CN113644888A - 一种噪声信号用自调节方法 - Google Patents

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CN113644888A CN202111207300.3A CN202111207300A CN113644888A CN 113644888 A CN113644888 A CN 113644888A CN 202111207300 A CN202111207300 A CN 202111207300A CN 113644888 A CN113644888 A CN 113644888A
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Abstract

本发明公开了一种噪声信号用自调节方法,具体包括:通过信号收纳模块对控制信号、噪声信号进行收纳与初步处理;通过所述信号分析模块对控制信号进行分析比对;根据步骤2中的分析比对结果对控制信号进行处理;通过所述信号诱导模块产生第一诱导信号与噪声信号发生调频增益后产生中间调节信号,且中间调节信号与处理后的控制信号发生二次调频增益后输出。本发明中给出的一种噪声信号自调节方法具有很强的通用性,并且通过该方法验证降噪效力的手段比较有效,能够有效的减少系统链路中的噪声信号。不同于现有技术中对噪声信号的处理方式,即对噪声信号的再利用为控制信号的调频增益,为通信、雷达等的系统链路提供了一定的通道增益。

Description

一种噪声信号用自调节方法
技术领域
本发明涉及微波通信领域,具体涉及一种噪声信号用自调节方法。
背景技术
现有技术中,无线接入射频电路广泛用于实现设备之间的无线连接和信息交换。微波开关是通信、雷达的主要部分。为了抑制各级噪声对系统的影响,微波开关需要有一定的系统增益,但是过大的增益会使微波开关内的部分模块发生过载,产生非线性失真,同时,微博开关内的低噪声放大器是小信号线性放大器,由于受传输路径的影响,信号的强弱是变化的,在接收信号时经常存在强干扰进入,因此增益和衰减需要可调的,以获得较大的线性和动态范围。
在微波开关中,电路的工作频率往往较高,用到的器件多是高频微波器件,在这些高频微波器件之间存在着各通道之间的串扰,且主要的耦合途径是传导干扰和空间辐射。并且微波开关模块内有电源信号、控制信号、控制信号等,为提高微波开关的灵敏度,就需要对微波开关内的噪声信号进行调节,从而对系统提供一定的通道增益。
中国专利CN201410193359.5描述了“一种基于随机共振算法的GNSS载波环路跟踪方法”;该方法基于随机共振算法对输入信号进行积分累加和倍乘反馈处理来提高接收信号的信噪比,以达到能够稳定追踪接收信号的载波环路的目的。其公开的“共轭复乘”、“随机共振”、“频率判决”等步骤中对于电路降噪问题中采用了不同的技术特征并达到了不同的技术效果,且该专利与本发明在调节噪声信号方面所采用的步骤逻辑、算法途径等技术手段中均存在较大差异。
发明内容
本发明目的在于提供一种噪声信号用自调节方法,用于微波开关中模拟信号的降噪处理。
本发明通过下述技术方案实现:
一种噪声信号用自调节方法,所述一种噪声信号用自调节方法包括:
步骤1,通过信号收纳模块对控制信号、噪声信号进行收纳与初步处理;
步骤2,所述信号收纳模块信号连接有信号分析模块,通过所述信号分析模块对控制信号进行分析比对;
步骤3,所述信号分析模块信号连接有信号处理模块,根据步骤2中的分析比对结果对控制信号进行处理;
步骤4,所述信号处理模块信号连接有信号诱导模块,通过所述信号诱导模块产生第一诱导信号与噪声信号发生调频增益后产生中间调节信号,且中间调节信号与处理后的控制信号发生二次调频增益后输出。
