通信信号处理中的过采样技术应用探究

杨超 武威职业学院

引言

就通信信号处理来说，因为在信号发送之前，需要经过调制形式的处理，而这种信号通常有着很强的周期性，所以经过调制后的信号其实已经具备了周期性变化这一特性。通常情况下，为了有效简化信号处理方法，工作人员会假设通信信号处于平稳状态，不过就实际情况来看，这种信号已经是平稳状态了。严格来说，这类信号处于平稳与非平稳之间，而且这类信号的统计量周期性非常强，进而能极大简化处理过程中，实现起来也较为简单。通过过采样技术，可以使所接收到的信号更加平稳，促使信号统计量时变性特点更加充分的发挥出来，并且对于平稳信号处理过程中存在的不足也有一定的弥补效果。

一、过采样技术概述

（一）过采样技术定义

对于通信信号处理来说，过采样技术十分重要，其基础与前提就是接受信号与处理信号。如果在通信信号处理过程中运用了P 倍数速率的信号频率，那求过采样速率的公式具体为：

在该公式中，代表着采样速率，则代表信号宽带、信号道的最高频率。在处理工作开展中，相关技术的应用远远高于Nyquist 的内容，而且在管理过程中，往往是先对信号输入内容进行深入的分析，然后保证总功率不变，最后在这种背景下探究所形成的相关理论例如型号处理理论。此外，要想达成输入信号变化的目的，那相关人员便可以结合实际情况情况合理应用幅度最小的信号处理技术，就这一方面来说，常数其实就是整个量化噪声。与过采样技术应用相比，这一技术的工作内容更加复杂繁琐，而且管理难度也更加的高。

（二）过采样信号平稳性分析

就过采样信号平稳性来说，其不仅十分复杂，而且还带有很独特的性质。就当前国内外研究来看，大都是从数字信号系统发射的有限字符序列编码这一方向着手，之后根据编码间隔与平均值综合进行精准的计算。在这一计算过程中，如果不需要考虑噪音比，那便可以应用下面的公式计算接受信号：

在此公式中，所接收到的信号y(n)其实就是循环平稳信号，而其中的T 则表达着信号循环周期。

二、通信信号处理中的过采样技术应用分析

（一）系统盲辨识与盲均衡

随着社会不断发展，通信系统类型越来越多样化，要想更好解决码间干扰这一问题。之前，最为常用的方法便是信道先验知识、发送训练序列等，其最为主要的目的就是实现信道辨识与均衡。不过在训练序列获取成本过高和不实际的情况下，就会选择盲辨识与盲均衡这一方法。就目前该方面研究情况来看，基本都集中在应用二阶循环统计量进行盲辨识与盲均衡算法上，这些研究的根据就是循环平稳信号处理方法干扰性非常强，而且还有着显著的噪声控制能力。循环平稳信号的二阶循环积累量中恰好存在相位信息，这种信息辨识能力非常强，而且还存在多方面的优点，如计算量更小以及收敛速度更加快等。但是，要想充分发挥这种算法的作用，需要在一定程度上牺牲系统信噪比。与此同时，对于一些基于过采样的算法来说，主要就是使原始算法与过采样技术有效结合，这种方法可以使接受信号中的传输信道信息更加明确清晰，而信道利用率也能获得更进一步的提升。

（二）调制信号识别与分类

对于信号分析领域来说，通信信号识别与分类是其中非常重要的一部分。相关部门避免不法分子的侵入与干扰，会提前采取相关措施进行防控，如精准识别通信信号等。从军事领域而言，需要实时监控敌方电磁频谱活动，然后采取相关措施从中获取敌方相关信息。而调制信号识别与分类具体是指：根据所接收的信号，对调制参数与方式进行确定，以此来为接下来的信号分析、处理提供有力帮助。而在这一过程中，合理应用过采样技术，则能有效提升分析处理效率，而且分析处理步骤也更加简单。但是，如果信号所用的调制方式不同，循环积累量也会存在较大差异，所以，对于通信信号来说，需要先后进行过采样与功率谱分析，同时确定好各种有用的频率，如循环频率等。通过这种方式，必定能达成信号调制参数与方式确定的良好目的。

（三）盲源分离

对于通信信号处理来说，盲源分离技术是其中非常重要的分支。在信号处理中，所获取的信号中通常会带有一些其他的杂信息，简单来说就是接收到的信号并不是单一的。接收完成之后，我们便需要着手将目标信号与其他信号分离开来，并提取目标信号，这一过程便需要应用到盲源分离技术。盲源分离技术在实际应用中，首先就得深入分析观测信号知识，就这一方面而言，我们可以直接忽视原信号情况和信道参数等，直接从传感器观测到的信号中进行提取与恢复。就传统盲源分离技术而言，大都是结合统计特性与信号所处空间等来实现信号输出的目的。而在盲源分离技术应用过程中合理渗透过采样技术，则是通过过采样后喜好的循环平稳性当做基础，然后进行信号盲分离。就当前情况来看，基于过采样的盲源分离方法有很多，如基于二阶与三阶循环平稳度的盲源分离算法、基于二阶循环累积量的盲源分离算法等。

（四）信号检测

因为通信环境非常复杂，所以在信号检测工作中，基本都是在低信噪比的环境下开展各项工作的。就该角度而言，传统检测方法并不是很适用，难以满足各方面的要求，如果强行应用，必定会直接湮没信号频谱使得检测工作难以顺利开展。而合理应用过采样技术，则能充分发挥信号特性的作用，提升处理工作效率。因为信号在过采样之后，会带有一定的循环平稳性，所以在检测工作中，相关人员应该选用高阶循环平稳量，那必定能有效降低外界影响。即便在低信噪比下，也能很好保证检测质量。总之，在信号检测中合理应用过采样技术，不仅能有效提升信号处理算法精度，而且还有助于降低运算时间与提升计算效果。

（五）雷达信号处理

对于空中、海上目标探测来说，雷达是不可或缺的重要技术。要想更加精准的检测目标信号，积极拓展雷达检测范围意义重大。对于当前的雷达接收机来说，其要求更加高，如高分辨率、高灵敏度等，只有具备这些功能，才能更好完成对雷达信号的接受工作。而合理应用过采样技术，则有助于推动这些目标的高效实现。雷达所接受的信号频率非常杂，不仅有有用的信号，而且还存在一些杂波等。所以，在接收端应用过采样技术，可以采用相关措施将雷达信号直接转变成循环平稳信号，这样将会使获得的价值信息更加多。

三、结语

总而言之，在信号传输、接收过程发展而言，人们在基于信号固有功能以外，更为注重信号传输、接收效率这一问题。怎样在最短时间内，掌握最完整和精准的信号则是当前信号发展面前最为重要的一大问题。而合理应用过采样技术则能推动这一目标的实现。当前很多人都认识到过采样技术在通信信号处理上的优势，不过在实际应用中还存在一些问题，相信随着不断的实践与积累，这项技术必定能在现有外部环境中达成更好的发展。