Hilbert變換與小波變換在數(shù)字信號(hào)調(diào)制識(shí)別中的應(yīng)用

1、科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)高新技術(shù)科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)引言當(dāng)今社會(huì)，無線電資源日趨珍貴，這樣為了充分利用信道容量，滿足多用戶的不同需求，人們提出了各種不同的調(diào)制方式。本文采用變換與小波變換相結(jié)合的方法，對(duì)，六種數(shù)字信號(hào)進(jìn)行瞬時(shí)幅度和相位的特征提取，并進(jìn)行調(diào)制識(shí)別，此方法計(jì)算量相對(duì)較小，且信噪比較低而對(duì)信號(hào)識(shí)別的正確 率較高。調(diào)制識(shí)別原理連續(xù)小波變換設(shè)函數(shù)，其中表示平方可 積的實(shí)數(shù)空間（即能量有限的信號(hào)空間），其傅立葉變換為，當(dāng)其 滿 足允許條 件時(shí)，我們稱為一個(gè)基本小波（母小波）。將母小波伸縮和平移后，就可得到一個(gè)小波序列：，其中a 為伸縮 因子， b 為平移因子，且對(duì)于任意函數(shù)的連續(xù)小波變換公式如下：（）其逆變換

2、公式為：（）離散小波變換在實(shí)際應(yīng)用中，我們常需要對(duì)連續(xù)小波變換加以離散化，這一離散化是針對(duì)連續(xù)尺度參數(shù)和連續(xù)平移參數(shù) 進(jìn)行的。通常把連續(xù)小波變換中的尺度參數(shù) 和平移參數(shù) 分別離散化為：， ，。 擴(kuò)展步長(zhǎng)為固定值，對(duì)應(yīng)的離散小 波函數(shù)公式可寫作： 離散化后小波的系數(shù)則表示為：其中：離散小波變換的重構(gòu)公式（即逆變換公式）為：，其中是一個(gè)與信號(hào)無關(guān)的常數(shù)。變換信號(hào)的復(fù)化主要是借助于變換，變換不是把信號(hào)從時(shí)域變換到其它域，而是把信號(hào)從時(shí)域仍然變換到時(shí)域。規(guī)定接收信號(hào)的實(shí)部和虛部分別為s （t ）和v （t ），則相應(yīng)的復(fù)信號(hào)為：（）其中， （）由信號(hào)調(diào)制方式相關(guān)知識(shí)得到不同通信信號(hào)所攜帶的信息被調(diào)制在

3、載波信號(hào)的幅度、 頻率和相位上，這樣就要求在進(jìn)行調(diào)制識(shí)別時(shí)，提取信號(hào)的幅度、頻率和相位特征信息。從式（）可定義如下特征參數(shù)估計(jì)。（）包絡(luò)瞬時(shí)幅度估計(jì)：（）（）瞬時(shí)相位估計(jì)：（）（）瞬時(shí)頻率估計(jì)：（） 其中瞬時(shí)相位是根據(jù)截獲信號(hào)的解析式計(jì)算得到的，顯然瞬時(shí)相位計(jì)算對(duì)實(shí)際信號(hào)解 析式的實(shí)部和虛部的非零值的誤差相當(dāng)敏感，計(jì)算誤差可能將這些小值的極性變反，因此，必須為截獲信號(hào)解析式的實(shí)部和虛部規(guī)定一 個(gè)實(shí)際零值。當(dāng)相位的真值超過期間，按模計(jì)算相位序列會(huì)造成相位卷疊。載波頻率引起的線性相位分量是造成相位卷疊的主要因素 。所以需對(duì)模相位序列實(shí)施去相位卷疊。本文所選用的去相位 卷疊算 法，是 給模 相位序列