微波开关中的高频电路是一个独立的工作区,需要防止体积大的高频电感对邻近电路的干扰。针对现有技术中,对于高频电路中噪声信号的处理方式往往为:选用频率低的微控制器、减小信号传输中的畸变、减小信号间的交叉干扰、减小内电路噪声、注意印刷线板与元器件的高频特性、从元件布置合理分区等物理层面出发,对高频电路本身进行改进,从而提高高频电路的抗干扰能力。针对上述情况,申请人提出一种噪声信号用自调节方法,用于微波开关中模拟信号的降噪处理。其中,通过信号收纳模块对控制信号、噪声信号进行收纳与初步处理,所述信号收纳模块与信号分析模块信号连接,通过信号分析模块对收纳到的控制信号、噪声信号进行分析比对,并将分析结果处理成相应的分析信号、数据信号;所述信号分析模块与所述信号处理模块信号连接,通过信号处理模块接收分析信号、数据信号,并根据所述分析信号、所述数据信号对收纳到的控制信号进行增益处理,增大所述控制信号频段差别,为系统链路提供一定的通道增益;所述信号处理模块与信号诱导模块信号连接,通过所述信号诱导模块产生第一诱导信号与噪声信号发生调频增益后产生中间调节信号,且中间调节信号与处理后的控制信号发生二次调频增益后输出。在电路内部能够对各模块、单元内部所产生的噪声信号利用并增益系统自身,即对系统提供通道增益效果。
所述信号诱导模块包括:
滤波信号单元:用于滤除无法诱导产生调频增益的噪声信号;
诱导信号单元:用于产生第一诱导信号诱导噪声信号发生调频增益现象,为系统链路提供通道增益,发生调频增益后产生中间调节信号与处理后的控制信号发生二次调频增益后输出。
进一步地,所述步骤1具体包括:
所述信号收纳模块包括增益级电路,所述增益级电路包含低噪声放大器,经所述低噪声放大器完成对控制信号的输入匹配及放大处理。
针对高频电路中,申请人在实际研究中发现,当控制信号、噪声信号以及系统三者达到一定的匹配关系时,才能产生调频增益现象。故通过增益级电路接收到控制信号后,对控制信号进行放大处理,即通过增益级电路来接收待放大的控制信号,待放大的控制信号一般为高频微波,待放大的控制信号一般为一路或多路,增益级电路内放大器能对每一对应的控制信号进行独立放大。具体实施时,待放大控制信号的数量一般小于等于放大器,在对待放大控制信号进行放大时,均需要通过低噪声放大器来选择与待放大控制信号对应的放大通路,从而提高控制信号本身的势垒高度,以便于后续步骤的继续进行。
作为优选,步骤1所述的低噪声放大器采用阻性负反馈共源共栅结构。
所述阻性负反馈共源共栅中的共源管能够为电路提供高增益的薄栅N型金属-氧化物-半导体晶体管;且还采用了能够承担高分压和降低击穿风险的厚栅N型金属-氧化物-晶体管;增益电路中的漏极直流电感采用有限电感;漏极直流电感的寄生电阻设置为与漏极直流电感成正比;在增益级电路中对于电压变化时寄生电容充放电汲取额外电流导致功率下降的节点,在节点处添加与寄生电容并联谐振在基频的电感-电容电路,并利用电容降低增益级电路中的损耗。
进一步地,所述步骤2具体包括:
步骤2-1,所述信号分析模块对控制信号进行变量分解,将变量分解后的I/Q信号进行处理,获得控制信号的基带信号;
步骤2-2,所述信号分析模块根据基带信号进行符号判决和码元映射,得到基带信号的码流信息,并通过所述信号分析模块进行成型滤波生成调制质量分析所需的理想参考信号;
步骤2-3,所述信号分析模块将控制信号和理想参考信号进行分析比对,并将分析比对结果传递至所述信号处理模块。
所述信号分析模块包括:
信号识别单元,用于对当前所接收的信号的所有频段进行识别,根据设置识别出需要的控制信号的频段;
频谱分析单元,所述频谱分析单元包括频谱分析仪,所述频谱分析仪用于完成频域分析和信号带宽的测试,还用于对所有不同频段的信号进行区分,即通过检波电路将高频信号中的低频信号提取出来加以分析。
