过采样技术在通信信号处理中的应用探讨

过采样技术在通信信号处理中的应用探讨

王正勇

浙江诺盾消防科技有限公司，浙江省绍兴市312000

摘要：随着进入信息时代，通信行业飞速发展，通信量在急剧扩大的同时，通信质量也在不断提高。而在大多数情况下，由于通信设备工作条件以及工作环境限制，通信过程中通信信号难免会混杂噪声，会导致通信信号失真，进而影响通信质量。因此，要对接收信号进行通信信号处理，来减小噪声影响，提高通信质量。过采样技术作为常用的通信信号处理技术手段，以其在提高信噪比方面的卓越表现，引起人们的关注与研究。而在促进过采样技术应用于生产生活中时，过采样技术的应用方法不容忽视。

关键词：过采样技术；通信信号处理；应用探讨

引言

在现代生活中，信息通信发挥着重要的作用。要实现良好的信息通信，需要对通信的信号进行处理。由于技术等方面的限制，现代通信信号处理还有比较大的发展空间。过采样技术作为人们关注的重点之一，对通信信号处理的发展有着重要的意义。在本文中，我们通过分析过采样技术的发展现状，对过采样技术在通信信号处理中的应用意义进行了研究。同时，我们结合时代技术发展的特点，对通信信号处理中过采样技术的应用方法进行了探讨。这些研究对通信信号处理的发展和过采样技术的应用有着重要的意义，有很好的现实价值。

1过采样技术

过采样技术就是将相关技术人员对模数转换器性能进行强化的应用技术。通过对量化噪声进行控制，能够全面提升模数转换器信噪比，提高模数转换器基本分辨率。通过过采样技术有效应用不会导致运行电路基本运行负载值进一步扩大，能够在原有的分辨率基础上对模拟电路进行优化处理，便于相关技术人员进行操作，所以当前在通信信号处理中的应用范围不断扩大。过采样技术在通信信号处理中有效应用，要对实际获取的信号波特率基本速率进行采样。对获取的数据进行分析，如果实际输入的信号比量比阶梯更大，则输入的信息基本振幅布局处于随机运行状态。在采样过程中采样频率发生什么变化，其中量化噪声整体功率都不会发生较大变化，正常情况下仅仅会出现相应常数。现阶段要想促使通信信号能保持稳定，提升信号循环输送，重点要发挥出采样技术应用价值。通过采样技术合理应用能够促使收集的通信信号能够处于稳定的循环中。能使得相应信号统计计量即使展示，还能对信号提供相应补偿，所以当前在信号处理过程中过采样技术应用具有较大的实践价值。

2过采样技术的特点及理论

所谓的过采样技术，简单来说，就是数字信号的处理人员用来强化模数转换器性能最常采取的一种手段。它主要利用降低量化噪声，从而提升模数转换器的信噪比，进一步加强模数转换器的有效分辨率。过采样技术不仅并未额外增加模拟电路的负担，并未因为提升了有效分辨率，还可以将模拟电路简化处理，其操作十分简便，因此，在数字信号处理中得到了极大的推广与应用。过采样技术在通信信号处理的过程中，重点是对其所接收到的信号，通过大于波特率的速率展开采样。一旦输入的信号比量化阶梯更大时，所输入的信心的振幅布局则处于随机状态。一言蔽之，也就是不管采样频率出现什么样的变化，其所需要的量化噪声的总功率都会保持不变，一般情况下只作为一个常数出现。如果要确保通信信号可以保持稳定性与循环性的输送，重点就在于要确保过采样技术的应用，通过对过采样技术的应用，可以高效地确保所收到的通信信号可以拥有特定的稳定性和循环性水平。这不但确保了信号统计量的第一时间呈现，而且还可以对信号的稳定弥补做出一定程度的帮助。因此，在通信信号处理中，过采样技术取得了不可或缺的实践应用。

3过采样技术在通信信号处理中的应用意义

在信息化时代中，随着信息化系统的大规模普及和应用，通信工程的发展也受到了人们的广泛关注。在通信的过程中，信号的产生传输等都容易受到干扰信号的影响，从而形成噪声。噪声的存在严重干扰了人们对正常信号的采用。特别是在现代数字通信系统中，信号的码间干扰会对信息通信造成很大的影响。通过应用过采样技术，可以有效提高盲均衡与盲辨识在通信信号处理中的应用。这两种处理方法可以实现对循环平稳信号的噪声抑制，提高通信系统中的信号质量。而且，过采样技术可以作为盲均衡和盲辨识的计算基础，从而实现对信号的详细化，对于提高信号的收敛速度等也有很好的帮助。

4过采样技术的应用

4.1盲源分离

盲源分离就是在接收的通信信号的源信号和理论模型无法精确获知的情况下，从传感器中将获取到的通信信号进行恢复以及提取的方式能够获取未知信号源。这种技术对实现信号有效处理起到关键性作用，引起了相关领域人士的关注与研究，并且在阵列信号处理、无线通信、图像处理、生物医学、地震勘测、语音信号分离、声呐雷达等领域得到了广泛应用。经典的盲源分离方法是以循环平稳信号为假设前提的，特别是在通信、生物医学、雷达领域，大多数信号的统计特征都是周期的循环平稳信号。但在实际生产生活中应用时，我们要处理的信号通常是非平稳信号，因此，可以通过采取过采样技术，实现非平稳信号转变为循环平稳信号进而实现盲源分离的目的。这种方法与传统的信号特征重构实现盲源分离相区别，采用更多样的计算基础，同时，使得盲源分离的效果更加有效。传统的盲源分离是依照信号不同的统计特征和空间特性来重新构造阵列输出信号。而利用过采样实现的盲源分离，是使用过采样后信号的循环平稳性作为信号盲源分离的关键性步骤。基于二阶和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和基于时频分布的循环平稳信号盲源分离算法是目前利用过采样技术进行盲源分离的几种主要方法。

