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

李月月 張勝男 張馨月

摘 要：數(shù)字信號處理技術(shù)是在信息技術(shù)快速發(fā)展的技術(shù)上形成的一種新型信號處理技術(shù)。為了能夠達(dá)到人們對信息的優(yōu)質(zhì)需求，數(shù)字信號處理技術(shù)在發(fā)展的過程中也在不斷的完善與改進(jìn)。我國在進(jìn)入數(shù)字化時代之后，數(shù)字信號處理技術(shù)已經(jīng)被成功應(yīng)用于通訊領(lǐng)域中，為了保證數(shù)字信號技術(shù)能夠獲得更好的應(yīng)用前景，我們對其在通訊領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用展開探討。文中在數(shù)字信號技術(shù)進(jìn)行簡要介紹之后，又對其的應(yīng)用和發(fā)展趨勢進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：數(shù)字信號處理技術(shù);通信;應(yīng)用

在進(jìn)入數(shù)字化發(fā)展時代之后，數(shù)字信號處理技術(shù)水平也在不斷提升，有效推動了社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。數(shù)字信號技術(shù)在多個領(lǐng)域中均發(fā)揮出較好的應(yīng)用性能，尤其是在通訊領(lǐng)域方面的應(yīng)用效果更加明顯。數(shù)字信號處理技術(shù)在通訊領(lǐng)域中的應(yīng)用的作用是將聲音、圖片或者視頻信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息的過程，可以有效加強(qiáng)信息傳遞的效率和質(zhì)量，為人們提供更好的信息交流途徑。

一、數(shù)字信號處理技術(shù)概述

通俗來說，數(shù)字信號處理技術(shù)是將模擬信息如聲音、圖片、視頻等轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息的技術(shù)，從本質(zhì)上來看，是用于提取和變換信息的過程，即于各種干擾和噪聲環(huán)境中提取信息，并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其成為能被機(jī)器或人識別的模式。在數(shù)字信號處理技術(shù)出現(xiàn)之前，信號處理主要采用模擬的方法，由于其種種不足，使其不能再滿足人們對信息的需求，因此數(shù)字信號處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)字信號處理技術(shù)從產(chǎn)生到現(xiàn)今經(jīng)過了四個階段，從70年代理論基礎(chǔ)的提出到80年代成果的運(yùn)用到90年代的全面盛行再到新時代的革新，發(fā)展成為現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術(shù)。其處理流程可分為三個步驟：首先，采樣，即波形的離散過程，實(shí)際是搬移帶淺信號頻譜的過程，以實(shí)現(xiàn)把時間信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散狀態(tài);其次，量化，對有限數(shù)量樣值進(jìn)行合理量化，使其能夠表示原模擬信號的無限各幅度采樣值，從而將連續(xù)有規(guī)則的信號轉(zhuǎn)換成無規(guī)律的信號;最后，A 律壓縮量化，以信號大小為指標(biāo)確定量化間隔距離，以實(shí)現(xiàn)非均勻量化。

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

1、數(shù)字信號處理技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用

隨著數(shù)字信號處理技術(shù)在通訊領(lǐng)域方面的大量應(yīng)用，數(shù)字信號處理技術(shù)已經(jīng)涉及到通訊工程的多個環(huán)節(jié)。如信號采集、信號處理以及信號輸出等均離不開數(shù)字信號處理技術(shù)的有效支持。在信號采集過程中，數(shù)字信號處理技術(shù)所承擔(dān)的主要任務(wù)為對特定區(qū)域的信號進(jìn)行收集之后利用處理技術(shù)的相關(guān)功能將其信號源轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的數(shù)碼，為后續(xù)的信息輸出和傳播提供便利;而在信號處理工作中，數(shù)字信號處理技術(shù)的主要作用是將信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出信號;在對轉(zhuǎn)換完成之后的信號進(jìn)行輸出之前，需要對輸出信號進(jìn)行再次處理，實(shí)現(xiàn)對輸出信號模型的有效建立。針對語音信息來說，需要進(jìn)行編解碼與語音的適當(dāng)匹配，有效識別出語音信息中的不同頻率，對于信息中存在的噪音問題進(jìn)行有效處理，進(jìn)而保證語音輸出的質(zhì)量，使用戶獲得更好的通訊服務(wù)。另外，在進(jìn)行圖像處理的過程中，同樣是采用數(shù)字信號處理技術(shù)，為了保證圖像傳輸?shù)馁|(zhì)量和品質(zhì)，需要在傳輸?shù)倪^程中盡量還原圖像，而對于振動信號來說，需要采取數(shù)字信號處理技術(shù)和一些軟件共同作用的方式，使其能夠滿足通訊工程對通訊質(zhì)量的需求。