由于调频增益的发生条件较为苛刻,申请人设计出的信号分析模块与所述信号收纳模块信号连接,以达到为控制信号、噪声信号进行系统分析的处理。基于快速傅里叶变换(FFT)的现代频谱分析仪,通过傅里叶运算将被测信号分解成分立的频率分量,达到与传统频谱分析仪同样的结果,这种新型的频谱分析仪采用数字方法直接由模拟/数字转换器(ADC)对输入信号取样,再经FFT处理后得到频谱分布图。为获得良好的仪器线性度和高分辨率,对信号进行数据收纳时,ADC的取样率最少等于输入信号最高频率的两倍。最高输入率取决于取样率,分辨率取决于取样点数。FFT运算时间与取样,点数成对数关系。
进一步地,所述步骤3具体包括:
步骤3-1,根据步骤2-3中的分析比对结果,通过所述信号处理模块将控制信号转换为频率呈周期性变化的多载波信号,且每一周期中的多载波信号均由脉宽相同、频率呈递进关系连续拼接而成;
步骤3-2,用原始控制信号对多载波信号进行载波抑制单边调制,得到线性调频信号;
步骤3-3,将线性调频信号和基带信号进行拍频,得到带宽为不同于原始控制信号的增益控制信号,且增益控制信号的初始频率通过改变频移量进行调整。
基于所述信号分析模块的基带信号通过信号处理模块对控制信号、噪声信号进行处理。具体而言:根据步骤2-3中的分析比对结果,通过所述信号处理模块将控制信号转换为频率呈周期性变化的多载波信号,且每一周期中的多载波信号均由脉宽相同而频率按频率呈递进关系连续拼接而成;用原始控制信号对多载波信号进行载波抑制单边调制,得到线性调频信号;将线性调频信号和基带信号进行拍频,得到带宽为不同于原始控制信号的增益控制信号,且增益控制信号的初始频率可通过改变频移量进行调整。通过第一诱导信号宏观诱导系统参数(即信号带宽)发生变化,从而调控控制信号与噪声信号发生调频增益。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
1、通过信号处理模块对所需要的控制信号进行了信号放大处理,提高了信号间的势垒高度,为系统链路的增益提供了一定的技术支持;
2、本发明中给出的一种噪声信号自调节方法可应用于各高频电路中,具有很强的通用性,并且通过该方法验证降噪效力的手段比较有效,能够有效的减少系统链路中的噪声信号;
3、对于本发明中给出的方法广泛用于微波开关中,不同于现有技术中对噪声信号的处理方式,即对噪声信号的再利用为控制信号的调频增益,为通信、雷达等的系统链路提供了一定的通道增益。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为本发明的构成示意图;
图2为本发明的流程示意图;
图3为本发明诱导增益的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
需要说明的是,本发明已经处于实际试验应用阶段。
实施例1:
请一并参考附图1-图3,如图所示,信号收纳模块与信号分析模块信号连接,所述信号分析模块与信号处理模块信号连接,所述信号处理模块与信号诱导模块信号连接。所述信号分析模块包括:信号识别单元、以及频谱分析单元,且所述信号分析模块分别与所述信号识别单元、所述频谱分析单元实现信息交互;所述信号处理模块包括:信号转换单元、信号调频单元,且所述信号处理模块分别与所述信号转换单元、所述信号调频单元实现信息交互;所述信号诱导模块包括:诱导信号单元、所述滤波信号单元,且所述信号诱导单元分别与所述诱导信号单元、所述滤波信号单元实现信息交互。具体方法为:
步骤1,通过信号收纳模块对控制信号、噪声信号进行收纳与初步处理;
