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数字调制信号参数估计算法研究与实现

2016-11-03刘鸿雁

中国新通信 2016年19期

刘鸿雁

【摘要】 对于数字调制信号来说,因其质量较好所以在很多领域都有应用,然而在应用中却发现,它很容易受电磁干扰,怎样从电磁环境中获得高效精准参数估计就成为研究重点,因此,本文将数字信号处理模块基本情况入手,从三个角度分别研究数字调制信号参数估计算法的实现。

【关键词】 数字调制信号 参数 估计算法

前言:随着科学技术的发展,通信技术被应用到各个领域,但在通信技术研究中却发现,经常出现数字信号并不能在通信道中传输,这就需要应用到调制技术。而数字调制技术因便于集成,同时具有加密能力,因此被广泛应用,对于数字调制信号参数估计算法的研究也是在此基础上发展起来的。

一、数字信号处理模块概述

数字信号处理模块的应用主要是为了完成数字变频、调制以及处理等工作,对于其电路而言,构成部分有ARM、FPGA以及必要的接口电路等,在数字信号处理模块中,其基础带有无线电技术的通用数字平台,该平台不仅具有良好的开放性,还具有一定的通用作用,能够很好的吸纳各种软件,以便满足不同用户与环境的需求[1]。而软件无线电的使用则需要以现代通信为基础,其中心则是数字信号处理技术,同时还需要得到微电子技术的支持。由于这一通用数字平台有ARM、FPGA的支持,可以很好控制AGC。总的来说,数字信号处理模块对数字调制信号参数估计具有重要作用。

二、数字调制信号参数估计算法的实现

要研究数字调制信号参数估计算法的实现,具体来讲可以从以下几方面入手:

2.1高阶统计量载波估计

之所以选用高阶统计量载波作为实现数字调制信号参数估计算法,主要是由于这种算法具有很好的抗噪声作用,即便是在信号相对微弱的情况下依然具有良好的识别能力,但值得注意的是,在该算法计算量相对大的情况下,应通过一些措施适当减少计算量,并做好粗估计,确定好估计范围,然后再搜索,然而,在实际搜索中,还要关注搜索步长与计算量之间的关系,当搜索步长变小的情况下,估计精度便会提升,反之估计精度则会降低,这就需要联系实际情况提出一种既能减少计算量,又能确保估计精度且可以变化的搜索方法。

为实现这一目标,应先估计接收机噪声,不让接收机出现热燥声等情况,进而保证了算法性能,可以让信号源在有线方式的作用下完成信号接收,在信号源传输BPSK信号时,就可以从接收机中看到一些高低起伏的信号,在这一过程中要忽略热燥声的影响[2]。在研究中发现,当SNR为5时,信号会受到周围噪声的干扰,产生高低起伏变化,但由于该信号为调制信号,它的频域就会比其他部分高一些,然而,要避免直接估计频域,防止出现误差,只要选择粗估计即可,粗估计只是转移了频谱,还有效防止了信号丢失的发生。

2.2小波变换码元速率估计

对于小波变换来说,能够精准的确定盲信号码元速率,同时,利用小波变换码元速率完成数字调制信号参数估计,可以有效减少不利因素对算法的影响,信号预处理也可以减少频偏的出现,这些都为小波变换码元速率的应用奠定了基础。在利用小波变换码元速率出来前端滤波时,要先完成信号处理,这样不仅可以有效提高信噪比,还能减少外界因素所带来的不良影响[3]。通过研究发现,在SNR为5时,并没有出现信号频偏,且BPSK信号还出现了部分峰值,在既定周期中小波变换系数还存在相对稳定的情况,但有些BPSK信号也会受到一些影响,继而影响到峰值,一般来讲,当信噪比多大或多小的情况下都会影响信号,很可能还会出现算法失效的情况,面对这一现实,就需要通过频偏减少小波变换系数所带来的影响,进而强化算法性能。

2.3循环谱联估计算法

对于循环谱来说,整个计算过程计算量相对较大,这就需要应用FAM算法完成计算,在利用该算法中,应先将数据分成多个小部分,然后为各个数据加窗,同时为各个数据进行傅里叶转换,再完成相关处理,且再次实现傅里叶转换,最后将有价值的数据展示出来。在实际应用中发现,部分信号为摆脱带外辐射的影响,在正式发射前会形成一定的基带信号脉冲,而这些脉冲也会带来不利影响,这就需要应用汉明窗实现加窗,这也是提高算法性能的有效方法。

结束语:通过以上研究得知,数字调制信号的应用是为强化数字信号传输效率,保证传输效果,而数字调制信号的实现也需要得到一些参数估计算法的支持,针对这种情况,本文联系数字信号处理模块基本情况,重点研究了三种参数估计算法,并指出了这些算法在实现中容易出现的问题,同时也提出了合理解决办法,希望能为相关人士带来有效参考,做好数字调制信号设计工作,提高通信能力。

参 考 文 献

[1]许华,王爱粉,杨晓宇. 常规数字通信信号信噪比估计综述[J]. 信号处理,2013,06:723-733.

[2]林财永,张国毅. 基于AR功率谱和STFT的混合调制信号参数估计算法[J]. 雷达与对抗,2013,03:31-34+45.

[3]张天骐,何丹娜,陈适,周圣. 基于谱相关的BOC调制信号参数估计[J]. 华中科技大学学报(自然科学版),2013,09:11-16.