通信信號處理的技術(shù)探析

張 健,李白燕

（黃淮學(xué)院信息工程學(xué)院，河南 駐馬店,463000）

在通信技術(shù)發(fā)展的過程中，對通信信號的處理是不可或缺的環(huán)節(jié)。隨著我國計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，借助計算機等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使得通信信號處理方法也得到了更新。本文主要是結(jié)合筆者實際工作經(jīng)驗，對通信信號處理的技術(shù)進行了詳細(xì)的分析，并結(jié)合通信信號處理技術(shù)的發(fā)展，提出了一些可行性的措施。

1 通信技術(shù)的發(fā)展

隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)的發(fā)展也呈現(xiàn)出了日新月異的發(fā)展?fàn)顩r。在當(dāng)今信息時代，為了全面實現(xiàn)信息化，必須將信息系統(tǒng)作為技術(shù)支持的主要手段，然而通信作為信息系統(tǒng)的橋梁，如果拋開通信去實現(xiàn)信息化，那是不可能實施的。在時代迅速發(fā)展的今天，深入了解我國通信技術(shù)發(fā)展，以及通信信號處理技術(shù)，是非常必要的。

現(xiàn)代通信技術(shù)的目標(biāo)是無論人們身處何地，都能接收到他人的信息，并享有信息通信的各項服務(wù)，隨著社會對通信技術(shù)的需求越來越大，我國的無線通信也得到了很快的發(fā)展，與第三代移動通信系統(tǒng)相比，在未來通信技術(shù)的發(fā)展過程中，為了給人們提供更方便的服務(wù)，會在不斷的努力中提高無線通信傳輸數(shù)據(jù)的速度，同時還要在通信技術(shù)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上，提高通信業(yè)務(wù)能力。

2 通信系統(tǒng)的構(gòu)成

通信主要是從一個地方向另一個地方傳送信息。在信息傳遞的過程中，需要借助一些技術(shù)手段和信息傳輸媒質(zhì)，也就是所謂的通信系統(tǒng)。

信息的主要來源于信息產(chǎn)生地，其中主要的作用就是把各種各樣的信息通過信號來進行及時傳送。例如，我們在日常生活中經(jīng)常使用的手機、計算機等都屬于信息源。前者主要是通過輸出模擬信號，后者主要是輸出離散的數(shù)字信號。

發(fā)送通信信息設(shè)備的基本功能是把信息源和信道有效的結(jié)合起來，也就是將信息信號變成傳輸信號。其中的變成方式種類有很多，在涉及到頻譜搬移時，對數(shù)字和模擬通信信號進行調(diào)制是非常重要的。然而針對數(shù)字通訊系統(tǒng)，其中的發(fā)送設(shè)備會經(jīng)常涉及到信源編碼和信道編碼。

信道主要是進行信號傳輸?shù)囊环N物理媒質(zhì)。如果信道屬于無線的，那么整個信道的空間是比較自由的，如果信道是有線的，那么信道可以是電纜和明線。無論是有線的信道，還是無線的信道，都存在很多種物理媒質(zhì)。其中媒質(zhì)自身所具有的特性或者受到的干擾，都會對整個通信的質(zhì)量造成影響。針對不同的研究對象，需要根據(jù)物理媒質(zhì)的實際情況構(gòu)建不同的數(shù)字模型，以充分體現(xiàn)出信號會受到傳輸媒質(zhì)的影響。

3 通信信號處理的主要目的和方法

在早期，人們在處理通信信號時，常常局限于模擬信號，所使用的通信信號處理方法也是模擬信號常用的處理方法。當(dāng)用模擬方法對信號處理時，由于沒有真正的認(rèn)識到通信信號處理技術(shù)。究其原因主要是因為通信信號的處理和信息的抽取過程是一個整體，所以受到制約，同時信息的處理也受到了很大的制約。

由于通信信號具有著特殊的性質(zhì)，并且在傳播的過程中很容易受到干擾。因此，采取正確的方法進行通信信號的有效傳播是非常重要的。

隨著我國計算機技術(shù)的快速發(fā)展，通信信號處理的基本理論和處理方法也得到了很大的發(fā)展。并明確了通信信號處理領(lǐng)域的范圍。通信信號處理的主要目的就是將其中的干擾因素清除，并將信號轉(zhuǎn)變?yōu)楸容^方便處理、傳輸分析，有效的識別形式，這樣也方便日后對這種技術(shù)進行有效的處理。如今，對通信信號的處理，人們常常是將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，然后再用計算機對數(shù)字信號進行有效處理。

