王健

摘要：應急通信中的信號與信息處理是信息科學技術的重要組成之一。顧名思義，信號與信息處理主要就是分析、處理信號和信息，而隨著信息科學技術的發(fā)展，信號與信息處理已經(jīng)和通信、計算機、控制等技術緊密的結(jié)合在一起，他的主要方法和理論，已經(jīng)不僅限于信息科學的范圍，已經(jīng)成為了現(xiàn)代科學技術和工程技術經(jīng)常用到的方法和理論。在科研領域，會有計算機領域的相關技術人員在進行圖像信號處理，也會有信號與信息處理相關專業(yè)的技術人員在研究計算機網(wǎng)絡技術。

關鍵詞：應急通信；系統(tǒng)信號；信息處理；技術分析

1信號與信息處理的發(fā)展歷史

信號與信息處理主要處理的信號為模擬信號和數(shù)字信號。對獲取的模擬信號進行處理，就必須要求以不間斷的時間信號和不間斷的時間系統(tǒng)為出發(fā)點。然而對數(shù)字信號的處理則不同，它是以間斷的、離散的信號為出發(fā)點，用數(shù)值分析的相關計算理論來進行處理。20世紀以來，經(jīng)過多年的不斷發(fā)展，數(shù)字信號的處理已經(jīng)越來越受到重視，到目前為止，已經(jīng)發(fā)展為與人們的生活緊密連接在一起的科學。應急通信中數(shù)字信號處理的得益于計算技術的飛快進步，20世紀60年代，J.W.庫利和T.W.圖基提出了快速傅里葉變換（fastFouriertransform，F(xiàn)FT），這種方法可以利用計算機對傅里葉變換進行快速計算，使得該計算的使用時間非常迅速地減少，尤其是在采樣數(shù)量特別多的情況下，快速傅里葉變換表現(xiàn)出了其他算法所不具備的優(yōu)勢，使得應急通信中信號與信息處理的速度大大加快。當然，效率高的數(shù)字濾波計算方法的應用，也促進了信號與信息處理的發(fā)展。集成電路（IntegratedCircuit，IC）的大量使用，使得信號與信息處理可以在智能設備上使用專用硬件設施來實現(xiàn)，而且隨著集成電路技術的飛快發(fā)展，專用硬件也已經(jīng)可以由單片機（Microcontrollers）來取代，這使得信號與信息處理的應用成本大為減少，信號處理的效率大大提高。

2目前應急通信中主要存在的問題

2.1應急通信管理規(guī)定有待完善

目前，我國應急通信方面的法律法規(guī)還是相對的缺失，雖然還是有些這方面的規(guī)定，但多為宏觀描述，沒有做具體的規(guī)定，一定程度上無法讓各大通信運營商恢復正常網(wǎng)絡。比如，災后通信話務量會驟增，這很容易造成通信網(wǎng)路的擁堵，以至于大眾通信網(wǎng)絡的癱瘓，造成無法通信的局面，但是如果實行緊急時候的特殊通信管制，這將很有利于通信網(wǎng)絡的正?；謴秃瓦\行。實際上我國沒有這方面的相關規(guī)定。如果災后能夠?qū)崿F(xiàn)信號終端定位并與就近信號塔連接，這將能夠為救援工作提高很大的救援效率。所以，我國應急通信方面的法律法規(guī)和其他相關條款制度亟待完善和重新修訂，只有完善的應急通信規(guī)定出臺了，會給災后救援工作帶來很大的便利。

2.2應急通信中調(diào)度機制有待健全

在我國通信管理機構(gòu)上只有工信部信息化部和各省通信管理兩個級別的，沒有地級市層級的電信管理機構(gòu)，這導致信息上下級溝通受阻不順暢，沒有辦法直接對地級市以下的電信運營機構(gòu)進行直接管理?，F(xiàn)在主要是由當?shù)卣畱眳f(xié)調(diào)組來進行政府上下級信息業(yè)務的傳遞，這就使得應急信息傳遞效率的低下。在地級以下的政府機構(gòu)中缺少專門做應急通信業(yè)務的部門，而主要是由其他部門代替，這不僅使得機構(gòu)之間傳遞緊急信息效率低下，也對重要應急情況的信息傳遞不完善，從而會造成救援工作、指揮調(diào)度上的不銜接，嚴重影響災后的應急救援工作。因此，需要政府部門高度重視應急通信管理部門和應急通信管理機制的建立，并需要完善國家級、省級和地級之間的信息構(gòu)架。

