通信信號處理中的過采樣技術應用探究

楊超 武威職業學院

引言

就通信信號處理來說，因為在信號發送之前，需要經過調制形式的處理，而這種信號通常有著很強的周期性，所以經過調制后的信號其實已經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，工作人員會假設通信信號處于平穩狀態，不過就實際情況來看，這種信號已經是平穩狀態了。嚴格來說，這類信號處于平穩與非平穩之間，而且這類信號的統計量周期性非常強，進而能極大簡化處理過程中，實現起來也較為簡單。通過過采樣技術，可以使所接收到的信號更加平穩，促使信號統計量時變性特點更加充分的發揮出來，并且對于平穩信號處理過程中存在的不足也有一定的彌補效果。

一、過采樣技術概述

（一）過采樣技術定義

對于通信信號處理來說，過采樣技術十分重要，其基礎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用了P 倍數速率的信號頻率，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，相關技術的應用遠遠高于Nyquist 的內容，而且在管理過程中，往往是先對信號輸入內容進行深入的分析，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理論例如型號處理理論。此外，要想達成輸入信號變化的目的，那相關人員便可以結合實際情況情況合理應用幅度最小的信號處理技術，就這一方面來說，常數其實就是整個量化噪聲。與過采樣技術應用相比，這一技術的工作內容更加復雜繁瑣，而且管理難度也更加的高。

（二）過采樣信號平穩性分析

就過采樣信號平穩性來說，其不僅十分復雜，而且還帶有很獨特的性質。就當前國內外研究來看，大都是從數字信號系統發射的有限字符序列編碼這一方向著手，之后根據編碼間隔與平均值綜合進行精準的計算。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)其實就是循環平穩信號，而其中的T 則表達著信號循環周期。

二、通信信號處理中的過采樣技術應用分析

（一）系統盲辨識與盲均衡

隨著社會不斷發展，通信系統類型越來越多樣化，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、發送訓練序列等，其最為主要的目的就是實現信道辨識與均衡。不過在訓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，基本都集中在應用二階循環統計量進行盲辨識與盲均衡算法上，這些研究的根據就是循環平穩信號處理方法干擾性非常強，而且還有著顯著的噪聲控制能力。循環平穩信號的二階循環積累量中恰好存在相位信息，這種信息辨識能力非常強，而且還存在多方面的優點，如計算量更小以及收斂速度更加快等。但是，要想充分發揮這種算法的作用，需要在一定程度上犧牲系統信噪比。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有效結合，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一步的提升。

（二）調制信號識別與分類

對于信號分析領域來說，通信信號識別與分類是其中非常重要的一部分。相關部門避免不法分子的侵入與干擾，會提前采取相關措施進行防控，如精準識別通信信號等。從軍事領域而言，需要實時監控敵方電磁頻譜活動，然后采取相關措施從中獲取敵方相關信息。而調制信號識別與分類具體是指：根據所接收的信號，對調制參數與方式進行確定，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，合理應用過采樣技術，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，如果信號所用的調制方式不同，循環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，如循環頻率等。通過這種方式，必定能達成信號調制參數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信號與其他信號分離開來，并提取目標信號，這一過程便需要應用到盲源分離技術。盲源分離技術在實際應用中，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等，直接從傳感器觀測到的信號中進行提取與恢復。就傳統盲源分離技術而言，大都是結合統計特性與信號所處空間等來實現信號輸出的目的。而在盲源分離技術應用過程中合理滲透過采樣技術，則是通過過采樣后喜好的循環平穩性當做基礎，然后進行信號盲分離。就當前情況來看，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平穩度的盲源分離算法、基于二階循環累積量的盲源分離算法等。

（四）信號檢測

因為通信環境非常復雜，所以在信號檢測工作中，基本都是在低信噪比的環境下開展各項工作的。就該角度而言，傳統檢測方法并不是很適用，難以滿足各方面的要求，如果強行應用，必定會直接湮沒信號頻譜使得檢測工作難以順利開展。而合理應用過采樣技術，則能充分發揮信號特性的作用，提升處理工作效率。因為信號在過采樣之后，會帶有一定的循環平穩性，所以在檢測工作中，相關人員應該選用高階循環平穩量，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量。總之，在信號檢測中合理應用過采樣技術，不僅能有效提升信號處理算法精度，而且還有助于降低運算時間與提升計算效果。

（五）雷達信號處理

對于空中、海上目標探測來說，雷達是不可或缺的重要技術。要想更加精準的檢測目標信號，積極拓展雷達檢測范圍意義重大。對于當前的雷達接收機來說，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信號的接受工作。而合理應用過采樣技術，則有助于推動這些目標的高效實現。雷達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，在接收端應用過采樣技術，可以采用相關措施將雷達信號直接轉變成循環平穩信號，這樣將會使獲得的價值信息更加多。

三、結語

總而言之，在信號傳輸、接收過程發展而言，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，掌握最完整和精準的信號則是當前信號發展面前最為重要的一大問題。而合理應用過采樣技術則能推動這一目標的實現。當前很多人都認識到過采樣技術在通信信號處理上的優勢，不過在實際應用中還存在一些問題，相信隨著不斷的實踐與積累，這項技術必定能在現有外部環境中達成更好的發展。