通信信號處理中的過采樣技術(shù)應(yīng)用探究

楊超 武威職業(yè)學(xué)院

引言

就通信信號處理來說，因為在信號發(fā)送之前，需要經(jīng)過調(diào)制形式的處理，而這種信號通常有著很強(qiáng)的周期性，所以經(jīng)過調(diào)制后的信號其實已經(jīng)具備了周期性變化這一特性。通常情況下，為了有效簡化信號處理方法，工作人員會假設(shè)通信信號處于平穩(wěn)狀態(tài)，不過就實際情況來看，這種信號已經(jīng)是平穩(wěn)狀態(tài)了。嚴(yán)格來說，這類信號處于平穩(wěn)與非平穩(wěn)之間，而且這類信號的統(tǒng)計量周期性非常強(qiáng)，進(jìn)而能極大簡化處理過程中，實現(xiàn)起來也較為簡單。通過過采樣技術(shù)，可以使所接收到的信號更加平穩(wěn)，促使信號統(tǒng)計量時變性特點更加充分的發(fā)揮出來，并且對于平穩(wěn)信號處理過程中存在的不足也有一定的彌補(bǔ)效果。

一、過采樣技術(shù)概述

（一）過采樣技術(shù)定義

對于通信信號處理來說，過采樣技術(shù)十分重要，其基礎(chǔ)與前提就是接受信號與處理信號。如果在通信信號處理過程中運(yùn)用了P 倍數(shù)速率的信號頻率，那求過采樣速率的公式具體為：

在該公式中，代表著采樣速率，則代表信號寬帶、信號道的最高頻率。在處理工作開展中，相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于Nyquist 的內(nèi)容，而且在管理過程中，往往是先對信號輸入內(nèi)容進(jìn)行深入的分析，然后保證總功率不變，最后在這種背景下探究所形成的相關(guān)理論例如型號處理理論。此外，要想達(dá)成輸入信號變化的目的，那相關(guān)人員便可以結(jié)合實際情況情況合理應(yīng)用幅度最小的信號處理技術(shù)，就這一方面來說，常數(shù)其實就是整個量化噪聲。與過采樣技術(shù)應(yīng)用相比，這一技術(shù)的工作內(nèi)容更加復(fù)雜繁瑣，而且管理難度也更加的高。

（二）過采樣信號平穩(wěn)性分析

就過采樣信號平穩(wěn)性來說，其不僅十分復(fù)雜，而且還帶有很獨特的性質(zhì)。就當(dāng)前國內(nèi)外研究來看，大都是從數(shù)字信號系統(tǒng)發(fā)射的有限字符序列編碼這一方向著手，之后根據(jù)編碼間隔與平均值綜合進(jìn)行精準(zhǔn)的計算。在這一計算過程中，如果不需要考慮噪音比，那便可以應(yīng)用下面的公式計算接受信號：

在此公式中，所接收到的信號y(n)其實就是循環(huán)平穩(wěn)信號，而其中的T 則表達(dá)著信號循環(huán)周期。

二、通信信號處理中的過采樣技術(shù)應(yīng)用分析

（一）系統(tǒng)盲辨識與盲均衡

隨著社會不斷發(fā)展，通信系統(tǒng)類型越來越多樣化，要想更好解決碼間干擾這一問題。之前，最為常用的方法便是信道先驗知識、發(fā)送訓(xùn)練序列等，其最為主要的目的就是實現(xiàn)信道辨識與均衡。不過在訓(xùn)練序列獲取成本過高和不實際的情況下，就會選擇盲辨識與盲均衡這一方法。就目前該方面研究情況來看，基本都集中在應(yīng)用二階循環(huán)統(tǒng)計量進(jìn)行盲辨識與盲均衡算法上，這些研究的根據(jù)就是循環(huán)平穩(wěn)信號處理方法干擾性非常強(qiáng)，而且還有著顯著的噪聲控制能力。循環(huán)平穩(wěn)信號的二階循環(huán)積累量中恰好存在相位信息，這種信息辨識能力非常強(qiáng)，而且還存在多方面的優(yōu)點，如計算量更小以及收斂速度更加快等。但是，要想充分發(fā)揮這種算法的作用，需要在一定程度上犧牲系統(tǒng)信噪比。與此同時，對于一些基于過采樣的算法來說，主要就是使原始算法與過采樣技術(shù)有效結(jié)合，這種方法可以使接受信號中的傳輸信道信息更加明確清晰，而信道利用率也能獲得更進(jìn)一步的提升。

