通信信号处理应用过采样技术的思考

李志远

摘 要：采样技术，从某种程度上来说，是联接通信信号及其平稳循环的重要桥梁。本文将会在阐述过采样技术的基础上，分析其所用到的过采样理论，进而阐明过采样技术是如何在通信信号处理中发挥其巨大作用的。

关键词：通信信号处理应用；过采样技术；过采样理论

1 过采样技术及其理论知识

过采样（OS：Over Sampling），首先是对通信信号进行接收，其接收到的信号会以远大于波特率的速率进行采样。它对输入其中的信号进行采样时，速率是高于奈奎斯特频率的，如总功率不变，则信号采样及其量化理论是可以预知的。当输入信号处于最小幅度时，但其仍在量化阶梯上大于量化器时，输入信号振幅就会随机分布，则表明与量化噪声的总功率和采样频率变换无关，因为它在数值上，仍然是一个常数。可以看出，通信信号能够在保持循环平稳状态下输送的关键就是过采样技术。采样后，接收到的信号不仅具有了循环性，而且也具有了稳定性，信号统计量的变换情况得到了及时的反映，并且信号无稳定的因素也得到了弥补，所以，过采样技术已经被广泛的应用于处理各种通信信号。

2 通信信号处理及过采样技术的应用

2.1 系统盲均衡和系统盲辨识

对于数字通信系统，传统的克服其码间干扰进而实现其信道辨别和信道均衡的方法有两种，一种是通过其信道获取先验知识，另一种是通过发送训练序列。这种方法也同样适用于无线通信系统中。然而，考虑到获取训练序列，一方面实行起来不现实，另一方面其成本价太高，这个时候，我们就会将目光投向系统盲均衡和系统盲辨识。现如今，人们之所以在盲均衡和盲辨识的应用上研究二阶段的循环统计量，是因为相较于处理非循环的平稳信号方法而言，循环平稳信号具有两个方面的优势，一个是其具有超强的抗噪声干扰能力和抑制能力，另一个是它可以方便地获取到信号及其相位信息。在循环平稳信号中，其二循环累积量足以识别非最小相位系统了，虽然这降低了其计算量的同时也提升了其收敛速度，但是，这种方法的缺点是不仅会牺牲掉系统的信噪，同时也也降低了信道容量。所以这里还有一种方法，它的基础仍是过采样技术算法，但在此基础上，再继续添加过采样，这样接收到的通信信号及其传输信道信息将会变得更加详尽。这种方法不仅提高了原有信道的利用率，同时更是减小了稳态误差。

2.2 识别及分类调制信号

识别及分类调制信号是指依据接收信号，确定输送信号及其调制方式，另外保证相关调制参数，进而进一步分析通信信号。现在，识别及分类调制信号的手段主要是采用过采样技术，对二阶和四阶分别进行循环累积和循环累量。因为调制方式及其通信信号影响循环累积和循环累量，所以对接收的信号要进行先采样，再分析其功率谱，从而分别对信号载波频率和信号循环频率进行确定，最终得到其调制手段和调制参数。

2.3 对信号的检测

在通信环境复杂的情况下，通常是指在低信噪比下，在对有强背景噪声情况下的弱信号进行检测。传统方法能量检测，是无法完成这个任务的，因为很多时候背景噪声会淹没要检测的信号。过采样的信号在此种情况下就发挥了很大的作用。其检测方法能依据信号特性进而完成信息处理过程，同时其信号具备循环性、平稳性等特点，对三阶及以上噪声的信息量处理，可以归为零，同时加上极小的噪声影响，因此即便在通信环境极其复杂的情况下，其信号检测也定能达到非常理想的性能。正因如此，很大程度上，过采样及其信号系统检测这种算法可以大大提高信号处理精确度，缩减运算时间，同时提高了计算效率。当前，过采样技术已经广泛应用于检测生物医学信号、工厂机器故障及微弱阵列感应到的信号。

2.4 对雷达信号的处理

为了高质量完成雷达信号及其接收任务，现代雷达接收机有以下这些技术方面的要求：加宽了的输入宽带、高效的灵敏度和分辨率、信息处理技术实现数字化，信号处理能力多信号化。雷达实际信号操作环境下，不计其数的信号频率被接收机频带，但同时接收机接收到的还有一些杂波和其他各种干扰信号频率。所以为了让雷达接收机能够检测到非常微小的信号，避免较大的虚警概率，接收机就必须具有相较而言大的的动态范围，才能够保证其正常工作。运用采样技术在接收端把信号转换成为循环平稳的通信信号，除此之外，在过采样的处理下，接收到的信息量将会明显增多，从而我们能够从雷达信号中获取更多更好更有价值的信息。最后，循环平稳信号在处理雷达信号制造的噪声过程中，发挥了很大的作用，同时经过采样技术，收集到的雷达信号将会更加实用。

总之，在通信技术高速发展的今天，研究人员也将更多的精力投入到了通信信号循环平稳性等这方面的研究中。因为这方面的研究有很大的实用价值，不仅能够简化算法，同时更能提高信噪比。所以在当前的通信信号处理过程中，研究循环平稳信号处理势必成为热点。作为支撑其关键技术的过采样技术，也定会快速发展，在社会生活的各个方面得到更为广泛的应用。

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