分布式網(wǎng)絡中的通信信號檢測與接收技術研究

盧鑫 譚越洋 郭婷

摘? ?要：在一定程度上無線通信領域是存在比較復雜的嚴重信號干擾與信道失真噪聲，其也會影響到接收信號的整體質(zhì)量，從而成為限制信號接收整體性能指標的問題。最近幾年來我國所發(fā)展的通信信號處理技術也已經(jīng)解決了上述這些問題并且也取得了一些研究成果，從而讓當前現(xiàn)有的通信系統(tǒng)性能能夠有所提升。本文主要是通過分析分布式網(wǎng)絡當中的通信信號檢測和接收技術進行相關的探討，予以有關單位參考與借鑒。

關鍵詞：分布式網(wǎng)絡? 通信信號? 檢測接收技術

中圖分類號：TN971? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）11（a）-0145-02

伴隨著我國電子技術的快速發(fā)展和人們對于信息傳輸?shù)囊蟛粩嗵嵘?，無線通信技術也得到了進步。社會中的各種視頻、語音以及圖像數(shù)據(jù)等在內(nèi)的諸多種多媒體傳輸業(yè)務需求不斷增加，從而讓無線通信系統(tǒng)在這些數(shù)據(jù)中被應用，這也豐富了人們的生活。面對無線通信信號的種類和復雜程度，為了能夠?qū)崿F(xiàn)電磁頻譜的監(jiān)測以及信號干擾識別，讓其能夠正常運行，相關人員需要對無線通信信號進行監(jiān)管和接收，基于此，本文是針對分布式網(wǎng)絡中的通信信號檢測與接收技術進行詳細分析。

1? 分布式網(wǎng)絡中的通信信號檢測與接收技術實現(xiàn)需求分析

無線通信信號的盲接收又被稱為非合作接收，其主要是從第三方的角度，在先驗信息缺少的條件下去針對系統(tǒng)的信號接收和發(fā)送雙方的信號進行截獲的詳細分析，并且還可以起到還原通信信息的作用。在一定程度上無線通信信號的盲接收通常是需要通過較多的處理流程才能夠去實現(xiàn)對信息數(shù)據(jù)的還原。在這些流程當中，一方面需要去檢測出通信信號的頻率位置，伴隨著我國通信系統(tǒng)的快速發(fā)展，相關研究人員為了提升頻譜資源的有效利用率，在通信系統(tǒng)的頻率池中的跨度是比較大的;另一個方面就是在多種通信信號分布的頻段中，去實現(xiàn)對通信信號的檢測，是需要在寬頻帶中進行信號的實時檢測的。所以寬帶頻譜檢測也是無線通信信號盲接收的主要問題所在。最后就是無線通信信號盲接收在某種程度上是需要從分離的窄帶信號當中去進行具體信號數(shù)據(jù)的調(diào)制參數(shù)和類型，方式的自動識別是無線通信頻譜管理等領域長期研究的重點。

2? 合作信號處理技術

合作信號的處理是能夠充分應用分布在不同空間和位置中的多接收節(jié)點所組成網(wǎng)絡，然后接收來自同一信號源的信息數(shù)據(jù)，并通過節(jié)點的局部處理和節(jié)點之間的信息合作去達到全局處理的相關性能。因為不同的節(jié)點所位于的空間位置是有較大差別的，信道的傳播特性和接收信號的功率強度也有所不同，融合節(jié)點的處理結果和觀測信號是能夠獲得要比單一的節(jié)點接收性能好的作用，這樣的空間分集所帶來的信道性能的提升被稱為合作效益的增加。在多節(jié)點合作中，是需要相關人員考慮合作性能與合作的代價付出的。在一定程度上去根據(jù)網(wǎng)絡的拓撲結構，把多節(jié)點合作機制分為集中式的合作和分布式的合作，這兩者的區(qū)別是二者中是否存在融合中心。在某種意義上，集中式合作的網(wǎng)絡拓撲圖（如圖1所示）。在網(wǎng)絡模型中，網(wǎng)絡中的節(jié)點獲取到的觀測信號，是能夠把以前有的信號進行局部的處理然后傳輸?shù)饺诤现行?，中心會接收信號然后進行處理，并將其全部返還回各節(jié)點中。集中式合作，每一個節(jié)點要求具有簡單數(shù)據(jù)的處理功能就行，融合中心能夠處理所有節(jié)點的數(shù)據(jù)信號，融合中心也要求具有大量的數(shù)據(jù)儲存功能。集中式合作在融合中心下獲取了節(jié)點的全部觀測信號，是能夠讓整個系統(tǒng)的性能得到優(yōu)化;但是集中式處理有下面幾個缺陷。

