基于小波的数字调制信号特征分析

介绍了一种新的Leago 小波，分析了其基本特性，并利用Leago 小波对幅度键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）信号的突变特征进行了分析，得到了一些不同于经典小波分析的特征规律。实验结果表明，Leago 小波确实具有独特的性能特点，能够显著地表征数字调制信号的突变特征。
关键字：小波变换；Leago 小波；数字调制信号；特征分析
数字调制信号广泛应用于当今社会军用、民用数字通信各个方面，其特征的分析研究具
有重要意义。数字调制信号主要包括幅度键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）三种基本类型，通信传输的有用信息是分别体现在载波信号在码元转换时刻的幅度突变特征、频率突变特征、相位突变特征上。因此，对数字调制信号特征分析的关键就是分析其突变特征[1-4]。
数字调制信号的传统分析方法主要是采用时域波形特征分析、傅立叶变换后的频域分析
及其它变换域分析。但是，这些变换方法难以全面地分析信号的突变特征。与传统分析方法相比，小波变换具有明显的优势。小波变换通过尺度因子的伸缩，具有“变焦”特性，小尺度表现信号的高频细节信息，大尺度体现信号的低频轮廓信息；通过时间平移来定位事件或突变信息的时间位置。因此，小波变换是一种时频局部化分析方法，它将时域和频域结合起来描述信号的时频联合特征，特别适合于分析数字调制信号在各个码元转换时刻的细微特征，如信号突变的时间、类型及突变的程度。传统的经典小波具有带通特性，小波变换类似于品质因子恒定的带通滤波器，在分析高频突变信息时由于带宽很宽，把较大范围的非突变信息也包括进来，而且会引入更多的噪声，不利于突变信息的显著提取。因此，希望寻找到一种新的小波基函数，具有一定的带阻性质，能够抑制非突变信息的频率成分，使得突变特征表现更加显著。
本文介绍的Leago 小波正是具备这一重要性质的新颖小波。在分析Leago 小波构造的基
础上，利用Leago 小波分析了典型的数字调制信号，并给出了实验结果。理论分析与实验结果均表明，Leago 小波分析MASK、MPSK、MFSK 数字调制信号的突变特征具有更强的显著性，这对于噪声环境下的码元速率提取，类型识别，以及进一步的数字解调都有重要意义。