过采样技术在通信信号处理中的应用研究

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  摘 要:在通信信号处理之中,通常都提前对信号进行调制,然后才进行传输,但是这些信号普遍以周期信号为主,因此在调制之后已经具备一定的周期性特征。基于此,在传输中为了进一步简化过程,一般都将信号调制和传输同步进行,这种技术也就是我们常说的过采样技术,它的应用有效的提高信号接收质量,而且及时的反应信号计量变化,弥补原来信号传输中存在的不足。本文从过采样技术特点入手,分析了其在通信好好处理中的应用情况。
  关键词:通信信号处理;过采样技术;信号处理
  通信信号在过采样之后会具备明显的平稳性,循环信号在处理过程中比非平稳信号的处理方法更加简单,也更容易实现全方位控制,但是过采样技术本身存在的复杂性、多元性会给信号处理技术提出新要求。基于此,以过采样技术为主分析通信信号处理工作至关重要,是当今研究的重点内容。
  1、过采样技术
  通信信号在处理中,经常会在信号发送之前提前进行调制,但是调制之后的信号本身存在着一定的周期性,这种信号的传输已经具备周期性变化。一般在工作中,为了进一步简化处理方法,假设在平稳的信号传输条件下,通信信号具备平稳性,那么它的计量主要是针对周期性开展的。因此相对于非平稳信号处理而言效果更明显,也更容易实现过采样技术的功能。这种技术的应用对于整个信息技术的发展有着巨大推动作用,能有效的实现通信信号的管理,为信息技术的进一步发展提供信息参考,弥补原来信号处理和传输方面存在的不足。因此,在目前的控制中我们能采用这一技术进行研究,这对其中的缺陷进行优化。
  1、过采样技术定义
  过采样技术是一个亿信号接收为基础,以高频率信号处理为前提,假设在工作中采用了速率为P倍数的信号频率,那么整个信号过采样速率为:fx=2pfn(1)在这个公式中,其中fx值得是采样速率,而fm指的是信号宽带以及信号道的最高频率。
  在工作中,过采样技术的应用是一个不低于Nyquist的内容,它在管理工作中是通过对信号输入方面的内容进行研究,针对总功率不便条件下所产生的信号处理理论分析的。如果在工作中,我们采用最小幅度的信号处理技术,那么整个输入的信号也必然会发生随即变化,整个量化噪声也是一个常数。这种技术与原来的过采样技术相比较,频带控制更加复杂、内容更为繁琐,整个信噪比管理难度更大。
  1.2、过采样信号平稳性分析
  过采样信号平稳性是一个独特、复杂的内容,它的研究通常都是根据数字信号系统发射的有限字符序列编码进行的,在编码的研究中按照编码间隔、平均值综合进行计算。在整个工作中,不考虑噪音比的情况下,接收信号计算公式可言按照以下公式计算。
  因此,经过过采样后,接收信号y(n)是循环平稳信号,且其循环周期为T。
  2、过采样技术的应用
  过采样技术是从上个世纪九十年代中期提出的一种信息处理新技术,它的应用揭示了循环平稳信号的基本本质,而且也平稳循环处理技术的应用奠定了扎实的理论基础。就这一技术投入应用的近二十年时间里,我们深入的发现这种技术有着独特的和优势,为循环平稳技术的利用和处理提供了扎实的基础,也为现代化技术的提高给予了应有的分析。就目前的常见过采样技术进行分析,其主要的应用可以从以下几方面进行研究。
  2.1、系统盲辨识和盲均衡方面
  无线通信、数字通信是目前人们研究最多、最深入的问题之一,这一技术的应用有效的克服了码间干扰问题,而传统的信号传输则无法避免这种问题的出现,使得信号传输过程中的衰减问题极为突出。因此,在训练的过程中一旦获取了不太实际或者成本太过的信号,那么我们可以通过系统的采用盲辨识、盲均衡技术来进行处理。
  经过大量的工作实践研究总结得出,以二阶循环系统为主的盲目均衡和盲辨识算法的应用对于整个信息技术发展效果明显,而且能有效的提高信号的地位。循环平稳信号的二阶循环累积量就包含有相位信息,它可以辨识非最小相位系统,而且具有收敛速度快,计算量较小的优点,但算法是以牺牲系统的信噪比为前提,因此会降低信道容量。
  2.2调制信号的分类和识别
  通信信号的调制识别和分类是信号分析领域的重要组成部分。政府有关职能部门为了防止人们对无线频谱的非法利用和干扰,要对通信信号进行识别。在军事上,作战人员要不断监视战场的电磁频谱活动,截获敌方的有用情报,或者进行威胁识别,帮助选择电子干扰策略等,也需要对调制信号进行识别。
  信号的分类和识别就是根据接收到的信号,确定发送信号的调制方式和相关的调制参数,从而为信号的进一步分析处理提供理论依据。目前利用过采样技术进行信号调制方式的分类和识别,主要是利用二阶和四阶循环累积量进行分类和识别。因为不同调制方式的信号,其循环累积量不同,所以先对接收信号进行过采样,然后对接收信号进行功率谱分析,确定信号的循环频率和载波频率,从而确定信号的调制方式和参数。
  2.3盲源分离
  盲源分离技术是通信信号处理领域里的重要分支在通信信号处理中,我们感兴趣的信号中往往夹杂着干扰信号,因此接收到的信号混杂着几种信号。要把我们感兴趣的信号提取出来,或者把几个信号分离开,就要进行盲源分离盲源分离是仅根据观测信号的知识,不需要知道源信号以及信道参数的情况,从传感器观测到的信号中恢复或者提取相互独立的未知源信号的方法。
  2.4信号检测
  复杂的通信环境中,信号的检测通常是在低信噪比下,对有着强背景噪声的微弱信号进行检测。这时采用传统的能量检测方法并不能满足要求,甚至有时信号的频谱都淹没在背景噪声中,没有办法进行检测。基于过采样的信号检测方法根据信号特有的与噪声不同的特性进行信息处理,由于过采样后信号具有循环平稳性,而噪声的三阶及以上的循环平稳统计量为零,利用高阶循环平稳统计量进行信号检测时,噪声的影响会非常小,所以即使在低信噪比下进行信号检测也能达到较好的性能。
  3、总结
  随着通信技术的发展,越来越多的研究人员关注到了通信信号本身具有的循环平稳性,发现利用信号的循环平稳性可以简化算法,提高信噪比,有很好的实用价值。因此目前在通信信号处理中,循环平稳信号的处理成为研究的热点。过采样技术作为循环平稳信号处理的关键技术,也必将快速发展,获得越来越广的应用。
  参考文献
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