數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在通信領(lǐng)域的應(yīng)用

張麗芳

(山東華宇工學(xué)院，山東 德州 253034)

數(shù)字通信領(lǐng)域技術(shù)的深入發(fā)展推動(dòng)其在工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及國(guó)防建設(shè)等領(lǐng)域中的應(yīng)用。而信息技術(shù)的發(fā)展與運(yùn)用，則使通信領(lǐng)域中的相關(guān)研究更為具體、全面、深入，不僅提升了信息應(yīng)用效率，還促進(jìn)了信息技術(shù)與數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的進(jìn)一步融合。

1 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的含義與基礎(chǔ)應(yīng)用

1.1 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的含義

數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的含義是將采集到的模擬信號(hào)利用數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)處理器進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)換，使其成為所需的數(shù)字信號(hào)，之后對(duì)其進(jìn)行必要的濾波處理。在對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理時(shí)，會(huì)有輔助電路的存在，它需要與數(shù)字信號(hào)的處理器進(jìn)行融合應(yīng)用，以形成實(shí)際需要的處理系統(tǒng)[1]。通常情況下，數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)由七個(gè)模塊組成，隨著最初的信號(hào)進(jìn)入系統(tǒng)，需要將其轉(zhuǎn)換為能夠被系統(tǒng)所識(shí)別的電信號(hào)。這類信號(hào)的種類多樣，如聲波，可以利用麥克風(fēng)或耳麥轉(zhuǎn)換為可被識(shí)別的電信號(hào)。此外，初始信號(hào)也可以使某種事物的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變，通過信號(hào)的轉(zhuǎn)換可將其變?yōu)殡娦盘?hào)。當(dāng)?shù)谝荒K接收到的信號(hào)被轉(zhuǎn)換后，電信號(hào)會(huì)展現(xiàn)出不同頻率，因電信號(hào)頻率有所不同，會(huì)產(chǎn)生一定的干擾，故需要增加低通濾波模塊，方便對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行及時(shí)的處理，保障模擬數(shù)字信號(hào)具有最根本與顯著的特征。在對(duì)模擬數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換過程中，需要對(duì)模擬信號(hào)的完整性進(jìn)行周期性檢查，以保障信號(hào)轉(zhuǎn)換過程中的準(zhǔn)確性。同時(shí)，在數(shù)據(jù)信息監(jiān)測(cè)期間，收集到的檢測(cè)信息通常為二進(jìn)制，便于計(jì)算機(jī)對(duì)信號(hào)信息進(jìn)行精準(zhǔn)的識(shí)別。數(shù)字信號(hào)處理模組需要兼具計(jì)算機(jī)的基本識(shí)別功能，滿足信息或數(shù)據(jù)傳達(dá)所需，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的處理。例如，通過信號(hào)處理模組對(duì)信號(hào)的幅度或頻率進(jìn)行必要的調(diào)整。需要注意的是，處理后的數(shù)字信號(hào)并不能夠迅速地發(fā)揮其作用，因?yàn)橄到y(tǒng)可識(shí)別的信號(hào)多為模擬電信號(hào)，數(shù)字模擬信號(hào)還需要轉(zhuǎn)換，以便被系統(tǒng)正確識(shí)別。在通信領(lǐng)域中，無線通信是利用電磁波的發(fā)射而實(shí)現(xiàn)的。電磁波信號(hào)是較為常見的一種模擬信號(hào)，它也是由多種頻率的模擬信號(hào)組成的，多為直線模型類模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換后，因增添了低通濾波模塊，降低了高頻信號(hào)對(duì)系統(tǒng)的干擾。之后，對(duì)趨近穩(wěn)定的模擬信號(hào)進(jìn)行再次轉(zhuǎn)變，使其成為設(shè)備能夠表達(dá)的信號(hào)。比如，對(duì)聲波信號(hào)進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)變，并通過音響或耳麥等設(shè)備進(jìn)行傳遞。

1.2 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在通信領(lǐng)域的應(yīng)用

1.2.1 在通信工程中的應(yīng)用

數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用于信號(hào)采集、處理及傳輸?shù)韧ㄐ怒h(huán)節(jié)中。在對(duì)信息進(jìn)行必要的采集時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)需要將離散的信號(hào)進(jìn)行二進(jìn)制轉(zhuǎn)換，將信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字輸出信號(hào)。在信號(hào)輸出前，需要進(jìn)行必要的離散化處理，以保證信號(hào)的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)模型定位的建立。在語音編碼中對(duì)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，通過對(duì)語音參數(shù)的進(jìn)一步處理，對(duì)不和諧的頻率進(jìn)行識(shí)別，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)噪音并對(duì)其進(jìn)行必要的處理，并深入對(duì)語言參數(shù)發(fā)生的變化進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)語言進(jìn)行識(shí)別，這不但可以實(shí)現(xiàn)語音編解碼的精準(zhǔn)性，使相關(guān)工作的難度下降，在進(jìn)行圖像處理時(shí)，有效應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，還可以對(duì)圖像的處理流程進(jìn)行優(yōu)化，降低系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本[2]。

