专利名称：一种基带信号的恢复方法
技术领域：
本发明涉及信号处理中基带信号脉沖的恢复，可广泛应用于通信领域基带 信号脉沖的恢复。
背景技术：
在通信领域，数据信息需要经过电信号进行传输，为了便于表征数据，许
多信号是以0、 l两态的方式表示的，反映在电信号强度上就是高低两个不同的
值， 一系列高低强度表示的信号就构成了信号的波形。在数据接收方需要从信 号的波形中恢复脉沖，形成容易判断的数据形式。
常用的波形脉冲识别整形方法有限幅和阈值判决。限幅是通过设置高低两
个参考门限值Href和Lref ，高于Href的信号幅值一律被限制在Href ，低于Lref 的信号幅值被限制在Lref。阈值判决是设定一参考阈值门限，高于该阈值的被 整形为1,低于该门限的被整形为0。
上述两种方法简单，容易实现，适用于信号波形稳定的场合。 一旦信号波 形不稳定，波形幅度整体上有一定的波动，那么阔值和门限值的选取就很困难， 因为整个信号范围不能采用某个预先设定门限值和阈值来整形，上面两种方法 就不容易实施。如果接收方接收的信号时强时弱，同样会造成门限和阈值选取 的困难。若实际中考虑到成本等因素，选^Ui述脉沖恢复方式，这样必定会在 基带信号中产生或多或少的干扰脉冲。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提出 一种有效地去除基带信号中的干扰脉冲， 恢复出和发射端完全一样的基带信号波形。
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种抗干扰的基带信号软件处理算法，该算法能有效地去除基带信号中的干扰脉冲，恢复出和发射端一样的基带
波形。该方法包括如下步骤
S102、将信号数据作为基带波形恢复的数据来源，在其中查找信号波形中
位同步时刻；
S104、查找到位同步时刻后，在位宽范围内对信号积分或者将采样点累加， 根据积分或累加结果，恢复位宽内基带信号。
进一步地，上述查找信号波形中位同步时刻的方法包括如下步骤
S202、定义用以记录采样的信号数据的数值寄存器，记录数据改变时的数 据变化时刻寄存器，当前数据改变时刻同前一数据改变时刻差值的相邻数据改 变时差寄存器，以及，位同步标志位的同步标志寄存器；
S204、若比较寄存器内的值发生改变，则将此时的时间记录到数据变化时 刻寄存器，并计算此时刻与上一数据改变时刻的差值，将此差值记录到相邻数 据改变时差寄存器；
S206、比较此差值和位宽宽度，若此差值为位宽宽度的倍数(约为0.8至 1.2倍之间)，则找到位同步时刻，置位同步标志为确定值，并将此标志记录到 位同步标志寄存器。
进一步地，查找到位同步时刻后，在位宽范围内对信号积分或者将采样点 累力口，根据积分或累加结果，恢复位宽内基带信号的方法包括如下步骤
S302、 乂人位同步时刻开始，对位宽时间段内的信号进行积分或者将位宽时 间内的采样点数值累加；
S304、对积分结果或者累加结果进行判决，当此结果大于一个门限时认为 是高电平，否则认为是低电平。这样就恢复了一个位宽内的基带信号。
由上可知，与现有技术相比，本发明提出了一种去除基带信号中脉冲干扰 的方法，能有效地恢复出基带信号波形，克服了由于噪声干扰严重而造成的收机无法实现正确译码问题，提高了接收机抗噪声性能，改善了接收机灵敏度， 提高了通信距离，通过软件算法查找位同步时刻，进而降低了硬件成本。
图l是通信系统接收机的一种实现形式； 图2是通信系统中的一般帧格式；
图3是本发明提出的去除干扰脉冲恢复基带信号的软件算法流程图； 图4是干扰环境下，比较器输出的位同步信号脉冲； 图5是运用本算法前后基带信号波形对比图。
具体实施例方式
本发明通过处理基带脉冲信号，去除了噪声干扰，提高了接收机性能。
下面结合附图对技术方案的实施做进一步的详细描述
图l是通信系统中接收机的一种实现形式，它有以下几个模块构成天线， 低噪声放大器，解调器，放大器，比较器，软件处理单元。其中本发明关心的 是软件处理单元有效去除比较器输出信号中干扰脉沖的算法。
图2是通信系统常采用的一种帧格式，由以下几个部分构成起始位，位 同步码，帧同步码，数据信息和校验码。 一般位同步码的码元宽度为1个位宽， 帧同步码和数据信息的码元宽度为位宽的倍数。本发明采用的软件处理算法是 从位同步码中提取位同步时刻的，提取方法是计算相邻数据改变时刻的差值， 然后将此差值同位宽相比较，若此差值为位宽的倍数，则表明信号中无干扰脉 冲，此时刻就是位同步时刻。
图3是本发明提出的去除千扰脉冲恢复基带信号的软件算法流程图；该算 法的基本思想是通过计算送入软件处理单元的数据脉冲的宽度，将此宽度同位 宽相比来获取位同步时刻；在获取位同步时刻后，从位同步时刻开始，每经过 位宽时间间隔，将此|￡时间内的信号积分或者采样数据累加；最后对累加结果 或积分结杲判决，恢复出基带信号，去除干扰脉冲。
6下面对本算法的实现流程详细说明
