文摘

在军事和民用的世界,多通道电子通信信号被广泛使用。在当代通信系统信号处理的目的是捕获信号。传统的多通道电子通信信号自动采集系统有限范围的性能,减缓捕获率。本研究利用排序算法构建一个多通道电子通信信号自动采集系统来解决这个问题。系统进程通信信号使用快速排序方法排序优化算法,实现更精确的目标获得载波频率和伪代码阶段,和解决问题慢系统采集造成的冗长的伪代码。根据实验结果,改进系统的采集速率比传统系统的高6.89%,确保效率和减少处理时间在实际通信的应用程序。

1。介绍

传统的多通道电子通信信号采集系统包括信号收集器,控制器,处理器,积分器,低通滤波器。捕获过程:信号收集器捕获信号,处理成一帧信号通过控制器,传输帧信号处理器进行转换,并获得指令解码。获得的代码后,脉冲数据信号。在这一点上,完成捕获。传统系统的采集速度相对较慢。遗留系统遭受慢收购收购期间由于生成的伪码周期较长。为了满足用户需求相关的多通道电子通信信号的高速采集,有必要提高光谱的频率使用。然而,由于消息传输多路通信信号的不同方法,它分为单工、半双工、全双工;信号在同一空间变得越来越集中。因此,有必要改进传统捕获算法为了提高捕获速度。 There are some researches on the automatic capture system of multichannel electronic communication signals by scholars: Zhang et al. [1)处理现有的电子通信信号捕获数据驱动方式的问题挖掘真实数据的内在特征(1];李(2)集中在研究大气环境的影响在沿海地区和通信信号的优化处理,并创建了一个拉格朗日烟雾扩散模型基于污染水平,气象条件和初始参数的表面附近的地下(2];Raza et al。3)创建了一个low-communication并行处理效率低下的平台的分布式自适应信号处理体系结构(3]。为了促进微流控电路设计,Bi和邓4)确定主要和次要成分,显示如何构建三级四级数字基本模块和讨论了解决方案的逻辑门设计、构建和测试微流控电路复杂的信号处理函数(4]。希斯(5)电信号分离为多个接收器在光纤通信系统分为多个组。时域多路复用信号通过多路复用是电子信号在时域的多个组,所以时域多路复用信号占用的每个部分波段光纤通信系统的传输带宽,从而提高传输速度(5];Mishra et al。6设计集成波形设计和性能标准为精确设计之间的联系网络和雷达功能提供视觉性能mmwave系统信号(6]。Malhotra [Miglani和7)研究了高容量链接提高数字信号处理性能(7]。

此外,许多学者在排序优化算法进行了深入研究:Martyniuk和Krukivskyi8]分析了一种新方法并行的一组数字。在排序过程中,减量操作处理数值型数组元素:单独执行遍历该数组,每个元素递减(8]。王等人。9提出了一种新的排序算法。第一,分数返回的结果是标准化的,位置和之间的相似性搜索文字字符串检索结果,查询结果合并成算法来提高排序算法。实验结果表明,改进的排序算法比传统的排序算法(9]。陈和陈10]研究深度学习和BP神经网络的应用程序排序算法在财经新闻网络通信10]。Padwad [11]研究了排序算法,可以用来探测和跟踪通信信号,提高了检测的速度和跟踪和具有较强的适用性通过优化排序过程和方法11]。瓦格纳et al。12)提出了迭代分类使用事件相关更新的通信信号捕获方案(12]。Candelo-Becerra和Caicedo-Delgado13]多个电压稳定值的一种计算方法,并给出了电压稳定曲线。排序算法来计算负荷和发电机的活跃和无功功率,以及突发事件的网络元素进行(13]。王等人。14)开发了一个基于频繁的排序算法和改进项目研究了一种改进的脉冲宽度调制方案来平衡电压功率以达到改善的目的排序算法(14]。Micco et al。15)提出了一个混合数据排序算法串行和并行执行指令。系统的设计是用高级语言来完成的。每次系统接收到一个向量的N组元素,它提供了一个索引l命令元素分析的复杂性算法在一个通用的方法。与传统的排序算法相比,这种混合数据排序算法有更好的性能15]。

与通信技术的迅速发展和广泛应用16),如何在有限的自动捕获电子通信信号通道,使捕获过程快速、准确、有效的在通信领域的一个巨大的挑战。目前,学者们在自动采集系统的研究取得了一些成就和排序优化算法的多通道电子通讯信号,但他们还没有很好地结合。因此,本研究构建了一个多通道电子通信信号自动采集系统基于排序的优化算法来解决这个问题,电子通信信号的捕获率低。

