導(dǎo)語(yǔ)：寬帶多制式無線通信論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1寬帶無線通信的實(shí)時(shí)多域分析

隨著通信體制的改革，寬帶無線通信的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了變化：由單一的載波調(diào)試系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)槎噍d波調(diào)制系統(tǒng)。信號(hào)調(diào)制的方法也由簡(jiǎn)單的QPSK、BPSK、FSK轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠A的8-PSK、OQPSK、QAM。在數(shù)據(jù)編碼方式方面，也由早期的代數(shù)碼、分組碼、RS碼發(fā)展為L(zhǎng)DPC碼、Turbo碼、卷積碼。為了滿足通信的抗干擾性和安全性要求，擴(kuò)頻、跳頻通信技術(shù)的應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)展。這些新技術(shù)、新方法的應(yīng)用，使寬帶無線通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾蚀蟠筇岣摺?/p>

1.1寬帶無線通信的實(shí)時(shí)多域分析架構(gòu)

該系統(tǒng)的后端采用的是全數(shù)字中頻結(jié)構(gòu)，前端采用的是超外差結(jié)構(gòu)，在數(shù)字域中能夠完成信號(hào)的多域聯(lián)合分析、調(diào)制分析、頻譜分析。通過寬帶的數(shù)字掃描和分析，在測(cè)試頻帶上能夠連續(xù)掃描信號(hào)頻譜信息，將其送入到上層結(jié)構(gòu)中。在該模式下，經(jīng)過DDC處理可以得到I/O信號(hào)，在滿足條件時(shí)能夠?qū)⑵浯鎯?chǔ)到存儲(chǔ)器中。該系統(tǒng)是一個(gè)開放性、多邊形的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)，與目前的分析架構(gòu)相比，該系統(tǒng)能夠根據(jù)測(cè)量對(duì)象的要求和特點(diǎn)，在線生成新的硬件算法，從而為通信信號(hào)實(shí)時(shí)多域分析提供可能。由于該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分析方法是通過DSA和FPGA來實(shí)現(xiàn)的，大大減少了系統(tǒng)的開銷，也提高了系統(tǒng)測(cè)試的速度。

1.2通信分析

在該分析架構(gòu)模式下，經(jīng)過通信分析，在抽取數(shù)字濾波后，將其存儲(chǔ)到相應(yīng)的存儲(chǔ)器中，以I/O信號(hào)基帶來進(jìn)行處理，這樣就實(shí)現(xiàn)了通信性能的快速分析和測(cè)試。

1.3物理特性分析

物理特性分析是對(duì)寬帶無線通信信號(hào)的駐留時(shí)間、頻譜、功率電平等物理指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。在寬帶無線通信技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，寬帶通信信號(hào)也呈現(xiàn)出新、大、寬帶特點(diǎn)，因此需要采取不同方法，從頻域、時(shí)域、時(shí)頻域來測(cè)量和分析。針對(duì)這個(gè)問題，本文采用了一種新的分析方法。具體如下：

（1）多域分析。寬帶無線通信的多域物理分析是建立在全數(shù)字中頻技術(shù)的頻譜分析基礎(chǔ)之上的，結(jié)合無縫存儲(chǔ)技術(shù)和觸發(fā)檢測(cè)算法，實(shí)現(xiàn)多域分析的準(zhǔn)確性。同時(shí)，結(jié)合全數(shù)字頻譜掃描方法，擴(kuò)展測(cè)試頻率的跨度，讓頻譜分析覆蓋到寬帶無線通信的各個(gè)頻段。其基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。