第一步，软件处理单元不断接收比较器输出数据，并检测相邻数据是否改变。
第二步， 一旦数据改变并且位同步尚未实现(位同步标志为0),计算当前 脉沖的宽度，计算方法是将当前时刻减去上一数据改变时刻；更新时间，将当 前时刻赋值于上一数据改变时刻。否则执行第四步
第三步，在第二步的基础上，判断脉冲宽度和位宽的关系，若脉沖宽度为 接近位宽的倍数，则表明此位宽内不含有干扰脉冲，那么此时刻就可以作为位 同步时刻。这样就可以设置位同步标志为1,更新位同步时刻。否则若脉宽不接 近位宽的倍数，则返回第一步。
第四步，判决位同步是否实现，判决方法是查看位同步标志是否为1,若位 同步标志为l，则已经实现位同步，进入第五步；否则，没有实现位同步，返回 第一步。
第五步，记录积分开始时刻和当前时刻与积分开始时刻的差值PW，第一次 积分的开始时刻就是位同步时刻，以后每次的积分开始时刻就是以当前时刻为 基准的下一个位宽时刻。在PW小于位宽BW时，要对输入数据积分或者将采样 数据累加，结果为sum_u。 一旦PW等于位宽BW,则执行第六步。
第六步，对积分结果或采样累加结果sum-u进行判决，当积分结果大于某 一门限时，将上一位宽内信号恢复基带信号高电平1，否则，上一位宽内信号恢 复为低电平数据0。由于干扰脉冲的宽度较窄，因此通过积分或者采样数据累加， 很容易去掉这些干扰脉冲。判决门限应为输入数据信号高低电平的中间值，比 如对于双j及性信号，高低电平为1, -1,那么判决门限应为O。
第七步，更新积分开始时刻或者采样累加时刻，将当前的时刻作为积分开 始时刻或者采样累加时刻。并将上一位宽计算结果sum_u清零，以备记录下一 位宽内积分或采样结果。更新数据后，返回第一步。
图4是干扰环境下，比较器输出的位同步信号脉冲；从仿真图上可以看出， 第4个，第6个，第8个等位同步脉冲的宽度均和位宽相等，因此在第4个位 同步脉沖到来时，我们就可以找到位同步时刻。 一般通信系统位同步码长度大 概有20个，因此很容易找到位同步时刻。图5是运用本算法前后基带信号波形对比图。上图为含有干扰脉沖的基带 信号波形图，下图是经过本发明软件处理后的基带信号波形图。从两图的对比 可以看出，本算法能较好地去除干扰脉沖，提高译码正确率，改善接收机灵敏 度，提高接收机性能。
权利要求
1、一种基带信号的恢复方法，用于通信领域基带信号脉冲的恢复，其特征在于，该方法包括如下步骤S102、将信号数据作为基带波形恢复的数据来源，在其中查找信号波形中位同步时刻；S104、根据查找到的位同步时刻，在位宽范围内对信号积分或者将采样点累加，根据积分或累加结果，恢复位宽内基带信号。
2、 根据权利要求1所述的恢复方法，其特征在于，所述步骤S102中，所 述查找信号波形中位同步时刻的方法包括如下步骤S202、定义用以记录采样的信号数据的数值寄存器，记录数据改变时的数 据变化时刻寄存器，当前数据改变时刻同前一数据改变时刻差值的相邻it据改 变时差寄存器，以及，记录位同步标志位的同步标志寄存器；S204、若比较寄存器内的值发生改变，则将此时的时间记录到数据变化时 刻寄存器，并计算此时刻与上一数据改变时刻的差值，将此差值记录到相邻数 据改变时差寄存器；S206、比较此差值和位宽宽度，若此差值为位宽宽度的倍数，则找到位同 步时刻，置位同步标志为确定值，并将此标志记录到位同步标志寄存器。
3、 根据权利要求1所述的恢复方法，其特征在于，所述步骤S104中，根 据查找到的位同步时刻，在位宽范围内对信号积分，根据积分恢复位宽内的基 带信号的方法包括如下步骤S302、从位同步时刻开始，对位宽时间段内的信号进行积分； S304、对积分结果进行判决，当此结果大于一个门限时认为是高电平，否 则认为是低电平。
4、 根据权利要求1所述的恢复方法，其特征在于所述步骤S104中，根 据查找到的位同步时刻，在位宽范围内将采样点累加，根据累加结果，恢复位 宽内的基带信号的方法包括如下步骤S402、从位同步时刻开始，将位宽时间内的采样点数值累加； S404、对累加结果进行判决，当此结果大于一个门限时认为是高电平，否 则认为是低电平。
5、根据权利要求2所述的恢复方法，其特征在于，所述步骤S206中差值 为位宽宽度的倍数约为0. 8至1. 2倍之间。
全文摘要
本发明公开了一种基带信号的恢复方法，该方法将信号数据作为基带波形恢复的数据来源，在其中查找信号波形中位同步时刻，查找到位同步时刻后，在位宽范围内对信号积分或者将采样点累加，根据积分或累加结果，去除基带信号中的干扰脉冲。该方法能有效地恢复出基带信号波形，克服由于噪声干扰严重而造成的接收机无法实现正确译码问题，提高接收机抗噪声性能和通信距离，改善接收机灵敏度，通过软件算法查找位同步时刻，进而降低了硬件成本。
文档编号H04L25/02GK101483621SQ200810067139
公开日2009年7月15日 申请日期2008年5月8日 优先权日2008年5月8日
发明者刘朝阳, 李彦明, 立 王 申请人:中兴通讯股份有限公司