通信信號(hào)處理應(yīng)用過(guò)采樣技術(shù)的思考

李志遠(yuǎn)

摘 要：采樣技術(shù)，從某種程度上來(lái)說(shuō)，是聯(lián)接通信信號(hào)及其平穩(wěn)循環(huán)的重要橋梁。本文將會(huì)在闡述過(guò)采樣技術(shù)的基礎(chǔ)上，分析其所用到的過(guò)采樣理論，進(jìn)而闡明過(guò)采樣技術(shù)是如何在通信信號(hào)處理中發(fā)揮其巨大作用的。

關(guān)鍵詞：通信信號(hào)處理應(yīng)用；過(guò)采樣技術(shù)；過(guò)采樣理論

1 過(guò)采樣技術(shù)及其理論知識(shí)

過(guò)采樣（OS：Over Sampling），首先是對(duì)通信信號(hào)進(jìn)行接收，其接收到的信號(hào)會(huì)以遠(yuǎn)大于波特率的速率進(jìn)行采樣。它對(duì)輸入其中的信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí)，速率是高于奈奎斯特頻率的，如總功率不變，則信號(hào)采樣及其量化理論是可以預(yù)知的。當(dāng)輸入信號(hào)處于最小幅度時(shí)，但其仍在量化階梯上大于量化器時(shí)，輸入信號(hào)振幅就會(huì)隨機(jī)分布，則表明與量化噪聲的總功率和采樣頻率變換無(wú)關(guān)，因?yàn)樗跀?shù)值上，仍然是一個(gè)常數(shù)?？梢钥闯?，通信信號(hào)能夠在保持循環(huán)平穩(wěn)狀態(tài)下輸送的關(guān)鍵就是過(guò)采樣技術(shù)。采樣后，接收到的信號(hào)不僅具有了循環(huán)性，而且也具有了穩(wěn)定性，信號(hào)統(tǒng)計(jì)量的變換情況得到了及時(shí)的反映，并且信號(hào)無(wú)穩(wěn)定的因素也得到了彌補(bǔ)，所以，過(guò)采樣技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于處理各種通信信號(hào)。

2 通信信號(hào)處理及過(guò)采樣技術(shù)的應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)盲均衡和系統(tǒng)盲辨識(shí)

對(duì)于數(shù)字通信系統(tǒng)，傳統(tǒng)的克服其碼間干擾進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其信道辨別和信道均衡的方法有兩種，一種是通過(guò)其信道獲取先驗(yàn)知識(shí)，另一種是通過(guò)發(fā)送訓(xùn)練序列。這種方法也同樣適用于無(wú)線通信系統(tǒng)中。然而，考慮到獲取訓(xùn)練序列，一方面實(shí)行起來(lái)不現(xiàn)實(shí)，另一方面其成本價(jià)太高，這個(gè)時(shí)候，我們就會(huì)將目光投向系統(tǒng)盲均衡和系統(tǒng)盲辨識(shí)?，F(xiàn)如今，人們之所以在盲均衡和盲辨識(shí)的應(yīng)用上研究二階段的循環(huán)統(tǒng)計(jì)量，是因?yàn)橄噍^于處理非循環(huán)的平穩(wěn)信號(hào)方法而言，循環(huán)平穩(wěn)信號(hào)具有兩個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)，一個(gè)是其具有超強(qiáng)的抗噪聲干擾能力和抑制能力，另一個(gè)是它可以方便地獲取到信號(hào)及其相位信息。在循環(huán)平穩(wěn)信號(hào)中，其二循環(huán)累積量足以識(shí)別非最小相位系統(tǒng)了，雖然這降低了其計(jì)算量的同時(shí)也提升了其收斂速度，但是，這種方法的缺點(diǎn)是不僅會(huì)犧牲掉系統(tǒng)的信噪，同時(shí)也也降低了信道容量。所以這里還有一種方法，它的基礎(chǔ)仍是過(guò)采樣技術(shù)算法，但在此基礎(chǔ)上，再繼續(xù)添加過(guò)采樣，這樣接收到的通信信號(hào)及其傳輸信道信息將會(huì)變得更加詳盡。這種方法不僅提高了原有信道的利用率，同時(shí)更是減小了穩(wěn)態(tài)誤差。

2.2 識(shí)別及分類調(diào)制信號(hào)

