通信信號處理的技術探析

張 健,李白燕

（黃淮學院信息工程學院，河南 駐馬店,463000）

在通信技術發展的過程中，對通信信號的處理是不可或缺的環節。隨著我國計算機技術的迅速發展，借助計算機等網絡技術，使得通信信號處理方法也得到了更新。本文主要是結合筆者實際工作經驗，對通信信號處理的技術進行了詳細的分析，并結合通信信號處理技術的發展，提出了一些可行性的措施。

1 通信技術的發展

隨著我國科學技術的發展，通信技術的發展也呈現出了日新月異的發展狀況。在當今信息時代，為了全面實現信息化，必須將信息系統作為技術支持的主要手段，然而通信作為信息系統的橋梁，如果拋開通信去實現信息化，那是不可能實施的。在時代迅速發展的今天，深入了解我國通信技術發展，以及通信信號處理技術，是非常必要的。

現代通信技術的目標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，隨著社會對通信技術的需求越來越大，我國的無線通信也得到了很快的發展，與第三代移動通信系統相比，在未來通信技術的發展過程中，為了給人們提供更方便的服務，會在不斷的努力中提高無線通信傳輸數據的速度，同時還要在通信技術不斷發展的基礎上，提高通信業務能力。

2 通信系統的構成

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，需要借助一些技術手段和信息傳輸媒質，也就是所謂的通信系統。

信息的主要來源于信息產生地，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字信號。

發送通信信息設備的基本功能是把信息源和信道有效的結合起來，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，對數字和模擬通信信號進行調制是非常重要的。然而針對數字通訊系統，其中的發送設備會經常涉及到信源編碼和信道編碼。

信道主要是進行信號傳輸的一種物理媒質。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。其中媒質自身所具有的特性或者受到的干擾，都會對整個通信的質量造成影響。針對不同的研究對象，需要根據物理媒質的實際情況構建不同的數字模型，以充分體現出信號會受到傳輸媒質的影響。

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。當用模擬方法對信號處理時，由于沒有真正的認識到通信信號處理技術。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，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的快速發展，通信信號處理的基本理論和處理方法也得到了很大的發展。并明確了通信信號處理領域的范圍。通信信號處理的主要目的就是將其中的干擾因素清除，并將信號轉變為比較方便處理、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變為數字信號，然后再用計算機對數字信號進行有效處理。

在通常情況下，數字信號處理的方法是：（1）將模擬信號轉變為數字信號，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）將處理過的數字信號進行還原，然后使其恢復到模擬信號的形式。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

信號的處理為通信技術的發展提供了轉換編碼、檢測及評價等工具，同時也使通信技術領域得到了擴大，加上計算和通信設備的結合，服務水平的提升，使得人們無論是在任何時間、地點，都能實現相互間通信的愿望。

現代的通信技術正是經歷了一次又一次的洗禮，將通信與計算機設備結合在一起，人們通過現代的網絡技術，給廣大用戶提供了很多方便，例如：視頻點播、互聯網電話等等。并且在這個基礎上，目前無線數字通信的問世，推動了我國通信技術的快速發展，人們實現了不受時間、地點限制，實現了通信夢想，但是其中也存在著很多技術難題。其中在無線數字通信中使用的一種盲源分離技術，正在被廣泛的應用和推廣。以下對無線數字通信中的所涉及的盲源分離技術進行深入了解和分析。

在處理通信信號的過程中，盲源分離技術是通信信號處理中重要的環節，隨著盲源技術的普及和深入，能夠將干擾的信號進行分離，以避免信號受到干擾，而阻礙信息的接收，因此，盲源分離技術在現代通信技術已經得到了廣泛的應用和發展。

隨著社會的發展和進步，全球的無線通信得到了快速的發展，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。

在無線數字通信信號處理的過程中，盲源分離技術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。隨著科學的不斷發展，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的研究和分析，在其理論和實踐方面都得到了人們的認可，但是仍然有一些問題需要盡快的解決。盲源分離技術在不能準確的獲取源信號和理論模型的狀態下，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。盲源分離的目標是尋求最佳的方式對源信號進行估計，盲辨識的基本目標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、醫學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中具有較強的理論基礎、研究時間較早、算法的范圍和種類比較廣，這種技術的分離效果會受到信噪比的影響。例如，當一個人正在認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，他會本能的發生反應，或者開始尋找說話人的方向，這種反應所體現出來的效應是人的聽覺系統所發揮的能力。當盲源分離這種理論被人提出來之后，就出現了線性混合模型，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。

隨著盲源技術的快速發展，盲源技術也開始不斷的完善，對盲源技術進行不斷的發展創新，一些新的算法被廣泛的應用和推廣，但是傳統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，隨著網絡技術的更新和發展，為盲源技術的發展創造了有利條件。盲源技術也得到了進一步的發展，這種技術能夠將10幾個人的語言分辨清楚，在很大程度上，對盲源技術的發展起到促進作用。

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，這種模型比較復雜，在該技術得到快速發展和有效應用時，在實際的應用過程中，對源信號也是很難進行準確估計的。在通信系統中常見的問題，由于移動用戶在使用該系統時，具有很強的移動特征，其中在移動用戶周圍所形成的的發射體會逐漸地發生運動，或者一些交通工具在行駛的過程中所發生的運動都會給源信號造成影響，同時還會使信號出現疊加的情況，于是產生多種傳輸方式。由于種種問題的出現，使得信號逐漸成為通信系統發生響應的卷積，因此，一些學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。在真個通信系統中或者是在運用麥克風進行錄音時，都會受到噪音的影響，使非線性混合出現失真的現象。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，在盲源分離技術中的非線性很合模型已經得到了社會各界人士的高度重視。

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

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

5 總結

綜上所述，隨著信息時代的到來，為了跟上時代發展的步伐，提高人們的生活質量，信息通信服務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、聯系，時其通信信號不受任何外界環境的干擾，其中通信信號的處理技術的進一步研究和發展是非常必要的。因此，對通信信號處理技術進行深入的研究分析，可以發現該技術的優點和缺點，并在此基礎上，能夠為未來我國通信技術的發展創造有利條件，以為人們提供更方便的信息服務。

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