（二）調(diào)制信號識別與分類

對于信號分析領(lǐng)域來說，通信信號識別與分類是其中非常重要的一部分。相關(guān)部門避免不法分子的侵入與干擾，會提前采取相關(guān)措施進(jìn)行防控，如精準(zhǔn)識別通信信號等。從軍事領(lǐng)域而言，需要實時監(jiān)控敵方電磁頻譜活動，然后采取相關(guān)措施從中獲取敵方相關(guān)信息。而調(diào)制信號識別與分類具體是指：根據(jù)所接收的信號，對調(diào)制參數(shù)與方式進(jìn)行確定，以此來為接下來的信號分析、處理提供有力幫助。而在這一過程中，合理應(yīng)用過采樣技術(shù)，則能有效提升分析處理效率，而且分析處理步驟也更加簡單。但是，如果信號所用的調(diào)制方式不同，循環(huán)積累量也會存在較大差異，所以，對于通信信號來說，需要先后進(jìn)行過采樣與功率譜分析，同時確定好各種有用的頻率，如循環(huán)頻率等。通過這種方式，必定能達(dá)成信號調(diào)制參數(shù)與方式確定的良好目的。

（三）盲源分離

對于通信信號處理來說，盲源分離技術(shù)是其中非常重要的分支。在信號處理中，所獲取的信號中通常會帶有一些其他的雜信息，簡單來說就是接收到的信號并不是單一的。接收完成之后，我們便需要著手將目標(biāo)信號與其他信號分離開來，并提取目標(biāo)信號，這一過程便需要應(yīng)用到盲源分離技術(shù)。盲源分離技術(shù)在實際應(yīng)用中，首先就得深入分析觀測信號知識，就這一方面而言，我們可以直接忽視原信號情況和信道參數(shù)等，直接從傳感器觀測到的信號中進(jìn)行提取與恢復(fù)。就傳統(tǒng)盲源分離技術(shù)而言，大都是結(jié)合統(tǒng)計特性與信號所處空間等來實現(xiàn)信號輸出的目的。而在盲源分離技術(shù)應(yīng)用過程中合理滲透過采樣技術(shù)，則是通過過采樣后喜好的循環(huán)平穩(wěn)性當(dāng)做基礎(chǔ)，然后進(jìn)行信號盲分離。就當(dāng)前情況來看，基于過采樣的盲源分離方法有很多，如基于二階與三階循環(huán)平穩(wěn)度的盲源分離算法、基于二階循環(huán)累積量的盲源分離算法等。

（四）信號檢測

因為通信環(huán)境非常復(fù)雜，所以在信號檢測工作中，基本都是在低信噪比的環(huán)境下開展各項工作的。就該角度而言，傳統(tǒng)檢測方法并不是很適用，難以滿足各方面的要求，如果強(qiáng)行應(yīng)用，必定會直接湮沒信號頻譜使得檢測工作難以順利開展。而合理應(yīng)用過采樣技術(shù)，則能充分發(fā)揮信號特性的作用，提升處理工作效率。因為信號在過采樣之后，會帶有一定的循環(huán)平穩(wěn)性，所以在檢測工作中，相關(guān)人員應(yīng)該選用高階循環(huán)平穩(wěn)量，那必定能有效降低外界影響。即便在低信噪比下，也能很好保證檢測質(zhì)量?？傊谛盘枡z測中合理應(yīng)用過采樣技術(shù)，不僅能有效提升信號處理算法精度，而且還有助于降低運(yùn)算時間與提升計算效果。

（五）雷達(dá)信號處理

對于空中、海上目標(biāo)探測來說，雷達(dá)是不可或缺的重要技術(shù)。要想更加精準(zhǔn)的檢測目標(biāo)信號，積極拓展雷達(dá)檢測范圍意義重大。對于當(dāng)前的雷達(dá)接收機(jī)來說，其要求更加高，如高分辨率、高靈敏度等，只有具備這些功能，才能更好完成對雷達(dá)信號的接受工作。而合理應(yīng)用過采樣技術(shù)，則有助于推動這些目標(biāo)的高效實現(xiàn)。雷達(dá)所接受的信號頻率非常雜，不僅有有用的信號，而且還存在一些雜波等。所以，在接收端應(yīng)用過采樣技術(shù)，可以采用相關(guān)措施將雷達(dá)信號直接轉(zhuǎn)變成循環(huán)平穩(wěn)信號，這樣將會使獲得的價值信息更加多。

三、結(jié)語

總而言之，在信號傳輸、接收過程發(fā)展而言，人們在基于信號固有功能以外，更為注重信號傳輸、接收效率這一問題。怎樣在最短時間內(nèi)，掌握最完整和精準(zhǔn)的信號則是當(dāng)前信號發(fā)展面前最為重要的一大問題。而合理應(yīng)用過采樣技術(shù)則能推動這一目標(biāo)的實現(xiàn)。當(dāng)前很多人都認(rèn)識到過采樣技術(shù)在通信信號處理上的優(yōu)勢，不過在實際應(yīng)用中還存在一些問題，相信隨著不斷的實踐與積累，這項技術(shù)必定能在現(xiàn)有外部環(huán)境中達(dá)成更好的發(fā)展。