基于信號(hào)處理新方法的移動(dòng)通信新技術(shù)

蕪湖市公共資源交易中心　呂成飛

基于信號(hào)處理新方法的移動(dòng)通信新技術(shù)

蕪湖市公共資源交易中心呂成飛

本文結(jié)合相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，提出了在信號(hào)處理中的移動(dòng)通信新技術(shù)與新方法，包括陣列信號(hào)狀態(tài)處理方法、支持移動(dòng)通信的新型處理技術(shù)，以及第四代移動(dòng)通信技術(shù)等。希望可以促進(jìn)移動(dòng)通信行業(yè)的快速、穩(wěn)定發(fā)展，為用戶帶來(lái)更多新的體驗(yàn)。

信號(hào)處理；新方法；移動(dòng)通信；新技術(shù)；分析

隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使移動(dòng)通信技術(shù)更加成熟與完善。與此同時(shí)，在科技力量的支持下，新的移動(dòng)通信技術(shù)層出不窮。從第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)到第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展，可以看出，移動(dòng)通信的發(fā)展與信號(hào)處理方法、技術(shù)息息相關(guān)。當(dāng)前，在第四代移動(dòng)通信技術(shù)研究中，更需要在新的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)上，采用新型號(hào)的處理方法，以此來(lái)適應(yīng)多種業(yè)務(wù)媒體對(duì)信號(hào)的傳輸要求。因此，本文基于信號(hào)處理方法，對(duì)移動(dòng)通信新技術(shù)進(jìn)行探討。下面進(jìn)行詳細(xì)論述。

一、移動(dòng)通信信號(hào)的處理

在移動(dòng)通信環(huán)境下，多個(gè)用戶共同使用同一無(wú)線頻率資源。用戶在接受信息時(shí)，需要從眾多的信號(hào)中選出用戶1的信號(hào)，然后提取信息。假設(shè)總用戶為k。每個(gè)用戶信號(hào)代表一個(gè)時(shí)序矢量。接收信號(hào)如（1）式所示。

在處理移動(dòng)信號(hào)時(shí)，就是從式（1）中選取有用信號(hào)，這也是移動(dòng)通信處理信號(hào)的基本要求。早期，進(jìn)行提取、處理信號(hào)時(shí)，采用了多濾波技術(shù)。該技術(shù)主要是對(duì)不同信號(hào)的頻率進(jìn)行分離，然后使用濾波器來(lái)提取信息。多濾波技術(shù)在第一代移動(dòng)通信信號(hào)處理中被廣泛應(yīng)用。后來(lái)，在第二代通信系統(tǒng)中，發(fā)展了GSM系統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，以及TDMA方式。數(shù)字移動(dòng)通信的信號(hào)處理根據(jù)概率論與統(tǒng)計(jì)學(xué)方面的理論，對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行排序。假設(shè)用戶的信號(hào)數(shù)字序列為r ：r1、 r2、 ...rk，每個(gè)序列的數(shù)字特征是該序列的數(shù)學(xué)期望值、高階矩、方差。除此之外，還包括數(shù)字特征之間的協(xié)方差。比如，兩個(gè)用戶信號(hào)的協(xié)方差可以用式（2）來(lái)代表。

在（2）式中，ri的方差為，rj的方差為。所以，接收信號(hào)兩兩之間，以及不同用戶信號(hào)的方差、均方差，以及協(xié)方差有很大關(guān)系。當(dāng)Rrirj為0時(shí)，表示這兩個(gè)用戶信號(hào)為獨(dú)立的個(gè)體，不存在關(guān)系。反之，相關(guān)值減小，之間的相關(guān)性也減少，并且辨識(shí)比較方便、容易。如果Rrirj為1，則兩個(gè)用戶信號(hào)完全相同。即，ri=rj。移動(dòng)通信在處理信息時(shí)，正是運(yùn)用了上面的原理，來(lái)提取有效的信息。在該信號(hào)處理中，代表方式為CDMA。只要構(gòu)造出相互正交的信息載體，就會(huì)得到各種不相關(guān)的處理結(jié)果，進(jìn)而在多個(gè)用戶之間進(jìn)行通信。除此之外，使用CDMA通信方式后，還能夠在不同用戶之間傳送相同頻率的信息。

二、移動(dòng)通信信號(hào)相關(guān)智能處理

移動(dòng)通信信號(hào)不管應(yīng)用任何通信方式，都應(yīng)用了上面的數(shù)學(xué)原理。當(dāng)前，第一代移動(dòng)通信的主要方式為FDMA，第二代通信方式為TDMA。在第三代移動(dòng)通信技術(shù)研究中，致力于智能處理技術(shù)的研究?？梢钥闯觯陙?lái)在移動(dòng)通信處理技術(shù)上，均應(yīng)用了之前的理論。然而，受到多個(gè)因素的影響，在信號(hào)傳遞的過(guò)程中，對(duì)原來(lái)的獨(dú)立性、正交性造成了破壞。在這種情況下，就會(huì)導(dǎo)致接收端的信號(hào)與接收信號(hào)存在差異。當(dāng)用戶相關(guān)聯(lián)信號(hào)各項(xiàng)不為0時(shí)，多個(gè)用戶信號(hào)之間就會(huì)相互干擾。針對(duì)這種問(wèn)題，應(yīng)用新技術(shù)后就可以消除干擾。具體來(lái)講，指的是應(yīng)用重組序列的辦法，將外界的信號(hào)消除。然后，僅保留Rrirj項(xiàng)。其他的序列均為0。這樣，在重構(gòu)序列的基礎(chǔ)上，消除函數(shù)中的其他矢量，達(dá)到消除干擾的目的。除此之外，也可以進(jìn)行多用戶檢測(cè)。其所用戶檢測(cè)、處理的重點(diǎn)為保證各項(xiàng)均為0。構(gòu)造函數(shù)矩陣的解決方法就是用R-1與R相乘。其中，R-1如（3）式所示。