步骤2,所述信号收纳模块信号连接有信号分析模块,通过所述信号分析模块对控制信号进行分析比对;
步骤3,所述信号分析模块信号连接有信号处理模块,根据步骤2中的分析比对结果对控制信号进行处理;
步骤4,所述信号处理模块信号连接有信号诱导模块,通过所述信号诱导模块产生第一诱导信号与噪声信号发生调频增益后产生中间调节信号,且中间调节信号与处理后的控制信号发生二次调频增益后输出。
需要说明的是,在信号传递的过程中,噪声信号被认为是令人讨厌的东西,因为噪声信号的存在降低了信噪比,影响了有用信息的提取。然而申请人发现在某些特定系统中,当控制信号、噪声信号以及系统三者达到一定的匹配关系时,噪声信号的存在能够增强控制信号。针对这种情况,申请人提出:在高频电路系统中通过信号诱导模块来调整系统参数以达到利用噪声信号与控制信号发生调频增益的条件,所述系统参数指的是发生调频增益信号的带宽。这种情况下,噪声信号经由调频增益后变为了对系统链路有增益的信号,即达到了高频电路降噪的目的。针对微波开关的高频电路中,同样适用上述调频增益条件。即通过增益级电路接收到控制信号后,对控制信号进行放大处理,待放大的控制信号一般为高频微波,增益级电路内放大器能对每一对应的控制信号进行独立放大。具体实施时,待放大控制信号的数量一般小于等于放大器,在对待放大控制信号进行放大时,均需要通过低噪声放大器来选择与待放大控制信号对应的放大通路,从而提高控制信号本身的势垒高度,以便于后续步骤的继续进行。
步骤2-1,所述信号分析模块对所述控制信号进行变量分解,将变量分解后的I/Q信号进行包括数字滤波、采样率变换、匹配滤波、定时修正、频偏修正、相偏修正、频率误差估计和相位误差估计在内的算法进行处理,获得被测信号的基带信号;
步骤2-2,所述信号分析模块根据被测信号的基带信号进行符号判决和码元映射,得到原始信号的码流信息,通过所述信号分析模块进行成型滤波生成调制质量分析所需的理想参考信号;
步骤2-3,所述信号分析模块将所述控制信号和所述噪声信号进行比对,提取包括幅度矢量误差、相位误差、幅度误差、IQ偏置、原点偏移和正交误差在内的一系列调制质量误差指标,并将结果传递至所述信号处理模块。
需要说明的是,所述信号分析模块包括:信号识别单元,用于对当前所接收的信号的所有频段进行识别,根据设置识别出需要的所述控制信号的频段;
频谱分析单元,所述频谱分析单元包括频谱分析仪,所述频谱分析仪用于完成频域分析和信号带宽的测试,还用于对所有不同频段的信号进行区分,即通过检波电路将高频信号中的低频信号提取出来加以分析。
由于调频增益的发生条件较为苛刻,申请人设计出信号分析模块与所述信号收纳模块信号连接,以达到为所述控制信号、所述噪声信号以及所述混合信号进行系统分析的处理。基于快速傅里叶变换(FFT)的现代频谱分析仪,通过傅里叶运算将被测信号分解成分立的频率分量,达到与传统频谱分析仪同样的结果,这种新型的频谱分析仪采用数字方法直接由模拟/数字转换器(ADC)对输入信号取样,再经FFT处理后得到频谱分布图。为获得良好的仪器线性度和高分辨率,对信号进行数据收纳时,ADC的取样率最少等于输入信号最高频率的两倍。最高输入率取决于取样率,分辨率取决于取样点数。FFT运算时间与取样,点数成对数关系。
步骤3-1,根据步骤2-3中的分析比对结果,通过所述信号处理模块将控制信号转换为频率呈周期性变化的多载波信号,且每一周期中的多载波信号均由脉宽相同、频率呈递进关系连续拼接而成;
步骤3-2,用原始控制信号对多载波信号进行载波抑制单边调制,得到线性调频信号;
步骤3-3,将线性调频信号和基带信号进行拍频,得到带宽为不同于原始控制信号的增益控制信号,且增益控制信号的初始频率通过改变频移量进行调整。
步骤3-4,重复步骤3-1至步骤3-3,对所述噪声信号进行同步处理,得到带宽为不同于所述噪声信号带宽的增益噪声信号。