在通常情況下，數(shù)字信號處理的方法是：（1）將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，主要是在自變量中采用離散化的方式，并對其進行采樣；（2）對熟悉信號進行識別及合成等；（3）將處理過的數(shù)字信號進行還原，然后使其恢復(fù)到模擬信號的形式。在通常情況下，這個步驟是非常簡單的。

4 通信信號處理技術(shù)

信號的處理為通信技術(shù)的發(fā)展提供了轉(zhuǎn)換編碼、檢測及評價等工具，同時也使通信技術(shù)領(lǐng)域得到了擴大，加上計算和通信設(shè)備的結(jié)合，服務(wù)水平的提升，使得人們無論是在任何時間、地點，都能實現(xiàn)相互間通信的愿望。

現(xiàn)代的通信技術(shù)正是經(jīng)歷了一次又一次的洗禮，將通信與計算機設(shè)備結(jié)合在一起，人們通過現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，給廣大用戶提供了很多方便，例如：視頻點播、互聯(lián)網(wǎng)電話等等。并且在這個基礎(chǔ)上，目前無線數(shù)字通信的問世，推動了我國通信技術(shù)的快速發(fā)展，人們實現(xiàn)了不受時間、地點限制，實現(xiàn)了通信夢想，但是其中也存在著很多技術(shù)難題。其中在無線數(shù)字通信中使用的一種盲源分離技術(shù)，正在被廣泛的應(yīng)用和推廣。以下對無線數(shù)字通信中的所涉及的盲源分離技術(shù)進行深入了解和分析。

在處理通信信號的過程中，盲源分離技術(shù)是通信信號處理中重要的環(huán)節(jié)，隨著盲源技術(shù)的普及和深入，能夠?qū)⒏蓴_的信號進行分離，以避免信號受到干擾，而阻礙信息的接收，因此，盲源分離技術(shù)在現(xiàn)代通信技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。

隨著社會的發(fā)展和進步，全球的無線通信得到了快速的發(fā)展，將無線通信和有線通信進行比較，其中無線通信面臨的問題是信道會隨著時間的變化而變化，用戶在享受通信時，常常會受到干擾。因此，必須處理好無線通信所受到的干擾。

在無線數(shù)字通信信號處理的過程中，盲源分離技術(shù)主要是通信信號處理需要面臨的一個問題，其中的“盲”主要是指對其信號不可測。隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，可以多很多信號進行多元化組合。在近幾年來，我國對無線通信中的盲分離技術(shù)的研究和分析，在其理論和實踐方面都得到了人們的認(rèn)可，但是仍然有一些問題需要盡快的解決。盲源分離技術(shù)在不能準(zhǔn)確的獲取源信號和理論模型的狀態(tài)下，需要從觀測信號中將源信號進行分離。其中信號處理的種類主要包括自源分離和盲辨識兩部分。盲源分離的目標(biāo)是尋求最佳的方式對源信號進行估計，盲辨識的基本目標(biāo)是能夠在一定程度上獲取信源在傳輸通道過程中的混合矩陣。盲源分離在處理無線數(shù)字通信信號時，其功能非常強，是一種非常強大的信號處理方法，例如，這種方法在我國的語音信號識別、醫(yī)學(xué)信號處理及我國的移動通信方面被廣泛的使用。

由于源信號在傳輸信道中所具有的混合方式存在不同之處，其中盲源算法的主要模型包括盲源分離的線性混合、盲源分離線性卷積混合以及盲源分離中的非線性混合。

1)盲源分離的線性混合。線性混合是盲源分離技術(shù)中具有較強的理論基礎(chǔ)、研究時間較早、算法的范圍和種類比較廣，這種技術(shù)的分離效果會受到信噪比的影響。例如，當(dāng)一個人正在認(rèn)真的對某種音樂進行欣賞時，對周圍充斥耳邊的聲音會不屑一顧，如果此時有人叫他的名字，他會本能的發(fā)生反應(yīng)，或者開始尋找說話人的方向，這種反應(yīng)所體現(xiàn)出來的效應(yīng)是人的聽覺系統(tǒng)所發(fā)揮的能力。當(dāng)盲源分離這種理論被人提出來之后，就出現(xiàn)了線性混合模型，這種模型主要是集很多個信號在瞬間進行混合之后，通過很多個傳感器來處理分離模型的各個接收過程。

