通信中识别信号的产生及检测技术的研究

《通信中识别信号的产生及检测技术的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、通信中识别信号的产生及检测技术研究1引言现代社会，通信信号的环境异常复杂，一方面表现在噪声的种类在不断增加，另一方面，频谱资源的有限性决定了临近频率点通信有很多的信号进行通信，这就有可能导致在通信过程中会导致串扰，并且接收到的信号也不能够正确判断是否为己方所发送的信号。那么能不能在通信信号中加入一个低功率谱密度信号，通过在接收端检测该小信号的有无来达到通信信号的识别呢？本论文就是研究在常规通信中（以单边带信号为例），如何在通信信号中加入低功率谱密度的识别信号（以直接序列扩频信号为例）并进行检测达到信号识别的目的。

2、2单边带通信及直接序列扩频系统原理单边带信号由于其传输频带带宽较窄、频带利用率高在军事、民用通信上均有广泛的应用；直接序列扩频通信由于其保密性能高、隐蔽性好、抗噪声性能强，而且还可以实现码分复用实现多址通信，在通信领域也得到广泛应用。下面我们就分别介绍这两种通信系统的原理。2.1单边带通信系统原理2.1.1单边带信号的产生单边带调制（SSB）信号是将双边带信号中的一个边带滤掉而形成的。根据滤除方法的不同，产生SSB信号的方法有：滤波法和相移法。2.1.1.1滤波法及SSB信号的频域表示产生SSB信号最直观的方法是

3、，先产生一个双边带信号，然后让其通过一个边带滤波器，滤除不要的边带，即可得到单边带信号。我们把这种方法称为滤波法，它是最简单也是最常用的方法。其原理框图如下图2.1所示。H(ω)m(t)SDSB(t)SSSB(t)载波c(t)图2.1-32-H(W)为单边带滤波器的传输函数，若它具有如下理想高通特性：则可以滤除下边带，保留上边带（USB）；若H(W)具有以下理想低通特性：则可以滤除上边带，保留下边带（LSB）。因此，SSB信号的频谱可表示为:滤波法的技术难点是边带滤波器的制作。因为实际滤波器都不具有上述传输函数的

4、理想特性，即在载频处不具有陡峭的截止特性，而是有一定的过滤带。例如，若经过滤波后的话音信号的最低频率为300Hz，则上、下边带之间的频率间隔为600Hz。实现滤波器的难易程度与过滤带相对载频的归一化值有关，该值越小，边带滤波器就越难实现。因此在600Hz过滤带和不太高的载频情况下，滤波器不难实现；但当载频较高时，采用一级调制直接滤波的方法已不可能是想单边带调制。2.1.1.2相移法和SSB信号的时域表示SSB信号的频域表示直观、简明，但其时域表示式的推导比较困难，需借助希尔伯特变换来描述。为简单起见，我们以单频调

5、制为例，然后推广到一般情况。设单频调制信号为载波为则DSB信号的时域表达式为-32-保留上边带，则有保留下边带，则有把上、下边带公式合并起来写，可以写成式中：“-”表示上边带信号；“+”表示下边带信号。在中，可以看成是相移结果，而幅度大小保持不变。我们把这一过程称为希尔伯特变换，记为“^”，则有故单边带的表达式可以表示为上式关系虽然是在单频调制下得到的，但是它不失一般性，因为任意一个基带波形总可以表示成许多正弦信号之和。所以上式可以推广到一般情况，则可得到调制信号为任意信号时SSB信号的时域表示式，即式中：是的希

6、尔伯特变换。若M(w)为的傅里叶变换，则的傅里叶变换为-32-式中符号函数上式有明显的物理意义：通过传递函数为的滤波器即可得到。由此可知，即是希尔滤波器的传递函数，记为上式表明，希尔滤波器实质上是一个宽带相移网络，对中的任意频率分量均相移，即可得到。相移法是利用相移网络，对载波和调制信号进行适当的相移，以便在合成过程中将其中的一个边带抵消而获得SSB信号。相移法不需要滤波器具有陡峭的截止特性，不论载频有多高，均可一次实现SSB调制。综上所述，SSB信号的实现比AM、DSB信号要复杂，但SSB调制方式在传输信息时，

7、不仅可节省发射功率，而且它占用的频带宽度为AM、DSB的一半。它目前已成为短波通信的一种重要的调制方式。2.1.2单边带信号的解调解调是调制的逆过程，其作用是从接收的已调信号中恢复原基带信号（即调制信号）。单边带解调的方法有两种：相干解调和插入载波包络检波法。下面我们介绍单边带的相干解调法。相干解调也叫同步检波。解调与调制的实质一样，均是频谱搬移。调制是把基带信号的频谱搬到载频的位置，这一过程可以通过一个相乘器与载波相乘来实现。解调则是调制的反过程，即把在载频位置的已调信号的频谱搬回到原始的基带位置，因此同样可以

8、用相乘器和载波相乘来实现。SSB的相干解调模型如下图所示：LPFSSSB(t)SP(t)Sd(t)c(t)=cost图2.2-32-解调时，为了无失真的恢复基带信号，接收端必须提供一个与接收的已调载波严格同步的（同频同相）的本地载波（称为相干载波），它与接收的已调信号相乘后，经低通滤波器取出低频分量，即可得到原始的基带调制信号。2.2直接序列扩频通信系统原理2.2.1直接