數(shù)字調(diào)制信號(hào)參數(shù)估計(jì)算法研究與實(shí)現(xiàn)

劉鴻雁

【摘要】 對(duì)于數(shù)字調(diào)制信號(hào)來(lái)說(shuō)，因其質(zhì)量較好所以在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用，然而在應(yīng)用中卻發(fā)現(xiàn)，它很容易受電磁干擾，怎樣從電磁環(huán)境中獲得高效精準(zhǔn)參數(shù)估計(jì)就成為研究重點(diǎn)，因此，本文將數(shù)字信號(hào)處理模塊基本情況入手，從三個(gè)角度分別研究數(shù)字調(diào)制信號(hào)參數(shù)估計(jì)算法的實(shí)現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】 數(shù)字調(diào)制信號(hào) 參數(shù) 估計(jì)算法

前言：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，但在通信技術(shù)研究中卻發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)字信號(hào)并不能在通信道中傳輸，這就需要應(yīng)用到調(diào)制技術(shù)。而數(shù)字調(diào)制技術(shù)因便于集成，同時(shí)具有加密能力，因此被廣泛應(yīng)用，對(duì)于數(shù)字調(diào)制信號(hào)參數(shù)估計(jì)算法的研究也是在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。

一、數(shù)字信號(hào)處理模塊概述

數(shù)字信號(hào)處理模塊的應(yīng)用主要是為了完成數(shù)字變頻、調(diào)制以及處理等工作，對(duì)于其電路而言，構(gòu)成部分有ARM、FPGA以及必要的接口電路等，在數(shù)字信號(hào)處理模塊中，其基礎(chǔ)帶有無(wú)線電技術(shù)的通用數(shù)字平臺(tái)，該平臺(tái)不僅具有良好的開(kāi)放性，還具有一定的通用作用，能夠很好的吸納各種軟件，以便滿足不同用戶與環(huán)境的需求[1]。而軟件無(wú)線電的使用則需要以現(xiàn)代通信為基礎(chǔ)，其中心則是數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，同時(shí)還需要得到微電子技術(shù)的支持。由于這一通用數(shù)字平臺(tái)有ARM、FPGA的支持，可以很好控制AGC?？偟膩?lái)說(shuō)，數(shù)字信號(hào)處理模塊對(duì)數(shù)字調(diào)制信號(hào)參數(shù)估計(jì)具有重要作用。

二、數(shù)字調(diào)制信號(hào)參數(shù)估計(jì)算法的實(shí)現(xiàn)

要研究數(shù)字調(diào)制信號(hào)參數(shù)估計(jì)算法的實(shí)現(xiàn)，具體來(lái)講可以從以下幾方面入手：

2.1高階統(tǒng)計(jì)量載波估計(jì)

之所以選用高階統(tǒng)計(jì)量載波作為實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制信號(hào)參數(shù)估計(jì)算法，主要是由于這種算法具有很好的抗噪聲作用，即便是在信號(hào)相對(duì)微弱的情況下依然具有良好的識(shí)別能力，但值得注意的是，在該算法計(jì)算量相對(duì)大的情況下，應(yīng)通過(guò)一些措施適當(dāng)減少計(jì)算量，并做好粗估計(jì)，確定好估計(jì)范圍，然后再搜索，然而，在實(shí)際搜索中，還要關(guān)注搜索步長(zhǎng)與計(jì)算量之間的關(guān)系，當(dāng)搜索步長(zhǎng)變小的情況下，估計(jì)精度便會(huì)提升，反之估計(jì)精度則會(huì)降低，這就需要聯(lián)系實(shí)際情況提出一種既能減少計(jì)算量，又能確保估計(jì)精度且可以變化的搜索方法。

為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，應(yīng)先估計(jì)接收機(jī)噪聲，不讓接收機(jī)出現(xiàn)熱燥聲等情況，進(jìn)而保證了算法性能，可以讓信號(hào)源在有線方式的作用下完成信號(hào)接收，在信號(hào)源傳輸BPSK信號(hào)時(shí)，就可以從接收機(jī)中看到一些高低起伏的信號(hào)，在這一過(guò)程中要忽略熱燥聲的影響[2]。在研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)SNR為5時(shí)，信號(hào)會(huì)受到周?chē)肼暤母蓴_，產(chǎn)生高低起伏變化，但由于該信號(hào)為調(diào)制信號(hào)，它的頻域就會(huì)比其他部分高一些，然而，要避免直接估計(jì)頻域，防止出現(xiàn)誤差，只要選擇粗估計(jì)即可，粗估計(jì)只是轉(zhuǎn)移了頻譜，還有效防止了信號(hào)丟失的發(fā)生。