需要说明的是,所述增益控制信号的带宽为a倍所述控制信号;所述增益噪声信号的带宽为b倍所述噪声信号。基于所述信号分析模块的基带信号通过信号处理模块对控制信号、噪声信号进行处理。具体而言:通过信号处理模块将控制信号转换为频率呈周期性变化的多载波信号,且每一周期中的多载波信号均由脉宽相同而频率按频率呈递进关系连续拼接而成;用原始控制信号对所述多载波信号进行载波抑制单边调制,得到线性调频信号;将线性调频信号和基带信号进行拍频,得到带宽不同于原始控制信号带宽的增益控制信号,且所述增益控制信号的初始频率可通过改变频移量进行调整。重复步骤3-1至步骤3-3,对噪声信号进行同步处理,得到带宽不同于原始噪声信号带宽的增益噪声信号。结合下文,通过第一诱导信号宏观诱导系统参数a、b(即信号带宽)发生变化,从而调控控制信号与噪声信号发生调频增益。
步骤4-1,通过所述信号诱导模块产生第一诱导信号诱导所述增益控制信号、与所述增益噪声信号发生调频增益,为系统链路提供通道增益;
步骤4-2,通过所述信号诱导模块对步骤2-1至步骤2-3中单端无干扰数据信号和单端有干扰数据信号进行诱导分析处理,得到对应时段内的干扰数据,并构成一个干扰阵列,对所述干扰阵列进行特征值和向量分解,生成当前干扰抑制阵列。
还需要说明的是,所述信号诱导模块包括:
滤波信号单元:用于滤除无法诱导产生调频增益现象的噪声信号;
诱导信号单元:用于产生诱导信号诱导放大后的所述控制信号、与削弱后的所述噪声信号发生调频增益现象,为系统链路提供通道增益,且经调频增益后的控制信号进入所述控制信号通道,未发生调频增益的噪声信号进入所述干扰通道。
由势垒的定义式可知,势垒高度是由a、b两个系统参数共同决定的,因此为了诱导控制信号、噪声信号在本系统中发生调频增益现象,需要对系统参数进行宏观调控。但是由于系统本身硬件方面的调控极易通过各通道之间的相互串扰对信号本身造成新的干扰,即产生多层次的噪声信号。对此,申请人提出,基于单端无干扰数据信号和单端有干扰数据信号进行诱导分析处理,得到对应时段内的干扰数据,并构成一个干扰阵列,对所述干扰阵列进行特征值和向量分解,生成当前干扰抑制阵列。从而起到对高频电路内部噪声信号同样起到降低的效力。
如图2所示,通过信号收纳模块对控制信号、噪声信号进行收纳与初步处理;所述信号收纳模块信号连接有信号分析模块,通过所述信号分析模块对控制信号进行分析比对;所述信号分析模块信号连接有信号处理模块,根据步骤2中的分析比对结果对控制信号进行处理;所述信号处理模块信号连接有信号诱导模块,通过所述信号诱导模块产生第一诱导信号与噪声信号发生调频增益后产生中间调节信号,且中间调节信号与处理后的控制信号发生二次调频增益后输出。
由于第一诱导信号、控制信号、噪声信号同处于本实施例中的高频电路中,且经由信号分析模块进行特定分析、信号处理模块处理使之满足了特定关系式,即满足在高频电路中发生调频增益的条件,现有技术中,Benzi等人提出了电磁波频率叠加并用于解释第四纪冰川问题,此后用于描述一种现象──非线性系统中内噪声或外噪声的存在可以增加系统输出的响应,应用在信号分析过程中,噪声常被认为是令人讨厌的东西,因为噪声的存在降低了信噪比,影响了有用信息的提取,然而在某些特定的系统中,噪声的存在能够增强信号的检测能力,这种现象就称为调频增益。从信号处理的角度来讲,在非线性系统中,当输入带噪信号时,以适宜的物理量来衡量系统特性,如信噪比、驻留时间等,通过调节输入噪声强度或系统参数,使系统特性达到一个最大值,此时,我们称信号、噪声和随机系统产生的协同现象为调频增益。