（2）實(shí)時(shí)多域分析。寬帶無線通信的實(shí)時(shí)多域分析的工作原理如下：DDC輸出的I/O信號(hào)通過連續(xù)無縫存儲(chǔ)裝置保存在相應(yīng)的存儲(chǔ)器中，信號(hào)處理算法將該數(shù)據(jù)作為被測(cè)的信號(hào)來分析。假定存儲(chǔ)器的容量較大且信號(hào)能連續(xù)進(jìn)行存儲(chǔ)，通過采樣周期就能夠得出時(shí)間信息，在頻譜分析中實(shí)現(xiàn)信號(hào)的實(shí)時(shí)多域分析。因此，如果后級(jí)信號(hào)處理器處理的時(shí)域信號(hào)比信號(hào)采集時(shí)間要短，則實(shí)時(shí)分析是完全可以實(shí)現(xiàn)的。從實(shí)際情況來看，如果存儲(chǔ)的深度較深，能夠?qū)σ欢〞r(shí)間內(nèi)的信號(hào)進(jìn)行無縫獲取，則能夠?qū)崿F(xiàn)該段信號(hào)的實(shí)時(shí)分析。

（3）頻譜掃描分析。寬帶無線通信傳輸速率的提高，使傳輸帶寬也不斷加寬，工作頻帶的寬度能夠達(dá)到幾十MHZ。擴(kuò)頻、跳頻技術(shù)的應(yīng)用，通信信號(hào)也不斷擴(kuò)展。目前，工作頻帶寬度最高能達(dá)到110MHZ，與寬帶通信信號(hào)的頻譜測(cè)試要求不相符合。因此，為了滿足大頻率跨度測(cè)試的需要，應(yīng)對(duì)寬帶無線通信信號(hào)進(jìn)行高精度讀的頻譜分析，才能避免頻譜分析模式中無法對(duì)全頻段頻譜進(jìn)行分析問題。

2寬帶無線通信信號(hào)解調(diào)處理算法

寬帶無線通信信號(hào)在測(cè)試過程城中，為了滿足誤碼率、EVM通信指標(biāo)的測(cè)試結(jié)果，在測(cè)試之前要對(duì)這些通信指標(biāo)進(jìn)行解調(diào)處理。下面就結(jié)合寬帶無線通信測(cè)試的需要，基于寬帶無線通信的實(shí)時(shí)多域分析，提出了一種新的多制式寬帶通信信號(hào)解調(diào)處理算法。

2.1聯(lián)合解調(diào)處理機(jī)制

寬帶無線通信實(shí)時(shí)多域分析架構(gòu)的提出，促進(jìn)了聯(lián)合解調(diào)處理機(jī)制的產(chǎn)生。該處理機(jī)制又專用調(diào)解處理、解調(diào)預(yù)處理組成，通過專用解調(diào)算法和預(yù)處理算法來處理測(cè)量信號(hào)，解調(diào)精度較高。專用解調(diào)處理是根據(jù)信號(hào)類型而采取不同的解調(diào)處理算法和流程，提高解調(diào)的精度。寬帶無線通信測(cè)試過程中，調(diào)制方式不同的測(cè)量信號(hào)，其解調(diào)處理算法和流程是不同的。如M-QAM和M-PSK信號(hào)，采用過零點(diǎn)檢測(cè)算法效果并不好，可以將完成信號(hào)進(jìn)行同步處理，再面向判決載波進(jìn)行相位跟蹤。OQPSK信號(hào)與M-QAM、M-PSK信號(hào)的解調(diào)方法不同，在相偏較小時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致算法性能不佳，影響整個(gè)接受系統(tǒng)載波的同步處理。因此，OQPSK信號(hào)解調(diào)處理對(duì)頻率相位的同步要求較高。解調(diào)預(yù)處理主要是對(duì)被測(cè)信號(hào)較大的載波進(jìn)行修正，對(duì)測(cè)試信道進(jìn)行補(bǔ)償，調(diào)整采樣頻率。在修正載波大頻時(shí)，采用了載波頻偏盲估計(jì)算法，能夠用于殘余頻偏進(jìn)行捕獲。

2.2載波頻偏盲估計(jì)算法

在寬帶無線通信的物理特性分析和通信分析時(shí)，被測(cè)信號(hào)頻帶的位置一般是波動(dòng)的，載波頻偏也較大，使為測(cè)信號(hào)載波的同步處理增加了難度。因此，在寬帶無線通信信號(hào)實(shí)時(shí)多域分析時(shí)，要對(duì)被測(cè)信號(hào)的載波偏差進(jìn)行修正和粗略估計(jì)，使補(bǔ)償信號(hào)能夠滿足載波同步處理的需要，再以專用載波對(duì)其進(jìn)行定位跟蹤。