根據(jù)上面的計(jì)算，構(gòu)成單位矩陣，除了對(duì)角線不是0外，其他用戶均進(jìn)行了檢測(cè)。當(dāng)R—1與噪音相乘后，顯然增大了噪音。那么，針對(duì)以上問(wèn)題，可以采用MMSE多用戶檢測(cè)的辦法，來(lái)降低噪音比。上面介紹的處理辦法均采用自適應(yīng) 算法，提供了不同接收信號(hào)改變的參數(shù)，從而取得了最好的處理結(jié)果。在以往的研究中，提出了通信的主動(dòng)式多用戶動(dòng)態(tài)檢測(cè)方法，即寬帶CDMA通信方式。應(yīng)用該通信方式后，產(chǎn)生了新的智能處理方法。具體來(lái)講，就是在常規(guī)處理辦法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步來(lái)消除序列之間的干擾，同時(shí)應(yīng)用了線性迭代求解的辦法，最終形成的智能化處理移動(dòng)通信信號(hào)的辦法。應(yīng)用常規(guī)處理辦法后，能夠有效提取較高增益與功率的信號(hào)。常見(jiàn)的為公共信道信號(hào)。應(yīng)用部分干擾對(duì)消后，在很大程度上減弱了強(qiáng)信號(hào)，進(jìn)而消除了公共用戶對(duì)多個(gè)信號(hào)的干擾。該處理方法速度快，效果好，特別適用于信號(hào)業(yè)務(wù)信號(hào)的處理。另外，采用線性方程矩陣迭代求解，雖然計(jì)算的步驟比較復(fù)雜，繁瑣，但是在多用戶檢測(cè)中具有更大的優(yōu)勢(shì)，抗干擾能力特別強(qiáng)，因而提高了業(yè)務(wù)信號(hào)處理的質(zhì)量。同時(shí)，在智能化信號(hào)業(yè)務(wù)調(diào)度中，也提高了工作效率。綜上所述，上面提到的信號(hào)智能處理方法、樹(shù)立統(tǒng)計(jì)理論信號(hào)處理，都是在第二代移動(dòng)通信信號(hào)技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的。在不斷研究的過(guò)程中，被應(yīng)用到了第三代移動(dòng)通信當(dāng)中。

三、移動(dòng)通信陣列信號(hào)狀態(tài)處理

當(dāng)前，在科技力量的支持下，使通信技術(shù)發(fā)展越來(lái)越快，并且趨于成熟。與此同時(shí)，加快了第四代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展。對(duì)比新一代的移動(dòng)通信技術(shù)，其中有四項(xiàng)技術(shù)得到了世界各國(guó)的關(guān)注。分別是OFDM技術(shù)、高效調(diào)制編碼技術(shù)、多輸入多輸出收發(fā)技術(shù)，以及自組織、自適應(yīng)的蜂窩組網(wǎng)技術(shù)。根據(jù)不同的陣列，采用不同的處理方法。在處理的過(guò)程中，雖然可以使用上面提高的辦法，但是由于環(huán)節(jié)比較多，進(jìn)而加大了處理的難度。針對(duì)以上問(wèn)題，需要應(yīng)用新的技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)，特別是處理復(fù)雜的信號(hào)。經(jīng)分析，可以應(yīng)用組合數(shù)學(xué)理論。另外，在調(diào)制不同信息的時(shí)候，雖然陣列信號(hào)有向圖不同，但是基本狀態(tài)沒(méi)有改變。隨著時(shí)間的推移，只要將有向圖改變?yōu)橛嘘P(guān)聯(lián)的格狀，就非常方便。一般而言，采用viter bi軟判決方法，就可以實(shí)現(xiàn)信息的調(diào)節(jié)。采用該辦法來(lái)處理序列信號(hào)，能夠形成新的陣列信號(hào)，更方便進(jìn)行處理。

四、結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，隨著移動(dòng)通信的快速發(fā)展，不斷得到了優(yōu)化升級(jí)，產(chǎn)生了更多新的技術(shù)，進(jìn)而為用戶提供了更加全面的服務(wù)。研究顯示，在信號(hào)處理技術(shù)的支持下，進(jìn)一步推動(dòng)了移動(dòng)通信行業(yè)的快速發(fā)展。本文結(jié)合實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)，介紹了數(shù)字處理技術(shù)的應(yīng)用，以及對(duì)移動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響?？梢钥闯?，移動(dòng)通信在不斷發(fā)展的同時(shí)，使信號(hào)處理更加復(fù)雜化。鑒于此，在未來(lái)的發(fā)展中，要繼續(xù)加大研究的力度，以此來(lái)促進(jìn)新的信號(hào)處理技術(shù)，最終滿足移動(dòng)通信的快速發(fā)展。

［1］沈福民編著.自適應(yīng)信號(hào)處理［M］.西安電子科技大學(xué)出版社，2001.

［2］張賢達(dá)，保錚著.通信信號(hào)處理［M］.國(guó)防工業(yè)出版社，2000.