仿真 - 基于稳态的ABSK信号解调模式

　　2.2 起始振荡消除方案

　　基于以上分析可知：如果将冲击滤波器的初始状态W ［0］ 预先设置为其到达稳定状态后的值，便可消除冲击滤波响应的起始振荡，而直接进入稳定期。技术方案如下：

　　（1）预先发送一串ABSK 调制信号，在经信道由接收机接收并经ADC后送给冲击滤波器;（2）待上述ABSK信号的冲击滤波响应从不断振荡的瞬态彻底进入稳态后（如图2中的“D”点以后），存储记录下此时冲击滤波器的输出状态W ［n］。

　　（3）在随后的实际通信前，将冲击滤波器的初始状态W ［0］ 设置为步骤（2）中所得到的W ［n］，也即其初始状态被“预置”为冲击滤波器的稳态，从而一举消除ABSK信号冲击滤波响应惯有的起始振荡。

　　3 仿真

　　ABSK调制信号参数设置见2.1节，单零点-4极点的冲击滤波器的传递函数形式为：

　　

　　详细步骤如下：

　　（1）发送1 000个码元周期的ABSK调制信号，经信道后由接收机接收，再经ADC采样量化后，将已数字化的等幅的接收信号送给冲击滤波器，其输出如图2所示，此时由于冲击滤波器的初始状态被“强行”设为0，导致其初始段存在较长的振荡期，图中振荡期持续了约300个码元周期，实际通信时这部分码元将不得不放弃。

　　（2）待冲击滤波响应彻底进入稳态后（图2中D点后的输出波形），此时存储记录下冲击滤波器的输出状态W ［n］，经实测，其数值如下：

　　

　　（3）在进行实际通信前，将冲击滤波器的初始状态设置为经步骤（1）和步骤（2）预先训练得到的上述W （n）。

　　为验证该方法的效果，可再次发送1 000或更多个码元周期的ABSK 调制信号，此时的冲击滤波响应如图4所示，可见此时已确实不存在起始振荡，而是直接进入了起伏十分微小的稳定传输状态。

　　

　　仿真结果验证了上述消除ABSK 信号冲击滤波响应起始振荡方法的正确性和可行性。

　　4 结语

　　本文提出了消除ABSK 信号冲击滤波响应起始振荡的方法，改进了ABSK 信号的解调模式，使其无需经历过渡期而直接进入稳态。这种改进使得经过“训练”的冲击滤波器在其后的每次通信前，都处于“时刻准备好”状态，每次通信过程都能直接传输有效数据，无需再为“过渡数据”浪费宝贵的传输时间和能量，特别适用于短数据包的猝发应用场合（如电力线通信、无线传感器网络等）。与现有技术相比，具有以下优点：

　　（1）提升了传输效率。由于消除了冲击滤波响应的起始振荡，使得其无需再丢弃初始段的无效位便可进行可靠通信，大大提高了小数据包通信的传输效率。

　　（2）提高了系统能效。由于无需再等待图2 中AD段过渡期的结束而直接进入“D”点以后的稳定通信，发射机的开机时间可以大为缩短，特别有利于微型数据采集终端和无线传感器网络节点等的节能降耗。

　　（3）通用性好。由于消除冲击滤波响应起始振荡的关键只在于冲击滤波器初始状态的合理设置，因此对于各种不同的ABSK信号、各种不同的采样率以及各种形式的冲击滤波器，本文提出的方法均适用。

　　本文对消除ABSK 信号冲击滤波响应起始振荡的方法进行了理论分析和仿真验证，为该方法在工程实践中的应用奠定了基础，接下来的工作将秉承“节能高效”的绿色环保主张，将该方法运用于小数据包猝发通信的实际系统中并加以优化，以进一步提升传输效率，降低通信能耗。