2.3任意倍數(shù)的重采樣算法

在寬帶實(shí)時(shí)分析中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)任意調(diào)制方式和碼率的寬帶通信信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)多域復(fù)分析，其DDC抽取系數(shù)及輸出采樣率、中頻的ADC采樣速率、系統(tǒng)工作時(shí)鐘等都應(yīng)是固定的。這樣才能夠得出被測(cè)基帶的I/O信號(hào)的碼率與采樣率之間為任意的分?jǐn)?shù)，同時(shí)，為了提高定時(shí)同步的精度，在同步算法中，輸入的采樣率和碼率應(yīng)是整數(shù)倍關(guān)系。

2.4M-QAM和M-PSK調(diào)制算法

M-QAM信號(hào)調(diào)制處理可以在M-PSK信號(hào)調(diào)制處理的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，二者的調(diào)解處理可進(jìn)行統(tǒng)一分析，其具體流程為：解調(diào)預(yù)處理——符號(hào)定位同步——自適應(yīng)均衡——載波同步。在寬帶通信信號(hào)實(shí)時(shí)分析過程中，被測(cè)得的M-QAM和M-PSK信號(hào)是經(jīng)過解調(diào)預(yù)處理的，對(duì)載波頻偏進(jìn)行了補(bǔ)償和粗估計(jì)，且采樣率與碼率是整數(shù)倍關(guān)系，對(duì)前端的測(cè)試信號(hào)采取了固定補(bǔ)償措施。

2.5OQPSK調(diào)制算法

在寬帶無線通信信號(hào)實(shí)時(shí)多域分析架構(gòu)基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了一種專門的解調(diào)算法，即OQPSK調(diào)制算法。該算法的流程如下：解調(diào)預(yù)處理——載波頻率同步——自適應(yīng)盲均衡——載波相位和定時(shí)誤差的聯(lián)合估計(jì)及校正。在寬帶通信信號(hào)實(shí)時(shí)分析過程中，OQPSK調(diào)制算法對(duì)I/O信號(hào)的解調(diào)預(yù)處理載波頻偏進(jìn)行補(bǔ)償和粗估計(jì)，且采樣率與碼率是整數(shù)倍關(guān)系，對(duì)前端的測(cè)試信號(hào)采取了固定補(bǔ)償措施。再通過載波相位和定時(shí)誤差的聯(lián)合估計(jì)及校正，能夠?qū)祛l及內(nèi)插濾波進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)載波相位的同步跟蹤。

3結(jié)語(yǔ)

在信息通信領(lǐng)域中，寬帶無線通信信號(hào)有非常重要的作用。寬帶無線通信信號(hào)具有低功率、強(qiáng)突發(fā)性、高傳輸率、大帶寬、高瞬變等特點(diǎn)，在未來通信領(lǐng)域中發(fā)展前景非常廣闊。在寬帶無線通信信號(hào)實(shí)時(shí)多域分析架構(gòu)基礎(chǔ)上，本文探討了一種新的解調(diào)測(cè)試算法，能夠有效解決寬帶無線通信中誤觸發(fā)、漏觸發(fā)等問題，實(shí)現(xiàn)載波相位的同步跟蹤和符號(hào)的同步定位。寬帶無線通信信號(hào)解調(diào)測(cè)試算法的發(fā)展，能夠滿足鐵路通信業(yè)務(wù)繁多、設(shè)備多樣的特點(diǎn)，還能夠?qū)崿F(xiàn)鐵路通信工程建設(shè)信息的實(shí)時(shí)交換和傳輸，實(shí)現(xiàn)列車、機(jī)動(dòng)車輛的統(tǒng)一指揮和調(diào)度，保證形成的效率和安全。

作者：姜銳工作單位：中鐵建電氣化局集團(tuán)南方工程有限公司