識(shí)別及分類調(diào)制信號(hào)是指依據(jù)接收信號(hào)，確定輸送信號(hào)及其調(diào)制方式，另外保證相關(guān)調(diào)制參數(shù)，進(jìn)而進(jìn)一步分析通信信號(hào)?，F(xiàn)在，識(shí)別及分類調(diào)制信號(hào)的手段主要是采用過(guò)采樣技術(shù)，對(duì)二階和四階分別進(jìn)行循環(huán)累積和循環(huán)累量。因?yàn)檎{(diào)制方式及其通信信號(hào)影響循環(huán)累積和循環(huán)累量，所以對(duì)接收的信號(hào)要進(jìn)行先采樣，再分析其功率譜，從而分別對(duì)信號(hào)載波頻率和信號(hào)循環(huán)頻率進(jìn)行確定，最終得到其調(diào)制手段和調(diào)制參數(shù)。

2.3 對(duì)信號(hào)的檢測(cè)

在通信環(huán)境復(fù)雜的情況下，通常是指在低信噪比下，在對(duì)有強(qiáng)背景噪聲情況下的弱信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。傳統(tǒng)方法能量檢測(cè)，是無(wú)法完成這個(gè)任務(wù)的，因?yàn)楹芏鄷r(shí)候背景噪聲會(huì)淹沒(méi)要檢測(cè)的信號(hào)。過(guò)采樣的信號(hào)在此種情況下就發(fā)揮了很大的作用。其檢測(cè)方法能依據(jù)信號(hào)特性進(jìn)而完成信息處理過(guò)程，同時(shí)其信號(hào)具備循環(huán)性、平穩(wěn)性等特點(diǎn)，對(duì)三階及以上噪聲的信息量處理，可以歸為零，同時(shí)加上極小的噪聲影響，因此即便在通信環(huán)境極其復(fù)雜的情況下，其信號(hào)檢測(cè)也定能達(dá)到非常理想的性能。正因如此，很大程度上，過(guò)采樣及其信號(hào)系統(tǒng)檢測(cè)這種算法可以大大提高信號(hào)處理精確度，縮減運(yùn)算時(shí)間，同時(shí)提高了計(jì)算效率。當(dāng)前，過(guò)采樣技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于檢測(cè)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)、工廠機(jī)器故障及微弱陣列感應(yīng)到的信號(hào)。

2.4 對(duì)雷達(dá)信號(hào)的處理

為了高質(zhì)量完成雷達(dá)信號(hào)及其接收任務(wù)，現(xiàn)代雷達(dá)接收機(jī)有以下這些技術(shù)方面的要求：加寬了的輸入寬帶、高效的靈敏度和分辨率、信息處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，信號(hào)處理能力多信號(hào)化。雷達(dá)實(shí)際信號(hào)操作環(huán)境下，不計(jì)其數(shù)的信號(hào)頻率被接收機(jī)頻帶，但同時(shí)接收機(jī)接收到的還有一些雜波和其他各種干擾信號(hào)頻率。所以為了讓雷達(dá)接收機(jī)能夠檢測(cè)到非常微小的信號(hào)，避免較大的虛警概率，接收機(jī)就必須具有相較而言大的的動(dòng)態(tài)范圍，才能夠保證其正常工作。運(yùn)用采樣技術(shù)在接收端把信號(hào)轉(zhuǎn)換成為循環(huán)平穩(wěn)的通信信號(hào)，除此之外，在過(guò)采樣的處理下，接收到的信息量將會(huì)明顯增多，從而我們能夠從雷達(dá)信號(hào)中獲取更多更好更有價(jià)值的信息。最后，循環(huán)平穩(wěn)信號(hào)在處理雷達(dá)信號(hào)制造的噪聲過(guò)程中，發(fā)揮了很大的作用，同時(shí)經(jīng)過(guò)采樣技術(shù)，收集到的雷達(dá)信號(hào)將會(huì)更加實(shí)用。

總之，在通信技術(shù)高速發(fā)展的今天，研究人員也將更多的精力投入到了通信信號(hào)循環(huán)平穩(wěn)性等這方面的研究中。因?yàn)檫@方面的研究有很大的實(shí)用價(jià)值，不僅能夠簡(jiǎn)化算法，同時(shí)更能提高信噪比。所以在當(dāng)前的通信信號(hào)處理過(guò)程中，研究循環(huán)平穩(wěn)信號(hào)處理勢(shì)必成為熱點(diǎn)。作為支撐其關(guān)鍵技術(shù)的過(guò)采樣技術(shù)，也定會(huì)快速發(fā)展，在社會(huì)生活的各個(gè)方面得到更為廣泛的應(yīng)用。

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