2。自动捕获系统的多个电子通讯信号

2.1。建筑自动捕获系统的多通道电子通讯信号

多通道电子通信信号自动采集系统是由第一个捕获模块和一个次要捕获模块。首先在第一个捕获模块、信号输入,并通过记忆回路,信号进行快速傅里叶变换操作和传播的双重同时内存缓冲区的一部分。快速傅里叶变换后,找到最大值和插值,信号决定,第一个收购操作结束。在二级捕获模块,进行双内存缓存操作内存后的信号周期和信号在信号的判断。然后,排序算法的操作优化,相关值计算,和频率进行计算,最后完成多通道电子通信信号的采集。系统体系结构如图1。

在实际的通信系统中,电子通信信号有三个特点:第一,每个信号的长度相对较短,合作传输信号的长度相对较长。因此,传统的电子通信算法不能迅速捕捉信号,新算法必须学会适应短期交流功能。第二,处理信号的第一个任务是打电话给所有的数据来确定信号的开始和结束,由于电子通讯信号的开始和结束的特点是不稳定,导致信号掩盖。第三,信号长度和信号间距是不稳定的。因为这些属性是高度耐捕获。这些特征是信号捕获技术的挑战。通信系统需要实现信号采集和信号相干解调器花在可接受的最低噪音条件下。如何实现信号的采集,采集率高已经成为通信行业的技术难题之一。

2.2。多通道电子通信信号捕获过程

所谓的“信号采集”指的是估计载波频率的信号强度值。载波频率的意义是,在信号传输的过程中,信号不能直接发送,但相应的信号插入固定频率波。插入的过程称为加载。事实上,改变低信号频率相对较高的波长,高频率的低频波修改称为“载波频率”,也被称为“基频”[17]。大部分的现有载波频率估计方法是基于波长周期平稳如高阶累积量和循环谱估计方法(18]。此外,测量过程中载波频率进行比较的基础上,应首先找到最好的适合一个简单的高斯,柯西,泊松,或者你的曲线数据。在一个大范围的曲线是评价和减去一份数据后记录峰值位置曲线计算的最大自相关峰值负载时间信号,然后使用Wiener-Shenqin定理宣读命令并自动指向的链接,达到最高水平的遵从性。光谱性能最后估计载波频率的值根据循环相关光谱性能和机器的结论频率频率不为零。当一个不稳定的频率发生在一段时间连续信号,需要识别和调制。不稳定的频率条件如图2。

大多数多路电子通信信号有两个伪代码,CL和厘米。CL之前必须用于检测记录,但CL代码不能直接获得。因此,当系统转移到系统同步阶段,减少采购时间的目的,必须通过寻找电子通信信号和限制的频率和长度的伪代码抵消。

多通道电子通信信号搜索框架如图3。

搜索方法如下:一个通道是随机选择来执行相关的检测操作。如果检测结果超过阈值水平,搜索是成功的。如果结果低于阈值,搜索将会失败。伪代码部分被延迟时,搜索重复。如果单片机系统中的自相关函数相对清晰和几乎没有峰值,这意味着多通道通信电子信号有很好的相关性;伪代码是完全匹配的阶段时,在连接过程中生成的峰值会非常明显。如果伪码相位倾斜,超过一个芯片的持续时间,也就是说,连接相关值为0。

多通道电子通信信号的自动采集系统进一步决定了沟通时间间隔相结合的原则,多普勒频率偏移补偿算法,以便最终获得的结果的可靠性比较高(19]。流程如下:(1)改变当地的C /定位代码序列搜索C /代码序列,执行副载波调制和检测标准抽样后的多普勒频率偏移范围。(2)首先,把接收到的信号的大部分电子渠道形成的样本序列中值为2048点,然后应用多普勒频域公式执行快速傅里叶操作2048分。(3)用值,然后执行频域频率偏移操作。(4)执行上的排列组合操作操作结果序列和重建相关函数。(5)重建的相关函数的最大值比阈值。如果重建的相关函数的最大值小于阈值,从需要重复步骤2到步骤5再次获得信号。如果重建的相关函数的最大值大于阈值,这表明,捕捉成功,在捕获阶段获得的数据参数发送给跟踪模块。到目前为止,捕获的伪代码已经成功地实施。此外,在计算过程中,相关密度函数的编码方法和伪随机序列需要被忽略,并考虑捕获速度的问题,循环谱的快速捕获原理需要应用。信号特征的提取是通过抑制载波调制信号的相关性在不同地区的频域。否则,芯片速度将受到影响。

