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基本部分:1)生成单音干扰、多音干扰、宽带噪声干扰、部分频带噪声干扰、宽带梳状谱干扰、线性调频干扰等6 种通信干扰信号;2)选择合适的特征参数,采用决策树法实现对上述干扰信号的识别,高斯白噪声信道,干噪比(JNR)为0~15dB,识别正确率大于95%。扩展部分:选择合适的特征参数,采用NN 或者SVM 机器学习实现对上述干扰信号的识别,高斯白噪声信道,干噪比(JNR)为0~15dB,识别正确率大于95%。 实验主要完成了三部分工作。 1. 通信干扰信号的生成。对6种干扰信号进行了仿真。 2. 特征参数的提取和讨论。对时域和频域的参数进行了提取,分析了不同JNR下的参数变化趋势,以及不同干扰信号之间的差异。 3. 基于特征参数的分类。选择合适的特征参数,分别使用决策树法、支持向量机法以及神经网络法对干扰信号进行了分类。
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通信干扰信号识别
抗干扰通信编程作业——通信干扰信号的识别
一、 题目要求
基本部分:1)生成单音干扰、多音干扰、宽带噪声干扰、部分频带噪声干扰、宽带
梳状谱干扰、线性调频干扰等6 种通信干扰信号;2)选择合适的特征参数,采用决策树法
实现对上述干扰信号的识别,高斯白噪声信道,干噪比(JNR)为0~15dB,识别正确率大于
95%。扩展部分:选择合适的特征参数,采用NN 或者SVM 机器学习实现对上述干扰信号
的识别,高斯白噪声信道,干噪比(JNR)为0~15dB,识别正确率大于95%。
二、 通信干扰信号的生成
(一) 单音干扰
单音干扰信号在某个频点上发射,是一个单频连续正弦波形。时域表达式如下
11\* MERGEFORMAT
()
其中, 为干扰信号功率, 为干扰信号频率, 为干扰信号相位且服从均匀分布
设定 , , ,得到如XX所示时域波形和单边频谱。
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
single-tone jam
time (milliseconds)
Figure 1 单音干扰时域波形
第 1 页
通信干扰信号识别
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
10
-3
10
-2
10
-1
10
0
Single-Sided Amplitude Spectrum of single-tone jam
Frequency (Hz)
|Y(f)|
Figure 2 单音干扰单边频谱
(二) 多音干扰
多音干扰信号在多个离散的频点上发射,时域表达式如下
22\* MERGEFORMAT ()
其中, 为干扰信号功率, 为干扰信号频率, 为干扰信号相位且服从均匀分布。
表示多音干扰的频点个数。设定 , ,设定
。得到如XX所示时域波形和单边频谱。
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
-6
-4
-2
0
2
4
6
multiple-tone jam
time (milliseconds)
Figure 3 多音干扰时域波形
第 2 页
通信干扰信号识别
0 50 100 150 200 250 300 350
10
-3
10
-2
10
-1
10
0
Single-Sided Amplitude Spectrum of multiple-tone jam
Frequency (Hz)
|Y(f)|
Figure 4 多音干扰单边频谱
由图X可以看出,多音干扰信号从100Hz的频点开始,每间隔10Hz有一个冲激,代表
一个干扰频点,一个有10个冲激。
(三) 宽带噪声干扰
宽带噪声干扰是将高斯白噪声通过一个宽带滤波器,得到在每一个宽带范围内的阻塞
噪声。设白噪声 ,其中 是干扰功率, 是低通滤波器的截止频率。
则宽带噪声干扰可以表示为 ,滤波器的频域表达式为
33\* MERGEFORMAT ()
设定 , ,得到时域宽带噪声干扰信号和其单边频谱如图所示。
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
-3
-2
-1
0
1
2
3
Broadband Noise Jam
time (milliseconds)
Figure 5 宽带噪声干扰时域波形
第 3 页
通信干扰信号识别
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
-120
-100
-80
-60
-40
-20
Single-Sided Amplitude Spectrum of Broadband Noise Jam
Frequency (Hz)
|Y(f)|(dB)
Figure 6 多音干扰单边频谱
(四) 窄带噪声干扰
与宽带噪声干扰产生方法类似,将白噪声通过一个窄带滤波器,得到瞄准某一个窄带
范围的阻塞信号。窄带滤波器的频域表达式为
44\* MERGEFORMAT ()
表示瞄准频率。设定 , ,得到时域窄带噪声干扰信号和其单
边频谱如图所示。
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
Narrowband Noise jam
time (milliseconds)
Figure 7 窄带噪声干扰信号时域波形
第 4 页
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