數字信號處理技術在通信領域的應用

王晶

摘要：數字信號處理技術是在信息技術快速發展的技術上形成的一種新型信號處理技術。為了能夠達到人們對信息的優質需求，數字信號處理技術在發展的過程中也在不斷的完善與改進。我國在進入數字化時代之后，數字信號處理技術已經被成功應用于通訊領域中，為了保證數字信號技術能夠獲得更好的應用前景，我們對其在通訊領域中的實際應用展開探討。文中在數字信號技術進行簡要介紹之后，又對其的應用和發展趨勢進行研究。

關鍵詞：數字信號處理技術；通信；應用

在進入數字化發展時代之后，數字信號處理技術水平也在不斷提升，有效推動了社會經濟的進一步發展。數字信號技術在多個領域中均發揮出較好的應用性能，尤其是在通訊領域方面的應用效果更加明顯。數字信號處理技術在通訊領域中的應用的作用是將聲音、圖片或者視頻信息轉換成數字信息的過程，可以有效加強信息傳遞的效率和質量，為人們提供更好的信息交流途徑。

一、數字信號處理技術概述

通俗來說，數字信號處理技術是將模擬信息如聲音、圖片、視頻等轉化為數字信息的技術，從本質上來看，是用于提取和變換信息的過程，即于各種干擾和噪聲環境中提取信息，并進行轉換，使其成為能被機器或人識別的模式。在數字信號處理技術出現之前，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，因此數字信號處理技術應運而生。數字信號處理技術從產生到現今經過了四個階段，從70年代理論基礎的提出到80年代成果的運用到90年代的全面盛行再到新時代的革新，發展成為現代數字信號處理技術。其處理流程可分為三個步驟：首先，采樣，即波形的離散過程，實際是搬移帶淺信號頻譜的過程，以實現把時間信號轉變為離散狀態；其次，量化，對有限數量樣值進行合理量化，使其能夠表示原模擬信號的無限各幅度采樣值，從而將連續有規則的信號轉換成無規律的信號；最后，A律壓縮量化，以信號大小為指標確定量化間隔距離，以實現非均勻量化。

二、數字信號處理技術在通信領域的應用

1、數字信號處理技術在通信工程中的應用

隨著數字信號處理技術在通訊領域方面的大量應用，數字信號處理技術已經涉及到通訊工程的多個環節。如信號采集、信號處理以及信號輸出等均離不開數字信號處理技術的有效支持。在信號采集過程中，數字信號處理技術所承擔的主要任務為對特定區域的信號進行收集之后利用處理技術的相關功能將其信號源轉換成二進制的數碼，為后續的信息輸出和傳播提供便利；而在信號處理工作中，數字信號處理技術的主要作用是將信號轉換為數字輸出信號；在對轉換完成之后的信號進行輸出之前，需要對輸出信號進行再次處理，實現對輸出信號模型的有效建立。針對語音信息來說，需要進行編解碼與語音的適當匹配，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行有效處理，進而保證語音輸出的質量，使用戶獲得更好的通訊服務。另外，在進行圖像處理的過程中，同樣是采用數字信號處理技術，為了保證圖像傳輸的質量和品質，需要在傳輸的過程中盡量還原圖像，而對于振動信號來說，需要采取數字信號處理技術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量的需求。

2、數字信號處理技術在媒體通信中的應用

數字信號處理技術采用哈佛結構，其程序數據分別占用獨立的地址和數據總線，同時其在流水線操作、并行處理、指令周期等方面上的特點都使得計算運行速度大大提高。在媒體通信中應用高性能及高運行速度的數字信號處理技術可以降低傳輸和存儲空間的要求；同時彌補在網絡電話中通過模擬視頻和聲音信號

才能實現傳輸IP數據包的不足。另外，在IP電話中應用數字信號處理技術，可壓縮對存儲空間和帶寬的需求，提高語音質量。

3、數字信號處理技術在光接入網絡中的應用

光接入網絡泛指用戶與遠程模塊或本地交換機之間的一種拉入網，它的傳輸媒介是光纖，有受環境距離和干擾限制小、傳輸速率快等特點。由于其屬于通信網的底層部分，直接面向用戶，是提高網絡通信性能的重要技術。將高穩定性、高精度、能實現大規模數字式集成化的數字信號處理技術融入光接入網絡中，能

夠實現高頻譜頻率傳輸技術，降低對頻譜帶寬的要求和增加調制階數，同時也能有效延長傳輸距離。其具體應用表現在三個方面：實現光超奈奎斯特信道中的后處理算法、應用于相干光通信系統避免信號失真及損失并進行補償、高級數字均衡技術進一步確保良好的性能及直接探測的短距離傳輸可降低復雜度，一定程度上加大傳輸容量。

三、數字信號處理技術的發展趨勢

數字信號處理技術之所以能夠得到快速發展，是因其與現階段人們的生活服務需求相符，能夠盡量滿足人們對生活質量的需求。為此，在很多領域中都得到了很好的應用。尤其是在信息發達的時代，數字信號處理技術可以有效發揮自身的職能，使信息的傳播與流通更加準確，在信息傳播速度和傳輸質量方面都表現出很好的優勢。為了使數字信號處理技術得到進一步發展與應用，我們有必要加強對數字信號處理技術的進一步研究，對其技術特征和發展形勢進行探討，為其后續發展提供一定的參考。

1、多核數字信號處理芯片

數字信號處理技術今后發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用。通過提高數字信號處理技術芯核的集成度，可以在一個芯片上將處理單元及電路單元等多元素集成，不僅能進一步降低功耗，便于編程和調試，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、數字信號處理技術融合化

通過融合數字信號處理技術與微處理器及高檔CPU，可實現多功能的信號處理器，增強智能化控制，同時將兩套系統合二為一，降低了整體的成本費用。數字信號處理技術發展的新技術之一包括數字信號處理技術與SOC的融合，在成本最低而利益最大化的前提下實現應用電子系統的高度集成化。

3、高級語言代碼的加入

應用最為廣泛的C語言和匯編語言的混合編程方法的加入可使數字信號處理技術具有更大的實用性與靈活性，根據不同用戶不同環境下不同的需求進行適當調整，可開發不同型號的系列產品，進一步擴大市場，發展更多的潛在領域。

結語：

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

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