4.2识别和分类处理调制信号

在信息的传播过程中离不开调制信号的识别和分类处理，因此，做好此项技术应用对规范、顺利地完成信息传播具有重要的作用和意义。虽然当前信号的传输具有广泛和复杂的特点，信号的传输与各个领域的发展都产生了较强的关联性，一旦遭遇不法分子私自截取相关的信息和数据，便会给我国社会发展带来动荡，给社会经济效益带来严重的损失，所以政府相关部门要严格管控和监督，例如，一旦发生战争就需要通过识别传输的信号来监测敌人的动态和行军方向，也可以利用有效干扰敌军通信信号的方式来扰乱敌人的信息传输。另外，在军事演习或者战场上，相关部队一定要委派专门的机构和负责信息数据传输的小组，时刻坚守信息传输的平台波动区域和范围，积极排查一切可能被敌人扰乱或者监听的行为。所谓的信号识别和分类是指在已有的信号识别和分类中采用相关的调制方式来确定信号的传输，同时为了后续的数据分析和研究创造更多的条件。在分析和调试中过采样技术主要采用了四阶和二阶循环积累的研究和调制方式，高效率完成了信息的分类和调制工作。

4.3信号检测

通信环境在运行过程中具有复杂性以及未知性，而基于此种环境下的传统信号检测，通常是对微弱信号的检测，但是此种信号在运行过程中可能会被淹没，甚至难以被发现，这在一定程度上不仅加大了信号检测的难度，而且可能会影响信号检测的准确性。因此传统的信号检测技术已不能满足如今通信信号的需求。而以过采样为基础的信号检测技术，主要利用通信信号所特有的循环平稳性，在此基础上利用高阶循环平稳统计量，从而实现信号在传输过程中的进一步检测，此种检测方式不受噪声大小的影响，所以可以很好地解决传统检测方法中，对微弱信号检测的不足之处。以过采样为基础的信号检测技术，不仅能够弥补传统检测技术中存在的缺陷，而且在提高计算效率的同时还能进一步确保信号计算的准确性，在目前生物医学等方面应用广泛，且效果显著。

4.4雷达信号检测

雷达信号检测系统被广泛应用于海事和航空两个领域，可以说这两个领域是对雷达信号检测系统依赖度最高的。为了能够相对准确的接收到有效信号，需要使用大范围的动态接收方式予以解决。此外，循环平稳技术在雷达检测和接收范围内也有很大的作用。雷达自身的工作性能，决定了其本身在接收信号的过程中，必然会产生大量的杂音信号，这部分信号会对有用的信号传输造成大量的阻碍作用。雷达的大范围的动态信号接收方式无法改变的前提下，如何增加信噪比，提升信息累积量也就成了解决雷达接收问题的关键。而在雷达的接收端使用过采样技术能够有效的解决这一问题，体现在接收的过程中，过采样会将信号转变为循环平稳信号，信号的相位可达到雷达自身接收范围；其次过采样技术的应用有效提升了信噪比，同等容量的信号中，过采样技术处理后的信号中有用信号占据大多数，这同样在很大程度上提升了信号的接收和处理能力。因此基于过采样的循环平稳系统在雷达方面的应用，前景是非常广泛的。

4.5过采样技术在盲均衡与盲辨识方面的应用意义

数字通信与无线通信系统均存在码间干扰，对通信的影响很大，因此在传统的通信信号处理中，需要令信道实现均衡与辨识。采用的方法有两种，一种是将训练序列发送出去，另一种是将信道相关的先验知识作为依据。这些处理方式虽然有效，但有时会存在无法获取训练序列、成本过高导致无法采用等问题，在这种情况下，通常以盲均衡与盲辨识的方法来处理信号。盲均衡与盲辨识的常用计算方法是对二阶循环统计量进行应用，这种计算方法的应用与循环平稳信号的特征有关。应用了循环平稳信号的处理方法不仅对干扰与噪声有很明显的抑制作用，而且能将信号具有的相位信息保留下来，这样一来由这些保有相位信息特征的循环平稳信号的二阶循环累积量就能够辨识出非最小相位系统。这种应用模式的优点和缺点并存，优点在于计算量不大，而且收敛速度相当快，对处理效率有正面意义；缺点在于几乎没有考虑到系统信噪比的问题，信道容量不得不被压缩。值得一提的是，如果将过采样技术本身当作盲均衡与盲辨识的计算基础（以与盲均衡算法的结合为主），接收信号中的信道信息就能更加详细化，这相当于令信道利用率获得了提高，一定程度上弥补了信道容量的缺点。另外，这种应用在稳态误差的减小和收敛速度的提高方面也都有很好的效果。

结语

在通信领域，通信信号处理起着至关重要的作用。现代通信信号处理技术飞速发展，相关领域研究人员开始意识到循环平稳性这一通信信号所固有的特性，并随之发现利用信号平稳循环性对噪声控制功效的提高、算法的简化具有不可替代的重要作用，而过采样技术作为实现信号平稳性的重要一环，更值得相关领域研究人员的重视。广泛应用过采样技术对通信信号处理技术的进步起到重要的促进作用。分析了过采样技术在调制信号的分类识别、盲源分离、盲均衡与盲辨识、雷达信号处理和信号检测中的应用，得到了过采样技术的应用方法和场合。这些研究在过采样技术的应用和通信信号处理领域会起到一定的作用。

参考文献

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