在本实施例中,由于传统的通信系统中,未经由处理的噪声信号与射频之间的发生调频增益的概率极低,就算是在实验室等特定环境下通过调制控制信号与噪声信号的特征值使之发生调频增益的概率仍然不尽人意。申请人经由系统研究发现:这种现象的原因在于:控制信号与噪声信号之间的特征值跨度过大,且不易经由调制处理等进行调节。故申请人利用第一诱导信号作为控制信号与噪声信号之间的“中间体”,作为诱导控制信号与噪声信号发生调频增益的“桥梁”。即通过第一诱导信号与噪声信号发生一级调频增益产生一个“中间信号增益体”,即中间调节信号。使得第一诱导信号与噪声信号初步发生调频增益,所述中间调节信号与所述控制信号发生二级调频增益,此时的调频增益过程能够视为信号诱导模块的二次诱导过程。上述调频增益在表现上能够大幅度满足高频电路中降低噪声信号的要求,且完全不同于传统技术中通过各手段抑制干扰源、切断传播途径、提高抗干扰性能等方面,而是利用噪声信号与控制信号之间的相互关系发生共振,为控制信号的强度提供了保证,且对于整个系统;链路提供了一定的通道增益。信号诱导模块与信号分析模块信号连接,信号诱导模块产生的第一诱导信号在频率、幅度、信号强度等方面强于噪声信号、控制信号,针对不同系统环境下的特定情况,第一诱导信号的特征值经由信号分析模块、信号处理模块与信号诱导模块的综合处理而不同,在本实施例中,第一诱导信号为c倍基带信号,且满足:c>b;c<a,还需要说明的是,增益控制信号的带宽为a倍初始控制信号;增益噪声信号的带宽为b倍初始噪声信号。
实施例2:
物理上对于诱导效应的认识已有长远的历史。物理学家根据电磁波的物理性质提出了多种诱导效应定性次序,在定量关系方面也提出了多种基幅特性常数,但是这些基幅特性常数在某种实验数据的基础上,依照推算的需要,就各个频率逐一指定数值的,是为了从多个电磁波的频率基础上系统的进行分析研究。
信噪比增益是衡量调频增益系统对输入信号增强和改善作用的重要指标,只有当信噪比增益大于1时,才能说明调频增益系统对信号有明显的增强和改善作用,并且信噪比增益越大检测效果越好,假设输入信号为(1)式中所示高频信号,第i个信号的信噪比增益记为
Figure 919812DEST_PATH_IMAGE001
,则其定义如下:
Figure 182166DEST_PATH_IMAGE002
式1
式中,
Figure 644371DEST_PATH_IMAGE003
Figure 8488DEST_PATH_IMAGE004
分别表示调频增益前后第i个信号的功率,
Figure 214341DEST_PATH_IMAGE005
Figure 472147DEST_PATH_IMAGE006
分别表示在第i个输入信号频率处电路系统的输入输出平均噪声功率,为了衡量调频增益对多个频率信号的整体检测效果,利用平均信噪比增益对调频增益的输出效应进行衡量,平均信噪比增益记为MG,其定义如下:
Figure 495467DEST_PATH_IMAGE007
式2
在本实施例中,本系统及方法在α稳定分布中验证本系统及方法在高频电路中抗干扰能力。由于α稳定分布既能模拟噪声信号比较平稳时的情形(噪声信号符合高斯分布时的情形),又能较好的刻画噪声信号大幅跳跃时的状态,因此,用α稳定分布描述的噪声信号即α稳定噪声能够非常好地与实际数据相符合,本系统及方法将控制信号与调频增益系统相结合,研究了α稳定噪声环境下控制信号检测的参数诱导调频增益现象,探究了α稳定噪声分布参数、调频增益系统参数与系统共振输出效应的关系,平均试验数据如下:
Figure 471513DEST_PATH_IMAGE008
表一 抗干扰效果表