4、 加上如下校正相位序列 ；（） 而。因此，去卷疊后的相位序列 為，。去卷卷疊后的相位序列有一個(gè)線性相位分量，載波頻率是引起線性相位分量的主要因素，可按下式估計(jì)非線性相位分量：識(shí)別方法及其步驟對(duì)三類六 種 數(shù)字調(diào)制信號(hào)首先進(jìn)行變換，計(jì)算信號(hào)的瞬時(shí)幅度，由圖可以識(shí)別出ask ，ask 兩種信號(hào)；接著利用小波對(duì)其余信號(hào)進(jìn)行層離散小波變換，然后取其高頻系數(shù)進(jìn)行變換，計(jì)算信號(hào)的瞬時(shí)幅度，由圖可以識(shí)別出fsk ，fsk 兩種信號(hào)；最后利用變換計(jì)算信號(hào)的瞬時(shí)相位，由圖可以識(shí)別出psk ，psk 兩種信號(hào)。結(jié)語將小波和變換相結(jié)合方法用于數(shù)字信號(hào)的調(diào)制識(shí)別中，從仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著信噪比的降低，信號(hào)的正確

5、識(shí)別率也隨之下降，這主要是由于信號(hào)的小波變換和變換對(duì)噪聲非常敏感。在保證信號(hào)計(jì)算復(fù)雜度不變的條件下，采用更有效的提取方法提取更為有效的特征參數(shù)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行降噪等相關(guān)預(yù)處理操作，使在信噪比降低的情況下而信號(hào)的識(shí)別率能保持或能夠進(jìn)一步提高。變換與小波變換在數(shù)字信號(hào)調(diào)制識(shí)別中的應(yīng)用王旭張達(dá)敏周勇（貴州大學(xué)電子科學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院貴州貴陽）摘要：利用的“”文件編程，采用變換與小波變換相結(jié)合的方法對(duì)，六種數(shù)字信號(hào)進(jìn)行瞬時(shí)幅度和相位的特征提取，進(jìn)而進(jìn)行調(diào)制識(shí)別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此方法可以在信噪比較低的情況下對(duì)信號(hào)進(jìn)行有效的識(shí)別。關(guān)鍵詞：小波變換數(shù)字信號(hào)調(diào)制識(shí)別中圖分類號(hào)： 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： 文章編號(hào)：（）（） 圖

6、從上到下分別是，經(jīng)變換后提取瞬時(shí)幅度波形圖從上到下分別是，經(jīng)小波變換和變換后提取幅度波形圖從上到下分別是，經(jīng)變換后提取的瞬時(shí)相位波形科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)高新技術(shù)科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)參考文獻(xiàn)楊小明，陶然在各種混凝土結(jié)構(gòu)中，裂縫是普遍存在的，盡管我們?cè)谑┕ぶ胁扇×烁鞣N措施，但裂縫還是時(shí)有發(fā)生。裂縫產(chǎn)生的原因有很多種，溫度應(yīng)力的變化是其中重要的原因之一，由此產(chǎn)生的裂縫我們稱為溫度裂縫。由于大體積混凝土施工時(shí)內(nèi)外的溫差以及泵送混凝土中大量膠凝材料的使用，都會(huì)導(dǎo)致溫度裂縫的產(chǎn)生?，F(xiàn)就混凝土施工中溫度裂縫產(chǎn)生原因及控制措施做一探討。溫度裂縫產(chǎn)生的原因混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力。氣

7、溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗拉能力時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護(hù)不及時(shí)、時(shí)干時(shí)濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往導(dǎo)致裂縫?；炷潦且环N脆性材料，其抗拉強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的左右，短期加荷時(shí)的極限拉伸變形只有（）×，長(zhǎng)期加荷時(shí)的極限位伸變形也只有（）×。由于骨料不均勻，水灰比不穩(wěn)定，及運(yùn)輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象，在同一塊混凝土中其抗拉強(qiáng)度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低、易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān)，混凝土只是承受壓應(yīng)力。

8、在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力，則須依靠混凝土自身來承擔(dān)。一般結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到使用時(shí)期的穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力。在混凝土澆筑后的硬化過程中，水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱。由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，使得混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外出現(xiàn)較大的溫差，這些溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。在混凝土的

