相關(guān)器抑制干擾信號(hào)的原理主要基于信號(hào)的相關(guān)特性,特別是在擴(kuò)頻通信等應(yīng)用中,其過程可以概括為以下幾點(diǎn):
一、基本原理
相關(guān)器,也稱為相關(guān)接收器,利用信號(hào)的自相關(guān)特性,通過本地信號(hào)與接收信號(hào)的復(fù)現(xiàn)關(guān)系,將接收信號(hào)中的有用信號(hào)和干擾、噪聲進(jìn)行分離,從而提取有用信號(hào)。當(dāng)本地信號(hào)(通常是已知的擴(kuò)頻碼序列)與接收信號(hào)中的有用信號(hào)部分相匹配時(shí),它們之間的相關(guān)性會(huì)很高,從而產(chǎn)生一個(gè)明顯的響應(yīng);而干擾和噪聲由于與本地信號(hào)不匹配,其相關(guān)性較低,因此被抑制。
二、實(shí)現(xiàn)方式
- 匹配濾波 :匹配濾波器是實(shí)現(xiàn)相關(guān)器功能的一種常用方法。它使有用信號(hào)匹配輸出,而干擾和噪聲由于不匹配而被抑制,從而得到最大的信噪比。匹配濾波器是一種無源相關(guān)技術(shù),可以快速實(shí)現(xiàn)相關(guān)器的功能。
- 數(shù)字相關(guān)器與模擬相關(guān)器 :相關(guān)器從信號(hào)種類上可以分為模擬相關(guān)器和數(shù)字相關(guān)器。隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字相關(guān)器由于設(shè)計(jì)和使用的靈活方便、設(shè)計(jì)成本低、易升級(jí)、處理快速等特點(diǎn),得到了廣泛的研究和應(yīng)用。
三、擴(kuò)頻通信中的應(yīng)用
在擴(kuò)頻通信中,如直接序列擴(kuò)頻(DSSS)技術(shù),相關(guān)器扮演著至關(guān)重要的角色。發(fā)射端利用高速率的擴(kuò)頻序列擴(kuò)展信號(hào)的頻譜,而在接收端,使用相同的擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行解擴(kuò),把展開的擴(kuò)頻信號(hào)還原成原來的信號(hào)。在這個(gè)過程中,相關(guān)器能夠有效地恢復(fù)擴(kuò)頻信號(hào),同時(shí)抑制掉與本地PN碼不相關(guān)的干擾信號(hào)(包括瞄準(zhǔn)性窄帶干擾和寬帶干擾)。
四、關(guān)鍵參數(shù)與效果
- 擴(kuò)頻增益 :定義為擴(kuò)頻前的信號(hào)帶寬B1與擴(kuò)頻后的信號(hào)帶寬B2之比(G=B2/B1)。擴(kuò)頻通信中,接收端對(duì)接收到的信號(hào)做擴(kuò)頻解調(diào),只提取擴(kuò)頻編碼相關(guān)處理后帶寬為B1的信號(hào)成份,而排除了擴(kuò)展到寬帶B2中的干擾、噪聲和其他用戶通信的影響,相當(dāng)于把接收信噪比提高了G倍。
- 抗干擾容限 :考慮到輸出端的信噪比和接收系統(tǒng)損耗,實(shí)際的擴(kuò)頻增益帶來的信噪比的改善可以用抗干擾容限M來表示(M=G-輸出端信噪比——系統(tǒng)損耗)。
五、總結(jié)
綜上所述,相關(guān)器抑制干擾信號(hào)的原理主要是基于信號(hào)的相關(guān)特性,通過匹配濾波等方法,使有用信號(hào)匹配輸出并抑制干擾和噪聲,從而在有干擾的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的信號(hào)接收。在擴(kuò)頻通信等應(yīng)用中,相關(guān)器是實(shí)現(xiàn)信號(hào)提取和干擾抑制的關(guān)鍵技術(shù)之一。
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