隨著盲源技術(shù)的快速發(fā)展，盲源技術(shù)也開始不斷的完善，對盲源技術(shù)進行不斷的發(fā)展創(chuàng)新，一些新的算法被廣泛的應(yīng)用和推廣，但是傳統(tǒng)的盲源分離算法并不能對兩個以上的源信號進行有效的分離，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的更新和發(fā)展，為盲源技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。盲源技術(shù)也得到了進一步的發(fā)展，這種技術(shù)能夠?qū)?0幾個人的語言分辨清楚，在很大程度上，對盲源技術(shù)的發(fā)展起到促進作用。

2)盲源分離中的線性卷積混合。與盲源分離中的順時混合盲源相比較，這種模型比較復(fù)雜，在該技術(shù)得到快速發(fā)展和有效應(yīng)用時，在實際的應(yīng)用過程中，對源信號也是很難進行準(zhǔn)確估計的。在通信系統(tǒng)中常見的問題，由于移動用戶在使用該系統(tǒng)時，具有很強的移動特征，其中在移動用戶周圍所形成的的發(fā)射體會逐漸地發(fā)生運動，或者一些交通工具在行駛的過程中所發(fā)生的運動都會給源信號造成影響，同時還會使信號出現(xiàn)疊加的情況，于是產(chǎn)生多種傳輸方式。由于種種問題的出現(xiàn)，使得信號逐漸成為通信系統(tǒng)發(fā)生響應(yīng)的卷積，因此，一些學(xué)者將其看成是盲源分離中一種線性卷積混合模型。其中這種模型主要是通過通信信號處理方式的不同，進行空間頻域分配。

3)盲源分離中的非線性混合。盲源分離中的非線性混合算法還尚未完善。在真?zhèn)€通信系統(tǒng)中或者是在運用麥克風(fēng)進行錄音時，都會受到噪音的影響，使非線性混合出現(xiàn)失真的現(xiàn)象。為此，就要對盲源分離的模型進行充分考慮， 同時按照不同的混合形式，可形成交叉性的混合模型。目前，在盲源分離技術(shù)中的非線性很合模型已經(jīng)得到了社會各界人士的高度重視。

通信信號在通信系統(tǒng)中具有著復(fù)雜多變的信號特性，并且在整個通信系統(tǒng)中，在信息接收的過程中，常常會受干擾因素的影響，為了保證這種技術(shù)的穩(wěn)定性，就應(yīng)該找出適合噪音分離的基本算法。

盲源分離技術(shù)具有較高的性能，對信號的處理具有積極的作用，由于無線數(shù)字通信信號很容易受到外界環(huán)境的影響和干擾，為了提高信號抗干擾的能力，為人類更好的服務(wù)，增強通信技術(shù)的服務(wù)功能，然而盲源分離技術(shù)正好能夠避免通信信號受到干擾。

5 總結(jié)

綜上所述，隨著信息時代的到來，為了跟上時代發(fā)展的步伐，提高人們的生活質(zhì)量，信息通信服務(wù)逐漸走入了人們的生活。為了使人們無論在任何時間、地點，都能和對方進行有效的溝通、聯(lián)系，時其通信信號不受任何外界環(huán)境的干擾，其中通信信號的處理技術(shù)的進一步研究和發(fā)展是非常必要的。因此，對通信信號處理技術(shù)進行深入的研究分析，可以發(fā)現(xiàn)該技術(shù)的優(yōu)點和缺點，并在此基礎(chǔ)上，能夠為未來我國通信技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造有利條件，以為人們提供更方便的信息服務(wù)。

[1]宮明.探析無線數(shù)字通信中的盲源分離技術(shù)[J].科學(xué)與財富，2013（1）.

[2]韓德志.通信網(wǎng)絡(luò)中的信號處理技術(shù)應(yīng)用探析[J].曲徑師范學(xué)院學(xué)報，2010（3）.

[3]李莉，崔琛.基于峭度的盲分離在通信信號盲偵察中的應(yīng)用[J].通信技術(shù)，2010（4）.

[4]高潔，李磊，劉云濤.等.主動聲納直達(dá)波干擾抑制的盲分離算法[J].聲學(xué)技術(shù)，2010（8）.

[5]段哲民，馬裕，彭斌，等.基于盲源分離的商業(yè)銷售計算機仿真分析[J].計算機仿真，2011（12）.