李志遠(yuǎn)

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

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

1 過采樣技術(shù)及其理論知識

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

2 通信信號處理及過采樣技術(shù)的應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)盲均衡和系統(tǒng)盲辨識

對于數(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，一種是通過其信道獲取先驗(yàn)知識，另一種是通過發(fā)送訓(xùn)練序列。這種方法也同樣適用于無線通信系統(tǒng)中。然而，考慮到獲取訓(xùn)練序列，一方面實(shí)行起來不現(xiàn)實(shí)，另一方面其成本價太高，這個時候，我們就會將目光投向系統(tǒng)盲均衡和系統(tǒng)盲辨識?，F(xiàn)如今，人們之所以在盲均衡和盲辨識的應(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)信號方法而言，循環(huán)平穩(wěn)信號具有兩個方面的優(yōu)勢，一個是其具有超強(qiáng)的抗噪聲干擾能力和抑制能力，另一個是它可以方便地獲取到信號及其相位信息。在循環(huán)平穩(wěn)信號中，其二循環(huán)累積量足以識別非最小相位系統(tǒng)了，雖然這降低了其計(jì)算量的同時也提升了其收斂速度，但是，這種方法的缺點(diǎn)是不僅會犧牲掉系統(tǒng)的信噪，同時也也降低了信道容量。所以這里還有一種方法，它的基礎(chǔ)仍是過采樣技術(shù)算法，但在此基礎(chǔ)上，再繼續(xù)添加過采樣，這樣接收到的通信信號及其傳輸信道信息將會變得更加詳盡。這種方法不僅提高了原有信道的利用率，同時更是減小了穩(wěn)態(tài)誤差。

2.2 識別及分類調(diào)制信號

識別及分類調(diào)制信號是指依據(jù)接收信號，確定輸送信號及其調(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?，F(xiàn)在，識別及分類調(diào)制信號的手段主要是采用過采樣技術(shù)，對二階和四階分別進(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影響循環(huán)累積和循環(huán)累量，所以對接收的信號要進(jìn)行先采樣，再分析其功率譜，從而分別對信號載波頻率和信號循環(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 對信號的檢測

在通信環(huán)境復(fù)雜的情況下，通常是指在低信噪比下，在對有強(qiáng)背景噪聲情況下的弱信號進(jìn)行檢測。傳統(tǒng)方法能量檢測，是無法完成這個任務(wù)的，因?yàn)楹芏鄷r候背景噪聲會淹沒要檢測的信號。過采樣的信號在此種情況下就發(fā)揮了很大的作用。其檢測方法能依據(jù)信號特性進(jìn)而完成信息處理過程，同時其信號具備循環(huán)性、平穩(wěn)性等特點(diǎn)，對三階及以上噪聲的信息量處理，可以歸為零，同時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，其信號檢測也定能達(dá)到非常理想的性能。正因如此，很大程度上，過采樣及其信號系統(tǒng)檢測這種算法可以大大提高信號處理精確度，縮減運(yùn)算時間，同時提高了計(jì)算效率。當(dāng)前，過采樣技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于檢測生物醫(yī)學(xué)信號、工廠機(jī)器故障及微弱陣列感應(yīng)到的信號。

2.4 對雷達(dá)信號的處理

為了高質(zhì)量完成雷達(dá)信號及其接收任務(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，信號處理能力多信號化。雷達(dá)實(shí)際信號操作環(huán)境下，不計(jì)其數(shù)的信號頻率被接收機(jī)頻帶，但同時接收機(jī)接收到的還有一些雜波和其他各種干擾信號頻率。所以為了讓雷達(dá)接收機(jī)能夠檢測到非常微小的信號，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)在接收端把信號轉(zhuǎn)換成為循環(huán)平穩(wěn)的通信信號，除此之外，在過采樣的處理下，接收到的信息量將會明顯增多，從而我們能夠從雷達(dá)信號中獲取更多更好更有價值的信息。最后，循環(huán)平穩(wěn)信號在處理雷達(dá)信號制造的噪聲過程中，發(fā)揮了很大的作用，同時經(jīng)過采樣技術(shù)，收集到的雷達(dá)信號將會更加實(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)用價值，不僅能夠簡化算法，同時更能提高信噪比。所以在當(dāng)前的通信信號處理過程中，研究循環(huán)平穩(wěn)信號處理勢必成為熱點(diǎn)。作為支撐其關(guān)鍵技術(shù)的過采樣技術(shù)，也定會快速發(fā)展，在社會生活的各個方面得到更為廣泛的應(yīng)用。

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