有特征表现形式分为暂态特征、稳态特征。其中暂态特征反映了系统非稳定工作状态时的非线性特性，带有强烈的个体色彩，例如通信信号电台开、关机时表现的暂态特性；稳态特征反映的是系统稳定工作状态下的特征，例如频率稳定度、调制度、相噪特征、杂散特征（包括互调、寄生调制等）；（2）根据信号特征的稳定性时间表现形式分为相对特征、绝对特征。绝对特征是在一个时间段内（例如一次开关机持续时间段等）比较稳定的特征，在实际工程中很难找到不同目标的绝对特征；而相对特征（例如一定时间段内的频率稳定度、瞬时频率曲线、调制度等）在不同的发射台之间往往有一定的区别，这也是实际工程应用中比较关注的一类特征。除了单纯从实际信号的表现形式上分析外，同时也可以对信号进行内涵分析，通过解析协议层的内容得到不同发射台的个体标识，从而达到细微特征分析的最终目的，进行个体识别。
2.5解调
解调是非协同信号分析的一个升华，也是作为对参数测量、调制识别分析结果的一种佐证。对于非协同的通信信号进行解调时，首先必须要通过参数测量估计出信号的载频、符号速率、带宽，然后通过调制识别分析出调制方式，最后才能进行解调。为了达到更好的解调效果，要求方便调整解调器参数，并且可显示解调眼图、星座图等图形。
由于侦收信号频段可能涉及到短波、超短波、微波等频段，且不同频段的电磁环境、信道模型、信号带宽、调制样式以及侦收对象等差异很大；同时，接收的侦收信号由于多径效应、信道衰落、多普勒、信号起伏等因素使得信号分析变得更加困难，需要有相应的信道均衡技术、AFC、AGC技术来进行适应和改善信号质量。
一个实际的基带传输系统不可能完全满足理想的波形传输无失真条件，因而串扰是不可避免的。当串扰影响严重时，必须对整个系统的传递函数进行校正，使其接近无失真传输条件，这就是均衡。对于非协同侦收情况下没有训练序列信号，只能利用接收机接收到的信号来消除码间干扰，获得与信道匹配的参数，具有“自学”能力的均衡是盲均衡技术。
2.6解码
解调得到的基带码流如果需要恢复信息序列则需要进一步进行编码分析完成解码。编码通常有信道编码、信源编码。编码分析要求对于编码分析理论、形式比较熟悉，同时对于信号链路层也有一定要求，在信号分析中属于专业性很强的一个关键专题，也是恢复原始信息的最重要部分。
2.7跳频信号分析
跳频信号是一种抗干扰、低截获率信号，它在每个频率上驻留的时间很短，并且出现的时间随机不定，如果单从频谱上来看，无法区分被观察信号是跳频信号还是彼此互不相关的常规通信信号，而利用调制域分析可以更好地发现和识别跳频信号。对于跳频信号的识别分选，最常用的方法是最大相关处理法和时间相关统计法。
相似判决法的步骤：选择某一跳作为判决依据，提取该跳频台的跳速、占空比、幅度、信号带宽等参数，然后在接收机带宽范围内频率从低到高依次搜索该时间段，对每个频点计算该时间段内过判决门限的时间长度、过门限信号幅度及方差、信号带宽，通过多方面的参数比较，寻找与第1跳最相似的频点作为后续的跳频点。在进行跳频信号分选的同时，根据参数测量的结果完成跳频信号的拼接，从而可以变频到某一固定的频率上进行信号的分析及解调。
结束语
通信信号侦察面临着电磁环境复杂、信号样式体制多变、截获概率低等问题，软件分析可方便地进行升级以适应侦察对象的发展，从而保证整个侦察设备始终保持着战斗力。本文所讨论的通信信号分析方法已在工程上得以实现并通过了部分实际信号的验证，取得了一些实际成果。
参考文献：
[1]王珊珊。城市轨道交通工程中弱电专业对BIM技术的应用[J].城轨交通，2017（6）：80—82.
[2]王潇。BIM技术在铁路弱电行业的应用[J].铁路通信信号工程技术，2018（6）：79—84.