9、施工中當(dāng)環(huán)境溫度變化較大，或者是混凝土受到寒潮的襲擊等，會(huì)導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降，而產(chǎn)生收縮，表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫，這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。影響因素和防治措施混凝土內(nèi)部的溫度與混凝土體積及水泥品種、用量等有關(guān)?；炷馏w積越大，水泥用量越大，水化熱越高的水泥，其內(nèi)部溫度越高，形成的溫度應(yīng)力越大，產(chǎn)生裂縫的可能性越大。對(duì)于大體積混凝土，其形成的溫度應(yīng)力與其結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)，在一定尺寸范圍內(nèi)，混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大，溫度應(yīng)力也越大，因而引起裂縫的危險(xiǎn)性也越大，這就是大體積混凝土易產(chǎn)生溫度裂縫的主要原因。可見對(duì)溫度應(yīng)力大小的控制在裂縫控制中起

10、著關(guān)鍵的作用。根據(jù)溫度應(yīng)力產(chǎn)生的原因可分為兩類：自生應(yīng)力：邊界上沒有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu)，如果內(nèi)部溫度是非線性分布的，由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如，橋梁墩身，結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較大，混凝土冷卻時(shí)表面溫度低，內(nèi)部溫度高，在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力；約束應(yīng)力：結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應(yīng)力，如箱梁頂板混凝土和護(hù)欄混凝土?；谝陨蠝囟葢?yīng)力產(chǎn)生的原因，減小溫度應(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著手?？刂茰囟鹊拇胧└纳苹炷凉橇霞?jí)配，采用干硬性混凝土，盡量選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，減少水泥用量；采用混凝土的二次攪拌工藝，可以有效地防止

11、水分聚集在水泥砂漿和石子的界面上，使硬化后界面過渡層結(jié)構(gòu)致密、粘結(jié)力增大，從而提高混凝土強(qiáng)度或節(jié)約水泥，并進(jìn)一步減少水化熱和裂縫；摻入混合料加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量。大量試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐表明，混凝土中摻入一定數(shù)量的粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰顆粒呈球狀具有滾珠效應(yīng)，起到潤(rùn)滑作用，可改善混凝土拌合物的流動(dòng)性、粘聚性和保水性，有利于混凝土的泵送，同時(shí)可以降低混凝土中水泥水化熱。在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動(dòng)性、保水性，降低水化熱，推遲水化熱峰值的出現(xiàn)時(shí)間；熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱或著在混

12、凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫；冬季施工時(shí)，注意對(duì)混凝土表面采取保溫措施，防止寒潮的襲擊，特別是對(duì)混凝土板狀和薄壁結(jié)構(gòu)更要如此。改善約束條件的措施合理地分縫分塊對(duì)于大面積的平板結(jié)構(gòu)而言合理的分縫能減小因溫度變化而產(chǎn)生的應(yīng)力，從而避免產(chǎn)生溫度裂縫。合理安排施工工序，分層、分塊澆筑，以利于散熱，減小約束。對(duì)已澆筑的混凝土，在終凝前進(jìn)行二次振動(dòng)，可排除混凝土因泌水在石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分，提高粘結(jié)力和抗拉強(qiáng)度，并減少內(nèi)部裂縫與氣孔，提高抗裂性。此外還要注重混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，混凝土養(yǎng)護(hù)主要是保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件，以達(dá)到兩個(gè)方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫度、濕度變化的侵襲，防止有害的

13、冷縮和干縮，一方面使水泥水化作用順利進(jìn)行，以期達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和抗裂能力。保溫能減少混凝土表面的熱擴(kuò)散，降低混凝土表層的溫差，防止表面裂縫?；炷翝仓螅皶r(shí)用濕潤(rùn)的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養(yǎng)護(hù)，適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間，保證混凝土表面緩慢冷卻。適宜的溫度和濕度條件是相互關(guān)聯(lián)的?；炷系谋卮胧┏３Ｒ灿斜竦男Ч?。新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求，但由于蒸發(fā)等原因常引起水分損失，從而推遲或防礙水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵時(shí)期。結(jié)語溫度裂縫的存在是混凝土施工中不可避免的普遍現(xiàn)象。它不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力。因此，我們?cè)谑┕ぶ袘?yīng)充分認(rèn)識(shí)到裂縫的出現(xiàn)對(duì)建筑物的危害性，采取各種有效的措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)，不斷提高混凝土澆筑質(zhì)量，滿足建筑結(jié)構(gòu)的安全及使用要求。參考文獻(xiàn)劉贊時(shí)混凝土的施工溫