最后,自动信号捕获算法的设计完成。该算法框架如图4。

2.3。排序优化算法

排名优化算法的定义:一个或多个数据集重新安排根据一个特定的模型使用特定算法的因素(20.]。优化的数据遵循一般原则(即一个近似模型构造近似原始的功能,局部优化是解决获得一个相对更好的解决方案),并具有一定的规律性。因此,生成的数据很容易被过滤和计算,大大提高了计算效率。为了确保顺利进行的排序,首先要求系统应该有一定的稳定性。稳定意味着,当两个相同的元素出现在相同的序列同时,某种排序算法后,相对位置的前后两个元素排序都是相同的。以下是常用的排序优化算法:(1)冒泡排序:每个冒泡过程开始于第一部分的第一个元素的序列,然后将它与其他元素。如果元素小于相邻元素,两个交换的位置和更大的元素作为未来参考元素,这样大的值可以比较的元素在下一步中相邻元素。(2)插入排序:插入排序的基本思想是将一个无序序列插入到有序序列。记录插入到一个已经排序表,导致一个新的排序表1记录的数量增加了。在其实现过程中,使用双层循环,外循环搜索所有元素除第一个元素,和内循环搜索顺序表的当前元素找到要插入的位置,然后移动。等等,最后从小型到大型数组排序。这个算法的时间复杂度 。(3)希尔排序,希尔排序改进了基于插入排序算法对齐。记录由一个特定的索引的增量,分组,每组由直接插入排序算法排序;的增加逐渐减少,每组包含越来越多的关键字。增量减少到1时,整个文件只是分成一组,和排序结束。极大地提高了算法的时间复杂度比前一步骤。(4)快速排序:基本的原则是要排序的数据集划分为相互独立的两个部分,通过一轮排序。这个部门应确保关键字的数据集是高于其他数据集的键。如果字符小,记录的两个部分可以进一步分类来实现整个序列排序的目的。

3所示。多通道电子通信信号捕获

3.1。正交变换理论的信号

设置为信号的表达式 ,和消极成分的信号推导出积极的频率分量的表达式,那么其频谱的表达式呢是

公式,相对应的光谱信号是 。时的值大于零,为了使的能量和相等,那么等于2倍的 。转换成 ,的部分信号需要过滤。在这个时候,使用,它的表达吗

公式(1)可以表示为

将公式(3)到时域,频域变换到时域表达式,需要引入傅里叶函数,得到脉冲函数执行逆操作。脉冲函数可用于线性表达连续信号,还可以用于解决线性定常系统的零状态响应。公式如下:

定义的希尔伯特变换 ;表达式是

从公式(5),它可以知道实部和虚部是正交的,也就是说,和转换后的结果有一个正交关系。通常被称为解析表达式的 ,就可以知道

表达在极坐标下: 在哪里代表的瞬时振幅 ,和表达式如下: 在哪里代表的瞬时阶段 ,和表达式如下:

通过公式的推导和分析,可以看出信号的瞬时特征参数可以方便而快速地获得使用正交变换理论。少量的数据集中系数尽可能减少原始数据的相关性。该算法具有低复杂度和高实时性能。在实际的应用程序的活动,系统的性能可以在一定程度上提高。

3.2。快速傅里叶变换

快速傅里叶变换表达式 在哪里连续的频谱信号吗 。然后,被定义为

,也就是说, ,满是零 ,这可以获得一个整数解,然后在此基础上,将根据其平价,即

自是一个整数,然后呢 在哪里可以表示为

3.3。瞬时参数提取

获得振幅信息,频率和相位信息是瞬时参数提取过程中的一个重要组成部分。随机信号的样本函数可以写成

使用的公式,它可以获得:

分解公式(17),它可以获得:

瞬时振幅:

瞬时频率:

4所示。自动捕获系统多通道电子通讯信号

4.1。信号采集成功率

在这项研究中,在相同的模拟条件下,10000年蒙特卡洛实验样本数据执行计算信号捕捉的成功率。的原理图的定义信号采集估计如图5。

4.2。捕获模型建立

从上面我们可以看到,在电子通信的实际应用中,为了提高成功率的捕获电子通讯信号,传输数据需要采用一个固定的帧长度。使用这个特性,信号一代模型可以建立在实验期间,和捕获效应的快速排序方法作为改善函数可以通过产生的周期信号检测模型。

