以无线通信基础对数字信道化技术的研究
以无线通信基础对数字信道化技术的研究
赵富安
（中国联合网络通信有限公司天津市分公司，天津 300000）
摘要：数字信道化在无线通信系统中有着重要的作用，是无线通信领域的核心技术之一。无线通信技术在不断发展的同
时，也面临着一些阻碍和困境，例如信道划分和分配等。一般情况下，进行信道划分时要考虑到载波频率、带宽等多种因
素，并要根据已知的信号进行划分。文章对数字信道化技术的划分方式进行了研究，并分析出一种机构体系，通过在计
算机中进行模拟验证，证明这种结构可以运用于实践。
关键词：无线通信；数字信道化；研究
中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1673-1131（2015）10-0189-01
0 引言
随着科学技术的不断发展，无线通信行业正处于高速发
展中，但同时在技术上也出现了一定的困难和障碍。例如如
何对无线系统的信号通道进行划分、分配等。无线通信的信
道具备一定的特殊性，要根据不同信号频段的载波频率、带宽
等进行均匀与不均匀的划分。本文以无线通信基础，分析了
数字化模型结构，研究出了一种保证无线信号顺畅运行的结
构体系。
1 无线信号信道划分
根据输入信号的形式不同以及采用的频带区别，可以
均匀地分为 K 个带域，在不同的带域中可以对数据进行
独立的处理。这种信道划分的方法可以让多个通道各自
独立工作，整理数据，有着处理速度快、效率高、时间短的
特点。
2 数字化高效系统推导
将输入的信号设为s （n），信道数设为K，根据结构可以得
出 k 路的输出信号为 yk（m）= {[ s ( n ) *ej kn ]} 。那么第 k 路信
道的调制频率可以得出 k= { k- （2K-1）/4 } *2 /K，其中 k=0,1
……K-1。
3 宽带数字信道化接收机现状
3.1 宽带数字信道化现状
目前能够满足大多数人要求的接收机大多是可编程门阵
列和数字信号处理技术的数字信道化接收机。这种接收机具
备独特的优势，例如具备瞬间宽带、动态范围较大、可以同时
处理多个不同的信号、捕捉监视范围中的所有可监视信号。因
此，宽带接收机在数字信道化技术中应用较为广泛。
但是，随着高性能芯片的推广以及数字器件的迅速发展，
传统的数字信道化接收机已经难以满足时代发展的需求。
3.2 基于多相快速傅里叶变化的新型数字信道化结构
为了使数字信道化发展契合时代需求，基于多相快速傅
里叶变化的新型数字信道化结构提出。和传统的信道化结构
相比，这种信道化结构能够通过实时并行滤波的方式对信号
进行检测，使整个数字信道化结构更加简单、高效，实用性更
强。整个结构中的运行模式是流水线模式，通过插值法或经
过多次测量，对平均值进行计算等方法保证信号的精确度，提
高信道化结构的运行效率 [ 1 ] 。
3.3 数字信道化接收机模拟设计
通过 FPGA 和 DSP 器件对瞬间带宽进行设置，采样率为
fs。例如 640MHz 的宽带数字雷达侦察接收机的样机。对基
于多相快速傅里叶变换的数字信道化结构算法进行模拟，得出
接收机接受信号后处理的大致过程。为了让数据率有效降低，
可以使用正交下变频结构，将其应用于前段射频部分，零中频
信号输出中有两部，为I/Q，通过每秒 8 位模式的 2 个最高采样
率为 640 万样本转换器件在 A/D 部分。为了保证时域分辨率
可以得到最大程度的提高，在系统流水线式运行时，选择并行
处理的 4 块多相快速傅里叶变换的新型数字信道化结构模块。
根据相应的数据可以得出，每帧的数据长度为 N，N=128。在每
一块多相快速傅里叶变化的数字信道化结构中，将路段设备p，
p=8；在每个路段中选择一个 16 点的快速傅里叶变化数字信道
化结构器件，设为 q，得出 q=16；其中，每两个这种信道化结构
中的两帧之间，有 64 个重叠的点数据，而不同的结构模块之间
的工作方式都是流水线，因此有 16 个点的流水深度，也就是说
只有 16 个不重复的数据在两个数据帧之间。根据相关公式，
整个系统的时间分辨率为T=16ts=16/640MHz=25ns，频率分辨
率为 f=fs/N=5MNz，由于多个模块之间可以进行并行工作，因
此在 FPGA 模块中的信号处理时间也就是在多相快速傅里叶
变化的数字信道中的处理时间，TR=64ts=64/640MHz=100ns，
FPGA 模块中的数据输出率和每个信道化结构模块中的路段
输出率相等。
根据系统性能的要求，各项指标基本上要达到以下的标
准：首先，瞬时带宽到达到 640MHz，一般情况偏差要控制在
0.5MHz 内；时域分辨率一般在 25ns。在进行测量时，要经过
多次测量并对数据进行求平均数计算，一般情况下样本数据
要在 25个左右，而且要是同一个辐射源脉冲序列的时频参数，
通过这种方法，可以有效提高测量的精确度，提高的精确度大
概在 0.1MHz左右，其实际数据会受到频谱幅度测量精度的影
响，时域精度一般会提高 5ns 左右。
在无线通信系统中，数字信道化是关键的技术，通过计算
机的模拟运算，减少了计算量，提高了系统的运行效率，可以
提高工作效率，对无线通信技术起到了支撑作用，在实践中应
用较为方便快捷，具备一定的实践意义 [ 2 ] 。
参考文献：
[ 1 ]
刘晔,马纯清,文敏.以无线通信基础对数字信道化技术的
研究 [ J ] . 科技创新与应用,2015 ( 13 ) :69
[ 2 ]
付俊平.基于无线通信的数字信道化技术研究 [ J ] . 信息与
电脑 ( 理论版 ) ,2013 ( 5 ) 80-81
作者简介：赵富安,天津人，工程师
