電子信息工程中數(shù)字信號(hào)應(yīng)用實(shí)踐

◆李心慧

電子信息工程中數(shù)字信號(hào)應(yīng)用實(shí)踐

◆李心慧

（工業(yè)文化發(fā)展中心 北京 100035）

近年我國(guó)電子信息工程發(fā)展迅猛，并取得了突出的發(fā)展成就。隨著電子信息工程對(duì)于技術(shù)創(chuàng)新要求的不斷提高，各先進(jìn)技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用日漸廣泛。大數(shù)據(jù)發(fā)展背景下數(shù)字信號(hào)技術(shù)使公眾生產(chǎn)生活發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變，相關(guān)技術(shù)人員借助該技術(shù)處理各類圖像及視頻，以此為基礎(chǔ)不斷優(yōu)化信號(hào)處理水平，同時(shí)建立起有效措施確保數(shù)字信息的規(guī)范性，為電子信息工程實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。本文首先分析電子信息工程中數(shù)字信號(hào)的應(yīng)用現(xiàn)狀情況，隨后提出未來數(shù)字信息應(yīng)用實(shí)踐的有效對(duì)策。

數(shù)字信號(hào)；電子信息工程；應(yīng)用研究

1 在電子信息工程中數(shù)字信號(hào)的應(yīng)用現(xiàn)狀

與西方國(guó)家相比，電子信息工程在我國(guó)的發(fā)展尚處于初步探索階段，未來發(fā)展步伐需要加快，同時(shí)要在確保實(shí)踐應(yīng)用效果的基礎(chǔ)上使成本支出有所降低，繼而贏得經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的雙重效益。在這一現(xiàn)實(shí)背景下，數(shù)字信號(hào)技術(shù)脫穎而出，該技術(shù)在軟件無線電、移動(dòng)機(jī)器領(lǐng)域及短波通信等方面均實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用，并為其未來發(fā)展提供無數(shù)可能。

1.1 在移動(dòng)領(lǐng)域中的應(yīng)用

首先分析電子信息工程中數(shù)字信號(hào)在移動(dòng)領(lǐng)域中的技術(shù)應(yīng)用，該技術(shù)能夠?qū)﹄娮有畔⒐こ虄?nèi)有關(guān)的數(shù)字信息開展有效的管理及針對(duì)性的控制，同時(shí)在發(fā)出相關(guān)命令后同步開展處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息的同步保存及管理。現(xiàn)階段我國(guó)運(yùn)用數(shù)字信號(hào)在電子信息工程的移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域開展全面應(yīng)用，移動(dòng)機(jī)器人為當(dāng)今高新技術(shù)集成后的新興產(chǎn)物，其借助控制系統(tǒng)平臺(tái)以完成對(duì)機(jī)器人移動(dòng)品質(zhì)的控制，同時(shí)移動(dòng)控制操作系統(tǒng)借助信息處理技術(shù)確保控制作業(yè)得以完成，相關(guān)人員經(jīng)由數(shù)字信號(hào)強(qiáng)化對(duì)機(jī)器人的管控，在可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位機(jī)器人所在位置及距離的同時(shí)，完成機(jī)器人運(yùn)行軌跡的導(dǎo)航，經(jīng)由運(yùn)動(dòng)控制卡作為基礎(chǔ)介質(zhì)實(shí)施對(duì)機(jī)器人的實(shí)時(shí)控制與有效管理，使移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域的技術(shù)得到快速發(fā)展。

1.2 在軟件無線電中的應(yīng)用

我國(guó)無線電通信近年實(shí)現(xiàn)了快速、蓬勃的發(fā)展，其中軟件無線電具有不可替代的核心地位。我國(guó)在最初主要借助軟件無線電優(yōu)化軍事管理，完善信息分析及處理，隨著無線電日漸發(fā)展到民用領(lǐng)域，各種民用移動(dòng)無線通信借助數(shù)字信號(hào)處理DSP實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息處理水平的提高。隨后相關(guān)人員有效發(fā)揮其積極作用，以軟件無線電為對(duì)象對(duì)其信號(hào)開展前期調(diào)制、中期譯碼與后期分離，確保信號(hào)最后轉(zhuǎn)換成需要的種類，以完成信號(hào)模擬數(shù)字化，并與無線天線彼此間形成無線統(tǒng)一。軟件無線電本身即為模擬通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其基于軟件操作來達(dá)成通信需求的實(shí)現(xiàn)。在此通信過程中，軟件無線電的射頻A/D變換器使模擬信號(hào)完成對(duì)數(shù)字信息的轉(zhuǎn)換，以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)軟件無線電的技術(shù)提升。數(shù)字信號(hào)作用下，軟件無線電可完成中頻信號(hào)的批量化數(shù)字處理，使處理速度得到大幅度提高。同時(shí)，數(shù)字信號(hào)在信號(hào)完成轉(zhuǎn)換后可開展信號(hào)的變頻、濾波等實(shí)際操作，確保完成二次采樣。就軟件無線電應(yīng)用數(shù)字信號(hào)的整個(gè)轉(zhuǎn)換過程如下圖1，無線電射頻前端與計(jì)算機(jī)為其硬件，通過對(duì)無線電軟件的分析和特殊優(yōu)化的數(shù)字信號(hào)處理，建立起信息處理庫，隨后無線電中間件、操作系統(tǒng)、主板及RF寬基帶共同作用，完成數(shù)字信號(hào)芯片在軟件無線電的技術(shù)應(yīng)用。