2.3應急通信資金扶持力度需要加大

應急通信中資金的扶持是基本和必要前提條件，但是，由于商業(yè)競爭，部門架構(gòu)條塊分離等因素的影響，各個電信企業(yè)在應急通信上的投入往往是從商業(yè)利益方面考慮，主要是把這一部分資金運用于通信網(wǎng)絡的運營和維護，導致對緊急災難上的預備資金往往很少。長期投資的不足，在政府進行應急救援工作時，不能給予大力支持。目前政府這方面的投資也比較欠缺，更缺一套保障應急通信工作的資金管理有效機制。在應急通信需求量快速增長的今天，應急通信資金緊缺的現(xiàn)象較為普遍，導致完善應急通信管理機制的建設工作不能順利進行，嚴重阻礙了我國應急通信保障方面的進步與發(fā)展。因此，政府部門應該引起重視，及時完善應急通信資金管理機制的建立，進而提高我國應急通信保障工作質(zhì)量和水平。

3信號與信息處理的應用領域

3.1語音通信的信號處理

現(xiàn)如今，語音通信的信號處理主要指的是移動電話在通信過程中的，對大量的語音信號進行處理的過程。語音信號的變頻、調(diào)節(jié)、檢測、參數(shù)獲取和處理等，均需要用到信號與信息處理技術。人在講話時，聲音的頻率區(qū)間大約是20Hz～2.2x104Hz，如果想要高度保持人類說話時語音的真實性，則必須對語音進行壓縮，從香農(nóng)采樣定理（Shannonssamplingtheorem）我們可以得知，必須將采樣的語音頻率維持在4.4x104Hz，才能夠達到要求。與此同時，為了能夠大量的節(jié)約信道帶寬（ChannelBandwidth），則需要對AR模型（AutoRegressiveModel）的相關理論方法進行研究，在保證語音通信不失真的基礎上，大大節(jié)約了信道帶寬，從而使系統(tǒng)中容納了更多的通信用戶。

3.2位置信號處理

現(xiàn)在我們越來越依賴移動設備的導航功能，位置信號的處理變得越來越重要。導航功能從本質(zhì)上來說也是通信，只是該通信的目的不是傳輸語音、文字、圖像等，而是為了傳輸位置信息。位置信號的處理主要有兩種途徑，第一種途徑是以衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem，GPS）為基礎來實現(xiàn)的，第二種途徑是以移動運營商的基站為基礎來實現(xiàn)的。全球定位系統(tǒng)主要是通過測量使用者與同步衛(wèi)星之間的距離，再通過全球定位系統(tǒng)中的多枚衛(wèi)星進行測量，確定使用者的位置坐標，再將位置坐標轉(zhuǎn)換為電信號，傳輸?shù)绞褂谜叩亩ㄎ辉O備中。移動位置服務（LocationBasedService，LBS）主要是利用運營商的通信基站，測量使用者與通信基站之間的距離，確定使用者的位置坐標，再將位置坐標轉(zhuǎn)換為電信號，傳輸?shù)绞褂谜叩亩ㄎ辉O備中。2.3圖像信號處理隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，人們越來越依賴于互聯(lián)網(wǎng)通信技術進行溝通、交流，相應的，應急通信中圖像信號的處理越發(fā)重要。圖像信號的處理主要運用的是數(shù)字信號處理技術，圖像信號的收集、圖像信號的改變、圖像的形狀尺寸變化、圖像白平衡、色溫的變化以及圖像的壓縮等，均需要使用數(shù)字信號處理技術。

3.4雷達信號處理

合成孔徑雷達（SyntheticApertureRadar，SAR）、脈沖多普勒雷達（Pulse-dopplerRadar）、功率譜估計雷達（PowerSpectrumEstimationRadar）以及時頻聯(lián)合域分析（JointTime-FrequencyAnalysis，JTFA）等都是信號與信息處理技術在雷達信號處理領域的集中應用。相位控制電子掃描陣列雷達（PhasedArrayRadar，PAR）是基于陣列信號處理的發(fā)展。陣列信號處理的發(fā)展，使得多輸入多輸出系統(tǒng)（Multiple-InputMultiple-Output，MIMO）和時空編碼技術（Space-timecoding）得到了長足的發(fā)展。

4結(jié)語

在應急通信中，信號與信息處理的研究與應用，對提高人們的生活質(zhì)量非常重要的意義，與信號處理相比，人們?nèi)粘Ｉ钪懈軌蚪佑|到的事信息的處理，語音通話、導航定位、搜索識別、指紋解鎖等都和現(xiàn)在人們息息相關。信號與信息處理技術的發(fā)展，大大縮短了人類信息處理所需要的時間，將會在一定程度上促進人類文明發(fā)展的進程，提高應急通信保障能力。

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