误码率(SER:symbol error rate)是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标,误码率=传输中的误码/所传输的总码数*100% 。如果有误码就有误码率,另外,也有将误码率定义为用来衡量误码出现的频率。在本实施例中:经过对本方法进行的数据分析,其中一项数据为:
传输比特串行为:010101000111100101010101011001010101011110011010101010101
接收比特串行为:010101010110100101010101001001010101010110011010101110101
在本项数据中,差错比特的数量为5.误码率为差错比特数传输的比特数的百分比数值,即:
5/57*100%=8.77%
在原高频电路中应用本方法后:
传输比特串行为:010101000111100101010101011001010101011110011010101010101
接收比特串行为:010101010111100101010101011001010001011110011010111010101
在本项数据中,差错比特的数量为3.误码率为差错比特数传输的比特数的百分比数值,即:
3/57*100%=5.26%
进行特定条件下的误码率研究,对增强无线通信系统性能,改善数据传输质量意义重大 。
信噪比,英文名称叫做SNR或S/N(SIGNAL-NOISE RATIO),又称为讯噪比。是指一个电子设备或者电子系统中信号与噪声的比例。这里面的信号指的是来自设备外部需要通过这台设备进行处理的电子信号,噪声是指经过该设备后产生的原信号中并不存在的无规则的额外信号(或信息),并且该种信号并不随原信号的变化而变化。
在数字通信系统中,信噪比一般是指终端机的数字解调器或译码器输出端的每个数字波形(比特)的平均信号能量E与单位频带内的噪声功率N0的比值E/N0,又称为归一化信噪比或能量信噪比,是常用的指标。也可用E/N0与差错(误码)概率Pe间的一组曲线表示不同的数字调制与解调,或不同类型信道编、译码的通信质量的优劣。计算公式为:
Figure 586450DEST_PATH_IMAGE009
式3
它的单位一般使用分贝,其值为十倍对数信号与噪声功率比:
Figure 964341DEST_PATH_IMAGE010
式4
其中:
Figure 768349DEST_PATH_IMAGE011
为信号幅度(Amplitude of Signal);
Figure 356325DEST_PATH_IMAGE012
为噪声幅度(Amplitude of Noise);
Figure 903981DEST_PATH_IMAGE013
为信号功率(Power of Signal);
Figure 136380DEST_PATH_IMAGE014
为噪声功率(Power of Noise)。
幅度矢量误差,是指理论波形与接收到的实际波形之差,是平均误差矢量信号功率与平均参考信号功率之比的均方根值。
传输时延是指结点在发送数据时使数据块从结点进入到传输媒体所需的时间,即从一个站点从开始发送数据帧到数据帧发送完毕(或者是接收站点接收一个数据帧的全部时间)所需要的全部时间。
传输时延=数据帧长度/发送速率
对于上述数据,上述数据均为多个试验后得出的平均数值,对于误码率:在传统技术下的高频电路中应用本方法能够明显降低传输信号的误码率,使得传输信号更加准确;对于信噪比:在传统技术下的高频电路中应用本方法能够明显降低传输型号中噪声信号的比例,即能够提高信号的信噪比;对于幅度矢量误差:针对传统技术的高频电路中信号的波形进行单一变量分析,能够得出信号幅度的变化量更小;对于时延:在传统技术中的高频电路中,由于各种信号噪声的处理下,传输信号具有较高的时延、延时率,经由本方法处理后,信号的时延得到了降低,能够提高传输信号在本实施例中系统的传输效率。