4.3。实验测试和数据分析

为了确保信号采集系统的全面性和可靠性实验,本研究将比较pre-improved和改进的实验数据采集系统在三个条件下不同的信噪比,不同的频率偏移量,和不同的平滑窗口长度。

4.3.1。比较两个系统的捕获率在不同的信噪比

自之间有一个错误的估计起点位置信号和实际位置当接收到信号时,本研究设置模拟起点前50符号实际起点验证是否成功与否的信号捕获,如图6。

从图可以看出6信号采集的成功率信噪比的增加而增加。当提高采集系统的信噪比达到6 dB,信号捕捉的成功率达到100%。当信噪比上升到5 dB,信号检测的成功率是99%。因此,在低信噪比的条件下,提高采集系统的性能远远强于pre-improved捕获的系统。

4.3.2。比较采集率的不同频率偏移条件下两个系统

在仿真中,频率偏移量设置为0 kHz, 10 kHz,分别30千赫。捕获率的比较是在这些条件下,如图7。

从图可以看出7,频率偏移的增加导致的成功率增加相应的信号采集。两个系统的信号采集成功率增加与频率偏移量的增加,和提高采集系统的采集速度略高于pre-improved采集系统。

4.3.3。比较两个系统的捕获率在不同平滑窗口长度

众所周知,信号被缓冲的长度随着窗口平滑窗口长度的增加而增加。在这项研究中,仿真条件是相同的,和窗口平滑窗口长度是16,32岁,64年、128年和256年分别取样点。捕获成功率如图8。

从图8可以得出以下结论:改进后的系统实现捕获成功率100%抽样点达到64时,在传统的系统未能实现这个窗口长度区间内捕获成功率100%。因此,改进后的系统可以比传统的系统条件下不同的平滑窗口长度。

5。总结实验结果自动捕获系统的多通道电子通讯信号

通信行业是与人类生活密切相关,经济发展过程中起着催化作用。快速和高效捕获的电子通信信号是通信领域的一个主要挑战。为此,本研究建立一个自动化的多通道电子信号捕获系统基于排序优化算法来解决这个问题的电子信号的捕获率低:(1)比较两个系统的捕获率在不同的信噪比不同信噪比的条件下,影响之间的误差信号起始点的位置和实际位置,改进前的采集系统不能实现采集率100%,而提高采集系统可以实现采集率100%。在低信噪比的条件下,提高采集系统的捕获能力远高于pre-improved捕获系统。(2)比较采集率的不同频率偏移条件下两个系统不同信噪比的条件下,频率偏移量设置为0 kHz, 10 kHz, 30千赫分别模拟实验。之前捕获系统的整体捕获率略低于的改进,改进后的系统,而且没有显著的性能差距。(3)比较两个系统的捕获率在不同平滑窗口长度条件下不同的平滑窗口长度,仿真实验的平滑窗口长度分别为16、32、64年、128年和256年抽样点。改进前的采集系统不能达到100%的捕获率,但改进后的系统可以实现100%的捕获率当采样点是64。改进的系统优于pre-improved捕获系统条件下,平滑窗口长度是不断变化的。(4)综合比较捕获成功率不同信噪比的三个条件,不同的频率偏移量,不同的平滑窗口长度分别命名为条件1。上述平均信号采集成功率的计算在上述三个条件下获得的两个系统。

这个结果在表1。

信号采集成功率获得结果加权来计算最终的全面收购成功率,如图9。

从图可以看出9平均收购成功率多通道电子通信信号的自动采集系统基于排序的优化算法是93%,平均收购传统系统的成功率是87%。改进后的系统有一个更好的采集成功率比传统的系统。捕获成功率增加了约6.89%。多通道电子通信信号的自动采集系统基于排序优化算法可以确保在实际应用效率和节省时间。

6。结论

本研究综合排序优化算法的建筑自动信号采集系统的多通道电子通信,获得各种信息数据,并使用快速排序方法来有效地处理信号数据,使之更符合收购标准的自动信号采集系统。并购成功率的实验结果表明,改进的基于多通道电子通信信号的自动采集系统高出6.89%,传统的系统。完成系统的建设提供了思想和解决方案进行多通道电子通讯信号捕获和帮助通信行业更好地为社会经济发展服务。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从作者要求。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。