數(shù)字通信信號的源碼解調(diào)技術(shù)

馬 群，孫程遠(yuǎn)

（火箭軍工程大學(xué)，西安 212300）

如今，世界各國的計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了快速的發(fā)展，有效的推動了數(shù)字通信信號的發(fā)展，而源碼解調(diào)技術(shù)又是數(shù)字通信信號中比較關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù)，其不僅可以完成對數(shù)字通信信號的有效識別，而且還可以對其進(jìn)行針對性的調(diào)解，更好的推動了我國數(shù)字通信信號在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用效果。而源碼解調(diào)技術(shù)的關(guān)鍵是瞬時(shí)頻率、瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)相位的參數(shù)，因此需要根據(jù)實(shí)際情況來對上述參數(shù)進(jìn)行確定，以更好的提高源碼解調(diào)技術(shù)的效率。

1 ASK信號的解調(diào)

與其AM信號的解調(diào)方法相似，主要包括相干解調(diào)（同步檢測法）和非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波法）兩種解調(diào)方法，如圖1描述的是ASK信號解調(diào)的接收系統(tǒng)組成方框圖。其與AM信號的接收系統(tǒng)進(jìn)行對比可以發(fā)現(xiàn)，ASK信號的解調(diào)框架圖中增加了“抽樣判決器”方框，其可以有效提高數(shù)字通信信號的接收性能。在ASK信號解調(diào)過程中，二進(jìn)制振幅鍵控方式是最早的、最簡單的解調(diào)方式，其最初應(yīng)用在電報(bào)系統(tǒng)中，但是其具有非常差的抗噪聲能力，因此在數(shù)字通信中使用率不高。然而，二進(jìn)制振幅鍵控能夠?yàn)槠渌麛?shù)字調(diào)制方式的研究提供參考和借鑒。

1.1 ASK信號的非相干解調(diào)方式

在數(shù)字通信信號中，非相干解調(diào)技術(shù)一般不需要在接收端恢復(fù)載波。通常情況下，ASK信號主要是將低頻分量調(diào)制到載波頻率從而獲得相對應(yīng)的信號，然后借助低通濾波器就能夠把低頻基帶信號提取出來。實(shí)際上，理想ASK信號一般需要先經(jīng)過半波整流，然后通過低通濾波器就可以得到低頻分量，即所謂的基帶碼元信息，最后通過抽樣判決就能夠獲取原始碼元信息。

1.2 ASK信號相干解調(diào)方式

其一般需要先得到調(diào)制信號的載波信息，然后在接收端對其載波信號進(jìn)行重構(gòu)處理，通過與接收的信號進(jìn)行相乘后經(jīng)過低通濾波器就能夠得到可恢復(fù)出基帶信號。

2 FSK信號的解調(diào)

在數(shù)字通信信號中，F(xiàn)SK信號的解調(diào)方法如圖2所示，其也包括了相干檢測法和非相干檢測法，其抽樣判決器主要是用于判定哪一個(gè)輸入樣值大，并不需要專門設(shè)置門限電平。

2.1 FSK的非相干解調(diào)

在數(shù)字通信信號中，其可以把接收到的信號通過與之相對應(yīng)的帶通濾波器后，就能夠獲得對應(yīng)的頻率信號，然后通過低通濾波處理后就可以得到原始碼元信息。

2.2 FSK相干解調(diào)

FSK信號的相干解調(diào)通常是在接收端借助相關(guān)技術(shù)手段來恢復(fù)出調(diào)制載波的頻率分量，然后將其與接收的信號進(jìn)行相乘，將相乘后的信號通過低通濾波器就能夠獲得基帶信號的解調(diào)。圖2中（b）只是對截取到了部分接收的信號，將其與兩路載波信號分別相乘后，通過低通濾波器后就能夠得到兩路基帶信號，最后經(jīng)過抽樣判決就能夠復(fù)出原始碼元信息。在該源碼解調(diào)過程中所涉及到的仿真信號基本參數(shù)為：頻率間隔500Hz，兩路信號頻率分別為4000Hz和4500Hz，碼元速率為220bit/s。

2.3 過零檢測法

眾所周之，在數(shù)字通信信號中，過零點(diǎn)數(shù)一般是隨載頻的不同而存在一定的差異，因此通過對過零點(diǎn)數(shù)進(jìn)行檢測，就可以發(fā)現(xiàn)其頻率之間的差異。如圖3描述的是過零檢測法的原理方框圖。

在過零檢測過程中，輸入信號通過限幅后能夠得到矩形波序列，通過對其進(jìn)行微分整流處理后，就可以得到與頻率變化相關(guān)的脈沖序列，該序列反映了調(diào)頻波的過零點(diǎn)。借助相關(guān)技術(shù)手段可以將其轉(zhuǎn)化為具有一定寬度的矩形波，通過低通濾波器后可以過濾掉高次諧波，最終獲得與原數(shù)字信號應(yīng)于的基帶脈沖信號。

2.4 差分檢波法

圖4描述的是差分檢波法原理圖，其通過濾波器可以把輸入信號中的無用信號，然后分成兩路進(jìn)行傳播，一路經(jīng)時(shí)延τ送到乘法器，另一路直接送到乘法器，然后兩者進(jìn)行相乘后通過低通濾波器就可以得到提取信號。差分檢波法主要是對延遲τ的信號與輸入信號進(jìn)行對比，雖然信道上的延遲失真會對相鄰信號產(chǎn)生一定的影響，但是其不會對源碼解調(diào)技術(shù)產(chǎn)生影響，從而更好的獲得原始碼元信息。

3 結(jié)束語

綜上所述，在數(shù)字通信信號發(fā)展過程中，要對源碼解調(diào)技術(shù)進(jìn)行全面、系統(tǒng)的研究，根據(jù)數(shù)字通信信號的實(shí)際情況來選擇與之相匹配的源碼解調(diào)技術(shù)，這樣不僅可以獲得準(zhǔn)確的原始碼元信息，而且還可以有效提高數(shù)字通信信號的傳輸效率。

[1] 晉紅.多體制數(shù)字通信系統(tǒng)發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)與仿真[D].北京化工大學(xué)，2016.

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[3] 黃菲，丁月友.LTE-A中UE專用參考信號的解調(diào)算法與實(shí)現(xiàn)[J].無線電通信技術(shù)，2017，4（1）：45-46.