Αυτοματη Αναγνωριση Ψηφιακου Σηματος

Abstract

Ο σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας ήταν να αναπτύξει μία τεχνική αυτόματης αναγνώρισης ψηφιακών σημάτων. Συγκεκριμένα, η λειτουργία αυτή θα πορούσε να επηρεάσει σε μεγάλο βαθμό τα ραδιοσυστήματα Software Radio. Τα ραδιοσυσήματα Software radio περιλαμβάνουν, σε αντίθεση με τα συμβατικά ραδιοσυστήματα, επαναπρογραμματίσιμο λογισμικό και μπορούν με αυτόν τον τρόπο να επικοινωνούν μεταξύ τους μεταβάλλοντας μόνο τις παραμέτρους του λογισμικού τους. Η τεχνολογία του Software radio έχει πλέον εξελιχθεί σε τέτοιο βαθμό, ώστε να αποτελεί πρότυπο αφενός της λειτουργίας του ψηφιακού ραδιοσυστήματος και αφετέρου της φόρτωσης λογισμικού σε πραγματικό χρόνο. Η πρώτη οδήγησε στην επανάσταση των ασύρματων επικοινωνιών, ενώ η δεύτερη διευκολύνθηκε από την επανάσταση του Internet. Η σημαντικότερη τεχνική επεξεργασίας που έχει αναπτυχθεί και αφορά στην υλοποίηση της αναγνώρισης της διαμόρφωσης ψηφιακών σημάτων χρησιμοποιεί ένα συνδυασμό επεξεργαστών γενικού σκοπού και DSPs.Γενικότερα, πολλοί επστήμονες έχουν ασχοληθεί στο παρελθόν με το ζήτημα της αναγνώρισης ψηφιακών σημάτων. H μελέτη των βασικών χαρακτηριστικών των σημάτων(όπως για παράδειγμα το ιστόγραμα πλάτους και το ιστόγραμμα συχνότητας) και η ανάπτυξη πιθανοθεωρητικών προσεγγίσεων απόφασης, αποτέλεσαν τον πυρήνα της εργασίας τους. Σε αυτή τη διπλωματική εργασία γίνεται μελέτη της αυτόματης αναγνώρισης ψηφιακών σημάτων με τη χρήση των wavelets. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιείται ο μετασχηματισμός wavelet προκειμένου να γίνει αποσύνθεση του σήματος σε ένα σύνολο κυματομορφών βάσης (wavelets) και να γίνει στη συνέχεια η μελέτη των συνιστωσών τους. Η αναγνώριση της διαμόρφωσης μπορεί να επιτελεστεί σταδιακά σε δύο βήματα. Στο πρώτο βήμα γίνεται η αναγνώριση του τύπου της διαμόρφωσης, ενώ στο δεύτερο γίνεται ανγνώριση της τάξης της αναγνώρισης. Συγκεκριμένα,στην εργασία μας έχουμε ασχοληθεί με την αναγνώριση ASK, PSK, FSK και QAM σημάτων μεγέθους 2, 4, 8 και 16 κάνοντας χρήση του μετασχηματισμού wavelet του Haar και πιο συγκεκριμένα του αστερισμού του |HWT|. Η μορφή του αστερισμού μας δίνει τις απαραίτητες πληροφορίες για το είδος της διαμόρφωσης, ενώ ο αριθμός των τοπικών μεγίστων που δημιουργούνται μας πληροφορεί για την τάξη της. Προκειμένου να επιτύχουμε την αυτόματη αναγνώριση των σημάτων,, εκτός από την θεωρητική προσέγγιση του προβλήματος , χρησιμοποιήθηκε εξομοίωση που κατασκευάστηκε με τη χρήση του προγράμματος Matlab (v. 7.0.4).