2.2小波變換碼元速率估計(jì)

對(duì)于小波變換來(lái)說(shuō)，能夠精準(zhǔn)的確定盲信號(hào)碼元速率，同時(shí)，利用小波變換碼元速率完成數(shù)字調(diào)制信號(hào)參數(shù)估計(jì)，可以有效減少不利因素對(duì)算法的影響，信號(hào)預(yù)處理也可以減少頻偏的出現(xiàn)，這些都為小波變換碼元速率的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。在利用小波變換碼元速率出來(lái)前端濾波時(shí)，要先完成信號(hào)處理，這樣不僅可以有效提高信噪比，還能減少外界因素所帶來(lái)的不良影響[3]。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在SNR為5時(shí)，并沒(méi)有出現(xiàn)信號(hào)頻偏，且BPSK信號(hào)還出現(xiàn)了部分峰值，在既定周期中小波變換系數(shù)還存在相對(duì)穩(wěn)定的情況，但有些BPSK信號(hào)也會(huì)受到一些影響，繼而影響到峰值，一般來(lái)講，當(dāng)信噪比多大或多小的情況下都會(huì)影響信號(hào)，很可能還會(huì)出現(xiàn)算法失效的情況，面對(duì)這一現(xiàn)實(shí)，就需要通過(guò)頻偏減少小波變換系數(shù)所帶來(lái)的影響，進(jìn)而強(qiáng)化算法性能。

2.3循環(huán)譜聯(lián)估計(jì)算法

對(duì)于循環(huán)譜來(lái)說(shuō)，整個(gè)計(jì)算過(guò)程計(jì)算量相對(duì)較大，這就需要應(yīng)用FAM算法完成計(jì)算，在利用該算法中，應(yīng)先將數(shù)據(jù)分成多個(gè)小部分，然后為各個(gè)數(shù)據(jù)加窗，同時(shí)為各個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉轉(zhuǎn)換，再完成相關(guān)處理，且再次實(shí)現(xiàn)傅里葉轉(zhuǎn)換，最后將有價(jià)值的數(shù)據(jù)展示出來(lái)。在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，部分信號(hào)為擺脫帶外輻射的影響，在正式發(fā)射前會(huì)形成一定的基帶信號(hào)脈沖，而這些脈沖也會(huì)帶來(lái)不利影響，這就需要應(yīng)用漢明窗實(shí)現(xiàn)加窗，這也是提高算法性能的有效方法。

結(jié)束語(yǔ)：通過(guò)以上研究得知，數(shù)字調(diào)制信號(hào)的應(yīng)用是為強(qiáng)化數(shù)字信號(hào)傳輸效率，保證傳輸效果，而數(shù)字調(diào)制信號(hào)的實(shí)現(xiàn)也需要得到一些參數(shù)估計(jì)算法的支持，針對(duì)這種情況，本文聯(lián)系數(shù)字信號(hào)處理模塊基本情況，重點(diǎn)研究了三種參數(shù)估計(jì)算法，并指出了這些算法在實(shí)現(xiàn)中容易出現(xiàn)的問(wèn)題，同時(shí)也提出了合理解決辦法，希望能為相關(guān)人士帶來(lái)有效參考，做好數(shù)字調(diào)制信號(hào)設(shè)計(jì)工作，提高通信能力。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]許華，王愛(ài)粉，楊曉宇. 常規(guī)數(shù)字通信信號(hào)信噪比估計(jì)綜述[J]. 信號(hào)處理，2013，06：723-733.

[2]林財(cái)永，張國(guó)毅. 基于AR功率譜和STFT的混合調(diào)制信號(hào)參數(shù)估計(jì)算法[J]. 雷達(dá)與對(duì)抗，2013，03：31-34+45.

[3]張?zhí)祢U，何丹娜，陳適，周圣. 基于譜相關(guān)的BOC調(diào)制信號(hào)參數(shù)估計(jì)[J]. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，09：11-16.