圖1 軟件無線電中數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用

1.3 在短波通信中的應(yīng)用

就短波通信領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用而言，數(shù)字信號(hào)技術(shù)為其中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)類型?，F(xiàn)階段我國(guó)短波通信在各領(lǐng)域具有較好的普及性，典型的有圖像靜態(tài)、音頻信號(hào)等等多個(gè)層面的處理。當(dāng)然就短波通信而言，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)作為可使其優(yōu)勢(shì)得到有效發(fā)揮的介質(zhì)，唯有在短波通信中真實(shí)應(yīng)用了數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，方可確保對(duì)短波通信實(shí)現(xiàn)管理。短波通信的低速EPROM/溫補(bǔ)晶振、復(fù)位電路與液晶模塊、高速RAM一起作用，在主處理器與多功能鍵盤的輔助下，完成數(shù)字信號(hào)技術(shù)在短波通信中的應(yīng)用，如下圖2。

圖2 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在短波通信領(lǐng)域中的應(yīng)用

2 推進(jìn)電子信息工程中數(shù)字信號(hào)應(yīng)用實(shí)踐的有效對(duì)策

2.1 加強(qiáng)數(shù)字信號(hào)技術(shù)推廣

有代表性的電子信息工程中應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的實(shí)踐過程內(nèi)，各企業(yè)相關(guān)管理與作業(yè)人員均要重視對(duì)全員的數(shù)字信號(hào)技術(shù)的培訓(xùn)，定期組織員工進(jìn)行相關(guān)知識(shí)、技能的培訓(xùn)，確保工作人員基于電子信息工程視角來了解數(shù)字信號(hào)的內(nèi)涵及外延，防止在電子信息工程實(shí)踐應(yīng)用數(shù)字信號(hào)技術(shù)時(shí)因人為操作失誤而產(chǎn)生損失。各電子通信企業(yè)可考慮從外界招聘有豐富經(jīng)驗(yàn)的信息工程與數(shù)字信號(hào)方面的專家，以員工為對(duì)象進(jìn)行知識(shí)講解與技能培訓(xùn)。就數(shù)字信息技術(shù)的實(shí)際培訓(xùn)工作而言，即要通過培訓(xùn)使員工掌握數(shù)字信號(hào)相關(guān)理論知識(shí)與實(shí)踐技能，就我國(guó)現(xiàn)階段電子信息工程的發(fā)展來說，科學(xué)利用數(shù)字信號(hào)來分離并轉(zhuǎn)換其中有用的信息，一定要以確保模擬信號(hào)設(shè)備的靈敏度為前提，學(xué)會(huì)運(yùn)用該技術(shù)處理電子信息工程中的信號(hào)，使員工可了解并學(xué)會(huì)區(qū)分模擬與數(shù)字兩類信號(hào)。另外專家也可借助多媒體融合傳統(tǒng)講授方式，同時(shí)在培訓(xùn)結(jié)束后，對(duì)員工培訓(xùn)知識(shí)的掌握進(jìn)行評(píng)估，以強(qiáng)化員工對(duì)數(shù)字信號(hào)技術(shù)關(guān)鍵知識(shí)與技能的掌握，使員工自如地運(yùn)用知識(shí)完成對(duì)工程研發(fā)與技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)的管理與控制，使數(shù)字信息技術(shù)得到有效的推廣與應(yīng)用。