1.2.2 在通信媒體中的應(yīng)用

哈佛結(jié)構(gòu)在數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的運(yùn)用是數(shù)據(jù)占用單獨(dú)地址與數(shù)據(jù)的總線，其在操作以及指令周期等方面具有的特征，在極大程度上促進(jìn)了計(jì)算運(yùn)行速度的提升。在進(jìn)行通信處理時(shí)，借助高性能的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，不但可以有效降低信號(hào)對(duì)傳輸與存儲(chǔ)的需求，在網(wǎng)絡(luò)中通過一系列的模擬技術(shù)，還可以對(duì)傳輸數(shù)據(jù)的缺陷進(jìn)行彌補(bǔ)。此外，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的在網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用，可以對(duì)信息質(zhì)量起到一定的保障與提升作用。

1.2.3 在光纖入網(wǎng)中的應(yīng)用

光纖入網(wǎng)是指用戶與遠(yuǎn)程模塊或本地交換機(jī)組間的一種接入網(wǎng)形式，而光纖則是其主要的傳輸方式，其主要特征是外界環(huán)境因素以及距離對(duì)其的干擾性較低、傳輸?shù)乃俾瘦^快等。由于其是通信網(wǎng)絡(luò)中較為基礎(chǔ)的組成，與用戶進(jìn)行更為直接的接觸，所以也是網(wǎng)絡(luò)通信中的關(guān)鍵技術(shù)之一。光纖入網(wǎng)中結(jié)合了更加高穩(wěn)定、更加精確化的集成數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，不僅可以使高頻譜頻率的傳輸技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，還可以使傳輸?shù)木嚯x得到有效的延長(zhǎng)。其主要應(yīng)用于以下兩方面：第一，在光通信系統(tǒng)中，防止信號(hào)失真或損失，對(duì)信號(hào)進(jìn)行有效的補(bǔ)充。第二，數(shù)字均衡技術(shù)可以使其性能與傳輸?shù)玫竭M(jìn)一步的保障，簡(jiǎn)化傳輸工作，增加傳輸容量。

2 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用意義

由于被更為廣泛的應(yīng)用，實(shí)際生產(chǎn)工作對(duì)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的性能，有著更高的準(zhǔn)入要求。在原有的通信處理中，因?qū)嶋H的操作較為復(fù)雜，且應(yīng)用的設(shè)備、線路較多，需要進(jìn)行操作的模塊增多，容易造成整體操作系統(tǒng)的體積過大，這對(duì)日常應(yīng)用、攜帶造成了不便，導(dǎo)致成本增加。數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的出現(xiàn)，使原有的問題得到了極大的改善。第一，由于數(shù)字信號(hào)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行高效的處理，以及更為深入與全面的應(yīng)用，使相應(yīng)的性能得到了充分改進(jìn)。第二，信號(hào)處理的操作更為簡(jiǎn)便[3]。第三，推進(jìn)數(shù)字信息處理技術(shù)的進(jìn)一步廣泛、全面應(yīng)用。信號(hào)處理系統(tǒng)的進(jìn)一步應(yīng)用，使數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)得到了更加完善的發(fā)展；而在運(yùn)用數(shù)字信號(hào)的處理功能時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)可以與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行必要的融合；同時(shí)，利用計(jì)算機(jī)控制器使信號(hào)得到高效的處理，促進(jìn)系統(tǒng)整體化進(jìn)程的加快，以提升計(jì)算機(jī)的信號(hào)處理與控制能力。

3 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的未來發(fā)展方向

3.1 向多核嵌入式應(yīng)用方向發(fā)展

對(duì)于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)而言，其未來發(fā)展的一個(gè)重要方向是在高速與密集的信息處理中應(yīng)用多核嵌入式。通過數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的提升，可以在同一芯片上進(jìn)行集成單元、電路單元等處理；降低功耗,便于進(jìn)行編程與調(diào)試,并對(duì)其體積進(jìn)行縮減,便于日常應(yīng)用。

3.2 進(jìn)一步向技術(shù)融合方向發(fā)展

推動(dòng)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)與微型處理器的有效結(jié)合，可以完善多功能信號(hào)處理器，促使其實(shí)現(xiàn)智能化控制，同時(shí)，可以降低成本。數(shù)字信號(hào)的處理技術(shù)與相關(guān)技術(shù)的必要融合，是數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)全面發(fā)展的一種體現(xiàn)，有利于電子系統(tǒng)集成化的完善與發(fā)展。

3.3 語言代碼的廣泛應(yīng)用

將語言代碼，如C語言、匯編語言等編程方式廣泛應(yīng)用與數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)當(dāng)中，使其實(shí)用性與靈活性得到進(jìn)一步的提升，同時(shí)根據(jù)用戶需求的不同進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。此外，還可以針對(duì)市場(chǎng)需求進(jìn)行系列產(chǎn)品的開發(fā)，進(jìn)一步對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行拓展,促進(jìn)潛在領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展[4]。

4 結(jié)語

作為現(xiàn)代化信息技術(shù)，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)已逐步擁有了相對(duì)成熟的數(shù)據(jù)信息處理模式，可以更為廣泛地應(yīng)用于通信領(lǐng)域中。數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，需要更加深入、全面的技術(shù)改革，以促進(jìn)其全面、廣泛的應(yīng)用。