[毕业论文] 通信电台个体识别仿真与应用平台 [复制链接]

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毕业论文-通信电台个体识别仿真与应用平台，共129页，

中文摘要

通信电台个体识别在军事和民用领域具备广泛应用前景，但其微弱特征的有效提取也具有很

高的技术难度和挑战性。在现有信号建模识别方法基础上，论文创新性地开展了基于混沌非

线性理论的通信电台个体识别研究。首先，针对通信电台的暂态和稳态信号，论文分别提取

了信号的关联维、功率谱、Lyapunov 指数、Kolmogrov 熵、广义分形维数等特征参数，证明

电台暂态信号具有稳定的混沌特性，而稳态信号混沌特性相对较弱。进而，分别研究了混沌

特征参数提取和分类器设计有效方法，将波形显示、预处理、混沌特征提取和神经网络分类

器进行了封装，构建了基于 MATLAB 的通用 GUI 通信电台个体识别平台，实现了识别方法

的选择和识别全过程的可视化。同时，针对多部通信电台的实测数据，论文基于通用平台通

过图形窗口与数据库进行了交互，获得了优于现有方法的识别效果。论文在电台信号混沌建

模、通用 GUI 识别平台搭建及实测数据验证三方面工作均具有创新性，证明了基于混沌分析

实现电台个体识别的有效性。

关键词：混沌特征；图形用户界面；通信电台个体识别

ABSTRACT

Communication transmitter individual identification has wide applications both in the military

and civilian fields, but the effective weak feature extraction has high technical difficulties. This

paper gives a significant study based on chaotic theory using the existing signal modeling methods.

Firstly, this paper extracts the features of transient and stable signals based on the chaotic theory. It

is proved that the transient signal has stable chaotic characteristics while those of the stable signal

are less obvious. This paper studies on the effective ways of chaotic features extraction and

classifier and a general platform is provided based on GUI integrated data visualization,

pre-processing, chaotic feature extraction and the ANN classifier to realize the visualization of

feature extraction and the whole identification process. The paper obtains the identification results

superior to existing methods based on interactive analysis of the real measured data in the graphic

windows of the established platform. This paper provides 3 aspects of novel work on the radio

signal chaotic modeling, the general GUI identification platform designing and the validation of

real measured data. Therefore, the effectiveness is demonstrated for the proposed methods based on

chaotic theory.

Keywords ： Chaotic features; Graphic User Interface (GUI); Communication transmitter

individual identification

目录

第 1 章 引言 ..... 1

1.1 课题背景、意义 ... 1

1.1.1 电台个体识别的意义、背景 .... 1

1.1.2 国内外研究现状 ........... 1

1.1.3 相关理论知识 .. 2

1.2 可视化平台的意义 ............ 2

1.3 课题研究目标、内容以及要求 ..... 3

1.3.1 研究目标 .......... 3

1.3.2 研究内容 .......... 3

1.3.3 课题要求 .......... 4

1.4 小结 .......... 4

第 2 章 通信电台信号的混沌特征分析 5

2.1 引言 .......... 5

2.2 混沌理论 .. 5

2.2.1 混沌的定义和概念 ....... 5

2.2.2 混沌运动的特点 ........... 5

2.3 通信电台信号细微特征机理分析 ............ 10

2.3.1 暂态特征的产生机理 . 10

2.3.2 稳态特征的产生机理 ..11

2.4 通信电台信号混沌特征参数提取及分析 13

2.4.1 通信电台信号的功率谱特征 .. 18

2.4.2 混沌运动关联维特征 . 21

2.4.3 主分量分析 .... 29

2.4.4 混沌运动的 Lyapunov 指数 .... 31

2.4.5 混沌运动的 Kolmogrov 熵...... 34

2.4.6 时间序列的盒维数 ..... 36

2.4.7 时间序列的广义分形维数 ...... 38

2.5 小结 ........ 40

第 3 章 仿真与应用平台 ......... 43

3.1 引言 ........ 43

3.2 系统平台搭建环境 .......... 43

3.2.1 MATLAB 简介 44

3.2.2 GUI 简介 ......... 44

3.3 系统模块和功能 . 48

3.3.1 平台系统主界面 ......... 48

3.3.2 特征提取模块 53

3.3.3 分类器选择模块 ......... 56

3.3.4 清空模块 ........ 65

3.4 小结 ........ 65

第 4 章 实测数据实验 67

4.1 引言 ........ 67

4.2 各模块数据处理流程 ...... 68

4.3 标准混沌时间序列 .......... 73

4.4 通信电台暂态信号 .......... 76

4.5 通信电台稳态信号 .......... 77

4.6 小结 ........ 78

第 5 章 总结和展望 .... 79

5.1 论文与工作总结 . 79

5.1.1 混沌理论的研究 ......... 79

5.1.2 模式识别 ........ 79

5.1.3 MATLAB 的 GUI 编程 79

5.2 工作展望 79

5.2.1 混沌特征参数的选取 . 80

5.2.2 GUI 平台 ......... 80

5.2.3 分类器设计 .... 80

插图索引 ......... 81

表格索引 ......... 85

参考文献 ......... 87

致谢 ......... 89

声明 ......... 91

附录 A 外文资料的书面翻译.. 93

在学期间参加课题的研究成果 .......... 117

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