本申请的作业过程现一次性完整描述如下:
通过信号收纳模块对控制信号、噪声信号进行收纳与初步处理;所述信号收纳模块包括增益级电路,所述增益级电路包含低噪声放大器,经所述低噪声放大器完成对控制信号的输入匹配及放大处理。所述信号分析模块对控制信号进行变量分解,将变量分解后的I/Q信号进行处理,获得控制信号的基带信号;所述信号分析模块根据基带信号进行符号判决和码元映射,得到基带信号的码流信息,并通过所述信号分析模块进行成型滤波生成调制质量分析所需的理想参考信号;所述信号分析模块将控制信号和理想参考信号进行分析比对,并将分析比对结果传递至所述信号处理模块。根据分析比对结果,通过所述信号处理模块将控制信号转换为频率呈周期性变化的多载波信号,且每一周期中的多载波信号均由脉宽相同而频率按频率呈递进关系连续拼接而成;用原始控制信号对多载波信号进行载波抑制单边调制,得到线性调频信号;将线性调频信号和基带信号进行拍频,得到带宽为不同于原始控制信号的增益控制信号,且增益控制信号的初始频率可通过改变频移量进行调整。所述信号处理模块信号连接有信号诱导模块,通过所述信号诱导模块产生第一诱导信号与噪声信号发生调频增益后产生中间调节信号,且中间调节信号与处理后的控制信号发生二次调频增益后输出。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种噪声信号用自调节方法,其特征在于:所述一种噪声信号用自调节方法包括:
步骤1,通过信号收纳模块对控制信号、噪声信号进行收纳与初步处理;
步骤2,所述信号收纳模块信号连接有信号分析模块,通过所述信号分析模块对控制信号进行分析比对;
步骤3,所述信号分析模块信号连接有信号处理模块,根据步骤2中的分析比对结果对控制信号进行处理;
步骤4,所述信号处理模块信号连接有信号诱导模块,通过所述信号诱导模块产生第一诱导信号与噪声信号发生调频增益后产生中间调节信号,且中间调节信号与处理后的控制信号发生二次调频增益后输出。
2.根据权利要求1所述的一种噪声信号用自调节方法,其特征在于:所述步骤1具体包括:
所述信号收纳模块包括增益级电路,所述增益级电路包含低噪声放大器,经所述低噪声放大器完成对控制信号的输入匹配及放大处理。
3.根据权利要求2所述的一种噪声信号用自调节方法,其特征在于:步骤1所述的低噪声放大器采用阻性负反馈共源共栅结构。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种噪声信号用自调节方法,其特征在于:所述步骤2具体包括:
步骤2-1,所述信号分析模块对控制信号进行变量分解,将变量分解后的I/Q信号进行处理,获得控制信号的基带信号;
步骤2-2,所述信号分析模块根据基带信号进行符号判决和码元映射,得到基带信号的码流信息,并通过所述信号分析模块进行成型滤波生成调制质量分析所需的理想参考信号;
步骤2-3,所述信号分析模块将控制信号和理想参考信号进行分析比对,并将分析比对结果传递至所述信号处理模块。
5.根据权利要求4所述的一种噪声信号用自调节方法,其特征在于:所述步骤3具体包括:
步骤3-1,根据步骤2-3中的分析比对结果,通过所述信号处理模块将控制信号转换为频率呈周期性变化的多载波信号,且每一周期中的多载波信号均由脉宽相同、频率呈递进关系连续拼接而成;
步骤3-2,用原始控制信号对多载波信号进行载波抑制单边调制,得到线性调频信号;
步骤3-3,将线性调频信号和基带信号进行拍频,得到带宽为不同于原始控制信号的增益控制信号,且增益控制信号的初始频率通过改变频移量进行调整。
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