2.2 優(yōu)化處理運(yùn)動(dòng)控制卡

技術(shù)人員若想真正借助數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)提升其在電子信息工程內(nèi)實(shí)踐應(yīng)用的有用性，則要完善對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡的管理、控制及維護(hù)。所謂運(yùn)動(dòng)控制卡即為基于PCI總線的集成度與可靠度均高的脈沖式運(yùn)動(dòng)控制卡。以穩(wěn)定機(jī)器人設(shè)計(jì)及制作水平為前提，經(jīng)由步進(jìn)電機(jī)施行對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡的實(shí)時(shí)監(jiān)管，建立起移動(dòng)機(jī)器人的分散型探測(cè)環(huán)境，使其完成移動(dòng)的基礎(chǔ)是運(yùn)動(dòng)控制卡提供的信息反饋，以此為基礎(chǔ)順利識(shí)別并規(guī)避移動(dòng)時(shí)遇到的各類前進(jìn)阻礙。與此同時(shí)，為使移動(dòng)機(jī)器人有效提升各項(xiàng)能力，技術(shù)人員要借助數(shù)字信號(hào)技術(shù)對(duì)機(jī)器人開展全面的優(yōu)化與系統(tǒng)的管理，確保在移動(dòng)控制的整個(gè)過程里，運(yùn)動(dòng)移動(dòng)卡可使機(jī)器人能力實(shí)現(xiàn)大幅度提升。如機(jī)器人移動(dòng)時(shí)，數(shù)字信號(hào)完成對(duì)接收模擬信號(hào)的處理后，機(jī)器人可以自行將信號(hào)傳送，機(jī)器人內(nèi)置的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)依照信號(hào)做出與之匹配的動(dòng)作。在此操作過程里，數(shù)字信息處理器對(duì)于轉(zhuǎn)換及優(yōu)化機(jī)器人移動(dòng)動(dòng)作的作用不言而喻，所以相關(guān)技術(shù)人員唯有持續(xù)改進(jìn)并升級(jí)數(shù)字信號(hào)，利用好數(shù)字信號(hào)技術(shù)方可確保機(jī)器人運(yùn)動(dòng)技能得到真正提升。為明確數(shù)字信號(hào)處理器的作用，技術(shù)人員可分設(shè)兩組機(jī)器人開展對(duì)比操作，其中一組機(jī)器人安裝數(shù)字信號(hào)技術(shù)需要的處理器，另一組則不內(nèi)置安裝處理器，隨后同時(shí)開展外界環(huán)境信息的收集與管控，輸入各類信息后比較兩個(gè)小組中的機(jī)器人運(yùn)行軌跡后可知，安裝了處理器并控制好運(yùn)控制卡的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)更靈敏、有效。

2.3 提升電子信息設(shè)備質(zhì)量

數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)若想取得多個(gè)領(lǐng)域的長(zhǎng)遠(yuǎn)應(yīng)用，且在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中實(shí)現(xiàn)健康發(fā)展，則必須要以適合現(xiàn)實(shí)需要為前提。這就要求相關(guān)信息設(shè)備質(zhì)量的保證，只有依靠有品質(zhì)保證的數(shù)字處理裝置，方能充分發(fā)揮出數(shù)字信號(hào)的真正作用?；诖?，數(shù)字信號(hào)技術(shù)對(duì)硬件設(shè)備的性能、品質(zhì)和穩(wěn)定性提出明確要求，即保障電子信息裝置的器件質(zhì)量與功能符合相關(guān)國(guó)家及行業(yè)等生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備生產(chǎn)廠家同樣要具備相應(yīng)生產(chǎn)資質(zhì)，定期對(duì)電子設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測(cè)，為數(shù)字信號(hào)技術(shù)的應(yīng)用奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。

2.4 強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)

我國(guó)現(xiàn)代化包括數(shù)字信號(hào)技術(shù)在內(nèi)的信息技術(shù)發(fā)展迅猛，但就實(shí)際發(fā)展來說對(duì)比國(guó)外依然存在較多需要改善之處，如現(xiàn)階段我國(guó)以電子信息工程為對(duì)象的核心技術(shù)開發(fā)尚未實(shí)現(xiàn)質(zhì)的突破。未來我國(guó)相關(guān)企業(yè)要以集成電路、新型顯示、高端軟件等等基礎(chǔ)關(guān)鍵共性技術(shù)為重點(diǎn)，強(qiáng)化研究與開發(fā)，同時(shí)集中全力推進(jìn)人工智能、大數(shù)據(jù)、數(shù)字信號(hào)技術(shù)等前沿領(lǐng)域的創(chuàng)新，鼓勵(lì)以電子信息工程為主體，開展產(chǎn)學(xué)研合作以推進(jìn)數(shù)字產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化。同時(shí)國(guó)家出臺(tái)鼓勵(lì)電子企業(yè)參與我國(guó)數(shù)字技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定，對(duì)在其中起到主導(dǎo)作用的數(shù)字技術(shù)企業(yè)給予政策及資金方面的支持。

3 結(jié)語

近年我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速進(jìn)步與國(guó)民生活的持續(xù)提升，電子信息工程取得持續(xù)性發(fā)展。其作為與國(guó)民生產(chǎn)及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)密切相關(guān)的核心構(gòu)成部分，信息工程領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)水平的提升迫在眉睫。從我國(guó)電子信息工程發(fā)展歷程可知，未來電子信息工程若想保持健康、有序地發(fā)展，則一定要強(qiáng)化數(shù)字信號(hào)這一先進(jìn)技術(shù)在本領(lǐng)域的實(shí)踐應(yīng)用能力，借助數(shù)字信號(hào)技術(shù)獨(dú)有的精準(zhǔn)、高效等優(yōu)勢(shì)使電子信息工程在國(guó)民生活得到更深入的發(fā)展，繼而促進(jìn)電子信息工程與數(shù)字技術(shù)同步發(fā)展。

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