تخمين فركانس حامل و طبقه بندي خودكار مدولاسيون هاي ديجيتال با استفاده از روش عبور از صفر بهبود يافته و ويژگي هاي آماري

سيستم تشخيص مدولاسيون را مي‌‌توان يكي از بخش‌‌هاي اصلي گيرنده‌‌هاي نوين مخابراتي دانست. تشخيص خودكار مدولاسيون سيگنال دريـافتي، گام مياني بين تشخيص سيگنال و دمدولاسيون آن محسوب مي‌شود و هم اكنون در بسياري از سيستم‌‌هاي مخابراتي شهري و نظامي كاربرد دارد. پژوهش‌‌هاي مختلفي در حوزه‌‌ي طبقه‌‌بندي مدولاسيون‌‌هاي ديجيتالي صورت گرفته است كه اكثر آن‌ها طبقه‌‌بند‌‌هايي را با فرض معلوم بودن فركانس حامل معرفي نموده‌اند. در اين پژوهش، فرض مي‌‌شود كه در گيرنده‌‌ها هيچ‌‌گونه اطلاعي از فركانس‌‌هاي مركزي سيگنال‌‌هاي دريافتي وجود ندارد و هدف، تخمين فركانس حامل و طبقه‌‌بندي نوع مدولاسيون‌‌ها مي‌‌باشد. براي اين منظور يك الگوريتم دو مرحله‌‌اي پيشنهاد مي‌‌گردد كه در مرحله‌‌ي نخست، فركانس كاري سيگنال‌‌هاي مدوله شده باند مياني براساس روش عبور از صفر، تخمين اوليه زده مي‌‌شوند و در مرحله‌ي دوم، سيگنال‌‌هاي مدوله شده از دمدولاتورهاي I/Q عبور داده مي‌‌شوند. سپس گشتاور مرتبه‌‌ي دوم خروجي هم‌فاز براي سيگنال‌‌هاي مختلط باند پايه محاسبه مي‌‌گردد و بر پايه‌‌ي تخمين فركانس حامل اوليه صورت گرفته شده در الگوريتم عبور از صفر و همچنين با استفاده از الگوريتم نزول گراديان، فركانسي كه گشتاور مرتبه‌‌ي دوم خروجي هم‌‌فاز را بيشينه مي‌كند، پيدا مي‌شود. براي مرحله‌‌ي طبقه‌بندي، در ابتدا ويژگي‌‌هاي آماري كارآ براساس گشتاورها و كومولنت‌‌ها براي تمام سيگنال‌هاي مدوله شده استخراج مي‌‌شوند. سپس بر پايه‌‌ي روش‌هاي كلاسيك LDA و PCA تعداد ويژگي‌ها كاهش يافته و آن‌گاه طبقه‌‌بندي مدولاسيون‌‌ها انجام مي‌‌شود. نتايج شبيه‌‌سازي نشان مي‌‌دهند كه الگوريتم پيشنهادي در مقايسه با الگوريتم پايه عبور از صفر، فركانس مركزي سيگنال‌ها را با خطاي كمتري تخمين مي‌‌زند و عملكرد مناسبي در طبقه‌بندي مدولاسيون‌ها دارد.