2、數(shù)字信號處理技術(shù)在媒體通信中的應(yīng)用

數(shù)字信號處理技術(shù)采用哈佛結(jié)構(gòu)，其程序數(shù)據(jù)分別占用獨(dú)立的地址和數(shù)據(jù)總線，同時其在流水線操作、并行處理、指令周期等方面上的特點(diǎn)都使得計算運(yùn)行速度大大提高。在媒體通信中應(yīng)用高性能及高運(yùn)行速度的數(shù)字信號處理技術(shù)可以降低傳輸和存儲空間的要求;同時彌補(bǔ)在網(wǎng)絡(luò)電話中通過模擬視頻和聲音信號才能實(shí)現(xiàn)傳輸IP 數(shù)據(jù)包的不足。另外，在IP 電話中應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)，可壓縮對存儲空間和帶寬的需求，提高語音質(zhì)量。

3、數(shù)字信號處理技術(shù)在光接入網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

光接入網(wǎng)絡(luò)泛指用戶與遠(yuǎn)程模塊或本地交換機(jī)之間的一種拉入網(wǎng)，它的傳輸媒介是光纖，有受環(huán)境距離和干擾限制小、傳輸速率快等特點(diǎn)。由于其屬于通信網(wǎng)的底層部分，直接面向用戶，是提高網(wǎng)絡(luò)通信性能的重要技術(shù)。將高穩(wěn)定性、高精度、能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模數(shù)字式集成化的數(shù)字信號處理技術(shù)融入光接入網(wǎng)絡(luò)中，能夠?qū)崿F(xiàn)高頻譜頻率傳輸技術(shù)，降低對頻譜帶寬的要求和增加調(diào)制階數(shù)，同時也能有效延長傳輸距離。其具體應(yīng)用表現(xiàn)在三個方面：實(shí)現(xiàn)光超奈奎斯特信道中的后處理算法、應(yīng)用于相干光通信系統(tǒng)避免信號失真及損失并進(jìn)行補(bǔ)償、高級數(shù)字均衡技術(shù)進(jìn)一步確保良好的性能及直接探測的短距離傳輸可降低復(fù)雜度，一定程度上加大傳輸容量。

三、數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展趨勢

數(shù)字信號處理技術(shù)之所以能夠得到快速發(fā)展，是因其與現(xiàn)階段人們的生活服務(wù)需求相符，能夠盡量滿足人們對生活質(zhì)量的需求。為此，在很多領(lǐng)域中都得到了很好的應(yīng)用。尤其是在信息發(fā)達(dá)的時代，數(shù)字信號處理技術(shù)可以有效發(fā)揮自身的職能，使信息的傳播與流通更加準(zhǔn)確，在信息傳播速度和傳輸質(zhì)量方面都表現(xiàn)出很好的優(yōu)勢。為了使數(shù)字信號處理技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用，我們有必要加強(qiáng)對數(shù)字信號處理技術(shù)的進(jìn)一步研究，對其技術(shù)特征和發(fā)展形勢進(jìn)行探討，為其后續(xù)發(fā)展提供一定的參考。

1、多核數(shù)字信號處理芯片

數(shù)字信號處理技術(shù)今后發(fā)展的一個主流方向是在高速度、高密度處理方面的多核嵌入式應(yīng)用。通過提高數(shù)字信號處理技術(shù)芯核的集成度，可以在一個芯片上將處理單元及電路單元等多元素集成，不僅能進(jìn)一步降低功耗，便于編程和調(diào)試，在外觀上也可以減小了體積，滿足了日常攜帶及使用需求。

2、數(shù)字信號處理技術(shù)融合化

通過融合數(shù)字信號處理技術(shù)與微處理器及高檔CPU，可實(shí)現(xiàn)多功能的信號處理器，增強(qiáng)智能化控制，同時將兩套系統(tǒng)合二為一，降低了整體的成本費(fèi)用。數(shù)字信號處理技術(shù)發(fā)展的新技術(shù)之一包括數(shù)字信號處理技術(shù)與SOC 的融合，在成本最低而利益最大化的前提下實(shí)現(xiàn)應(yīng)用電子系統(tǒng)的高度集成化。

3、高級語言代碼的加入

應(yīng)用最為廣泛的C 語言和匯編語言的混合編程方法的加入可使數(shù)字信號處理技術(shù)具有更大的實(shí)用性與靈活性，根據(jù)不同用戶不同環(huán)境下不同的需求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，可開發(fā)不同型號的系列產(chǎn)品，進(jìn)一步擴(kuò)大市場，發(fā)展更多的潛在領(lǐng)域。

結(jié) 語

作為一門涉及諸多學(xué)科而又被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，數(shù)字信號處理技術(shù)因其越來越優(yōu)化的工作流程而具有高性能、高速率、高集成度等優(yōu)點(diǎn)，在通信領(lǐng)域的通信工程、媒體通信、光接入網(wǎng)絡(luò)等多個方面具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著數(shù)字化時代的不斷推進(jìn)及人們對信息需求要求的日益提高，這對數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展也提出了新的挑戰(zhàn)，數(shù)字信號處理技術(shù)必將向著更為完善的多元化方向發(fā)展，在未來的信息化領(lǐng)域中也將發(fā)揮越來越重要的作用。

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