基于穩(wěn)態(tài)的ABSK信號解調(diào)模式（二）

2.2 起始振蕩消除方案

　　基于以上分析可知：如果將沖擊濾波器的初始狀態(tài)W ［0］ 預(yù)先設(shè)置為其到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)后的值，便可消除沖擊濾波響應(yīng)的起始振蕩，而直接進(jìn)入穩(wěn)定期。技術(shù)方案如下：

　?。?）預(yù)先發(fā)送一串ABSK 調(diào)制信號，在經(jīng)信道由接收機(jī)接收并經(jīng)ADC后送給沖擊濾波器;（2）待上述ABSK信號的沖擊濾波響應(yīng)從不斷振蕩的瞬態(tài)徹底進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后（如圖2中的“D”點(diǎn)以后），存儲記錄下此時(shí)沖擊濾波器的輸出狀態(tài)W ［n］。

　　（3）在隨后的實(shí)際通信前，將沖擊濾波器的初始狀態(tài)W ［0］ 設(shè)置為步驟（2）中所得到的W ［n］，也即其初始狀態(tài)被“預(yù)置”為沖擊濾波器的穩(wěn)態(tài)，從而一舉消除ABSK信號沖擊濾波響應(yīng)慣有的起始振蕩。

　　3 仿真

　　ABSK調(diào)制信號參數(shù)設(shè)置見2.1節(jié)，單零點(diǎn)-4極點(diǎn)的沖擊濾波器的傳遞函數(shù)形式為：

　　詳細(xì)步驟如下：

　?。?）發(fā)送1 000個(gè)碼元周期的ABSK調(diào)制信號，經(jīng)信道后由接收機(jī)接收，再經(jīng)ADC采樣量化后，將已數(shù)字化的等幅的接收信號送給沖擊濾波器，其輸出如圖2所示，此時(shí)由于沖擊濾波器的初始狀態(tài)被“強(qiáng)行”設(shè)為0，導(dǎo)致其初始段存在較長的振蕩期，圖中振蕩期持續(xù)了約300個(gè)碼元周期，實(shí)際通信時(shí)這部分碼元將不得不放棄。

　　（2）待沖擊濾波響應(yīng)徹底進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后（圖2中D點(diǎn)后的輸出波形），此時(shí)存儲記錄下沖擊濾波器的輸出狀態(tài)W ［n］，經(jīng)實(shí)測，其數(shù)值如下：

　　（3）在進(jìn)行實(shí)際通信前，將沖擊濾波器的初始狀態(tài)設(shè)置為經(jīng)步驟（1）和步驟（2）預(yù)先訓(xùn)練得到的上述W （n）。

　　為驗(yàn)證該方法的效果，可再次發(fā)送1 000或更多個(gè)碼元周期的ABSK 調(diào)制信號，此時(shí)的沖擊濾波響應(yīng)如圖4所示，可見此時(shí)已確實(shí)不存在起始振蕩，而是直接進(jìn)入了起伏十分微小的穩(wěn)定傳輸狀態(tài)。

　　仿真結(jié)果驗(yàn)證了上述消除ABSK 信號沖擊濾波響應(yīng)起始振蕩方法的正確性和可行性。

　　4 結(jié)語

　　本文提出了消除ABSK 信號沖擊濾波響應(yīng)起始振蕩的方法，改進(jìn)了ABSK 信號的解調(diào)模式，使其無需經(jīng)歷過渡期而直接進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。這種改進(jìn)使得經(jīng)過“訓(xùn)練”的沖擊濾波器在其后的每次通信前，都處于“時(shí)刻準(zhǔn)備好”狀態(tài)，每次通信過程都能直接傳輸有效數(shù)據(jù)，無需再為“過渡數(shù)據(jù)”浪費(fèi)寶貴的傳輸時(shí)間和能量，特別適用于短數(shù)據(jù)包的猝發(fā)應(yīng)用場合（如電力線通信、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等）。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　?。?）提升了傳輸效率。由于消除了沖擊濾波響應(yīng)的起始振蕩，使得其無需再丟棄初始段的無效位便可進(jìn)行可靠通信，大大提高了小數(shù)據(jù)包通信的傳輸效率。

　?。?）提高了系統(tǒng)能效。由于無需再等待圖2 中AD段過渡期的結(jié)束而直接進(jìn)入“D”點(diǎn)以后的穩(wěn)定通信，發(fā)射機(jī)的開機(jī)時(shí)間可以大為縮短，特別有利于微型數(shù)據(jù)采集終端和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)等的節(jié)能降耗。

　?。?）通用性好。由于消除沖擊濾波響應(yīng)起始振蕩的關(guān)鍵只在于沖擊濾波器初始狀態(tài)的合理設(shè)置，因此對于各種不同的ABSK信號、各種不同的采樣率以及各種形式的沖擊濾波器，本文提出的方法均適用。

　　本文對消除ABSK 信號沖擊濾波響應(yīng)起始振蕩的方法進(jìn)行了理論分析和仿真驗(yàn)證，為該方法在工程實(shí)踐中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，接下來的工作將秉承“節(jié)能高效”的綠色環(huán)保主張，將該方法運(yùn)用于小數(shù)據(jù)包猝發(fā)通信的實(shí)際系統(tǒng)中并加以優(yōu)化，以進(jìn)一步提升傳輸效率，降低通信能耗。