2.1 復雜網(wǎng)絡協(xié)議

在集中式網(wǎng)絡當中，每一個節(jié)點和融合中心所建立起來的連接都是需要有特殊的網(wǎng)絡協(xié)議所支持的，在對于那些遠離融合中心的節(jié)點，和其所建立連接的時間是需要通過融合中心的中繼節(jié)點進行轉(zhuǎn)接的，所以這種情況的出現(xiàn)也需要協(xié)議的支持，然后通過轉(zhuǎn)接進行數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)饺诤现行模窃诖诉^程中是不然會出現(xiàn)網(wǎng)絡延遲情況的。

2.2 網(wǎng)絡穩(wěn)健性不斷降低

在一定程度上，集中式的網(wǎng)絡是依賴融合中心的大數(shù)據(jù)的處理，若是融合中心也出現(xiàn)了相關的數(shù)據(jù)處理問題，那么整個系統(tǒng)網(wǎng)絡就不能正常地運行。

2.3 通信資源的消耗和較大的能量消耗

在那些距離融合中心距離較遠的節(jié)點向中心傳輸具體的數(shù)據(jù)信號時，也是需要消耗較大的輻射能量才能夠?qū)⑿畔?shù)據(jù)傳達到融合中心的。融合中心也必須要具有足夠的通信帶寬資源來保障整個網(wǎng)絡的順暢運行。

3? 分布式網(wǎng)絡帶寬多帶信號接收檢測技術分析

在一定程度上寬帶多帶信號主要說的是在較寬的接收寬帶范圍之內(nèi)存在數(shù)量較多的窄帶信號，并且窄帶信號的頻譜之間有著較大的間隙，這些情況和整個接收帶寬相比較，全部的窄帶信號所占有的頻帶數(shù)量是非常少的，所以寬帶多帶信號也被稱之為稀疏信號。寬帶多帶信號的檢測是需要在寬頻帶上面檢測頻帶所存在的信號，通常所采用的方式就是加個寬頻帶將其分為多個窄帶通道，然后對每個通道進行檢測，這樣的方式會在某種程度上帶來較大的網(wǎng)絡延遲。還有就是可以使用多通道聯(lián)合多帶感知時間自適應聯(lián)合的檢測方式去加快通道檢測器的感知時間，這些方式也都是需要大量的通道濾波器來進行的。在單一的節(jié)點檢測中，伴隨著壓縮感知技術的迅猛發(fā)展，相關研究學者將壓縮感知技術應用在寬帶信號檢測接收技術中是能夠起到降低前端的采樣幾率的。

在單個節(jié)點檢測的基礎上，基于多節(jié)點合作的寬帶多帶信號檢測是綜合考慮了怎樣通過合作方式去提升檢測的整體性能。但是在集中式合作檢測方式當中，合作模式有并行的合作模型。因為集中式融合是需要在合作節(jié)點中讓其和融合中心出現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的傳輸，特別是針對寬帶信號，其數(shù)據(jù)量是極為龐大的，這種情況的出現(xiàn)也會給網(wǎng)絡帶來較大的數(shù)據(jù)傳輸延遲。針對分布式的壓縮感知方式，其在節(jié)點中采用欠采樣的方式，在融合中心加入聯(lián)合的稀疏模型進行重新構建;這樣的方式能夠減少寬帶的多種數(shù)據(jù)傳輸數(shù)量，在融合中心中也需要相關人力去利用節(jié)點的壓縮測量進行稀疏結構的重組，這種方式必須要讓融合中心具有較強大的數(shù)據(jù)處理性能。在比較下，分布式合作檢測因為較低的數(shù)據(jù)傳輸和對節(jié)點失效的頑健性，在各個節(jié)點合作信息交換過程中，有效地去選擇壓縮測量交換是能夠保持更好的數(shù)據(jù)傳輸準確性。

4? 結語

總之，無線通信信號盲接收在無線通信信號偵察領域中有著極為廣泛的應用，其核心技術有寬帶多帶信號檢測技術和調(diào)制識別等算法，對于無線通信信號的識別和接收在當前的研究深入還是不夠。所以還需要相關人員從基于多節(jié)點合作信號處理技術方面進行合作接收利用空間分集增益，去降低信道噪音檢測和信道的衰弱以及接收性能的提升;從而保障通信信號檢測和接收技術得到整體性的提高，為我國無線通信領域提供技術保障。

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