導(dǎo)語：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，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1寬帶無線通信的實時多域分析

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)。信號調(diào)制的方法也由簡單的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LDPC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寬帶無線通信的實時多域分析架構(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，在測試頻帶上能夠連續(xù)掃描信號頻譜信息，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，在滿足條件時能夠?qū)⑵浯鎯Φ酱鎯ζ髦小Ｔ撓到y(tǒng)是一個開放性、多邊形的數(shù)字信號處理系統(tǒng)，與目前的分析架構(gòu)相比，該系統(tǒng)能夠根據(jù)測量對象的要求和特點，在線生成新的硬件算法，從而為通信信號實時多域分析提供可能。由于該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分析方法是通過DSA和FPGA來實現(xiàn)的，大大減少了系統(tǒng)的開銷，也提高了系統(tǒng)測試的速度。

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，將其存儲到相應(yīng)的存儲器中，以I/O信號基帶來進(jìn)行處理，這樣就實現(xiàn)了通信性能的快速分析和測試。

1.3物理特性分析

物理特性分析是對寬帶無線通信信號的駐留時間、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，寬帶通信信號也呈現(xiàn)出新、大、寬帶特點，因此需要采取不同方法，從頻域、時域、時頻域來測量和分析。針對這個問題，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)合無縫存儲技術(shù)和觸發(fā)檢測算法，實現(xiàn)多域分析的準(zhǔn)確性。同時，結(jié)合全數(shù)字頻譜掃描方法，擴(kuò)展測試頻率的跨度，讓頻譜分析覆蓋到寬帶無線通信的各個頻段。其基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。

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

（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，與寬帶通信信號的頻譜測試要求不相符合。因此，為了滿足大頻率跨度測試的需要，應(yīng)對寬帶無線通信信號進(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全頻段頻譜進(jìn)行分析問題。

2寬帶無線通信信號解調(diào)處理算法

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

2.1聯(lián)合解調(diào)處理機(jī)制

寬帶無線通信實時多域分析架構(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)處理算法來處理測量信號，解調(diào)精度較高。專用解調(diào)處理是根據(jù)信號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。寬帶無線通信測試過程中，調(diào)制方式不同的測量信號，其解調(diào)處理算法和流程是不同的。如M-QAM和M-PSK信號，采用過零點檢測算法效果并不好，可以將完成信號進(jìn)行同步處理，再面向判決載波進(jìn)行相位跟蹤。OQPSK信號與M-QAM、M-PSK信號的解調(diào)方法不同，在相偏較小時可能會導(dǎo)致算法性能不佳，影響整個接受系統(tǒng)載波的同步處理。因此，OQPSK信號解調(diào)處理對頻率相位的同步要求較高。解調(diào)預(yù)處理主要是對被測信號較大的載波進(jìn)行修正，對測試信道進(jìn)行補(bǔ)償，調(diào)整采樣頻率。在修正載波大頻時，采用了載波頻偏盲估計算法，能夠用于殘余頻偏進(jìn)行捕獲。

2.2載波頻偏盲估計算法

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

2.3任意倍數(shù)的重采樣算法

在寬帶實時分析中，為了實現(xiàn)對任意調(diào)制方式和碼率的寬帶通信信號進(jìn)行實時多域復(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)工作時鐘等都應(yīng)是固定的。這樣才能夠得出被測基帶的I/O信號的碼率與采樣率之間為任意的分?jǐn)?shù)，同時，為了提高定時同步的精度，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信號調(diào)制處理可以在M-PSK信號調(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——符號定位同步——自適應(yīng)均衡——載波同步。在寬帶通信信號實時分析過程中，被測得的M-QAM和M-PSK信號是經(jīng)過解調(diào)預(yù)處理的，對載波頻偏進(jìn)行了補(bǔ)償和粗估計，且采樣率與碼率是整數(shù)倍關(guān)系，對前端的測試信號采取了固定補(bǔ)償措施。

2.5OQPSK調(diào)制算法

在寬帶無線通信信號實時多域分析架構(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——載波相位和定時誤差的聯(lián)合估計及校正。在寬帶通信信號實時分析過程中，OQPSK調(diào)制算法對I/O信號的解調(diào)預(yù)處理載波頻偏進(jìn)行補(bǔ)償和粗估計，且采樣率與碼率是整數(shù)倍關(guān)系，對前端的測試信號采取了固定補(bǔ)償措施。再通過載波相位和定時誤差的聯(lián)合估計及校正，能夠?qū)祛l及內(nèi)插濾波進(jìn)行處理，實現(xiàn)載波相位的同步跟蹤。

3結(jié)語

在信息通信領(lǐng)域中，寬帶無線通信信號有非常重要的作用。寬帶無線通信信號具有低功率、強(qiáng)突發(fā)性、高傳輸率、大帶寬、高瞬變等特點，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實時多域分析架構(gòu)基礎(chǔ)上，本文探討了一種新的解調(diào)測試算法，能夠有效解決寬帶無線通信中誤觸發(fā)、漏觸發(fā)等問題，實現(xiàn)載波相位的同步跟蹤和符號的同步定位。寬帶無線通信信號解調(diào)測試算法的發(fā)展，能夠滿足鐵路通信業(yè)務(wù)繁多、設(shè)備多樣的特點，還能夠?qū)崿F(xiàn)鐵路通信工程建設(shè)信息的實時交換和傳輸，實現(xiàn)列車、機(jī)動車輛的統(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