謝建軍

（天津長榮數(shù)碼科技有限公司，天津 300403）

應急通信中的信號和信息處理是信息科學技術(shù)中十分重要的一部分。顧名思義，信號與信息處理具體就是進行信號與信息的分析與處理。而隨著社會科技不斷發(fā)展，信號與信息處理已經(jīng)和計算機、通信等技術(shù)有效融合，具體理論與方法也有著很大的轉(zhuǎn)變，不再局限于信息科學范疇?？蒲蓄I(lǐng)域會有計算機等相關(guān)方面的人才進行圖像信號處理，同時也會有信號與信息處理專業(yè)人才有意識地學習計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。從這方面來看，加強應急通信系統(tǒng)信號與信息處理技術(shù)的探究意義重大，具體分析如下。

1 應急通信信號與信息處理的發(fā)展歷程

信號與信息處理指對模擬的信號和數(shù)字信號進行處理。在處理模擬信號的過程中需要以不間斷時間信號和不間斷的時間系統(tǒng)作為出發(fā)點，但在處理數(shù)字信號的過程中，則完全相反，其主要以間斷、離散的信號為出發(fā)點，然后通過數(shù)值分析和計算理論來處理信號。經(jīng)過多年發(fā)展，目前數(shù)字信號處理技術(shù)逐漸發(fā)展為與人們生活息息相關(guān)的科學。而應急通信數(shù)字信號處理得以高速發(fā)展主要得益于計算機技術(shù)的飛快進步。早在20世紀60年代J·W·庫利和T·W·圖基就提出可快速傅里葉變換對數(shù)字信號進行快速計算的方法，此計算方法可以有效減少計算的時間，這一優(yōu)勢在計算采樣數(shù)量較多的情況下更為明顯，這是普通算法無法比擬的。這一算法在應急通信信號與信息處理中的應用，極大地推動了應急通信的發(fā)展。隨著計算機科學技術(shù)不斷發(fā)展，計算機算法也在不斷更新和進步，其中高效率的數(shù)字濾波計算方法在應急通信中的應用，有效提升了信號與信息處理的效率和質(zhì)量。另外，集成電路在應急通信中大量使用，且隨著單片機取代專用硬件后，極大減少了應急通信中信號與信息處理的應用成本，同時信號處理的效率也得到有效提升。

2 應急通信系統(tǒng)的概述

2.1 應急通信系統(tǒng)的背景

隨著中國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，全國各地經(jīng)常會舉辦各類大型活動，如此一來，就容易形成局部地區(qū)的話務(wù)熱點，導致通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)突發(fā)話務(wù)沖擊。應急通信系統(tǒng)就是為了解決這一問題而出現(xiàn)的，通過應急通信手段可以有效解決通信網(wǎng)絡(luò)中的突發(fā)需求，使得通信話務(wù)高峰問題迎刃而解。另外，由于中國近年來自然災害頻發(fā)，如地震、洪災、雪災等，這些自然災害在發(fā)生時，必然會給通信網(wǎng)絡(luò)帶來一定的損壞。為了確保救災過程中的通信順暢，需要建立健全的應急通信保障體系。

2.2 應急通信系統(tǒng)的特點及要求

根據(jù)以上所述，可以將應急通信系統(tǒng)總結(jié)為在人為或自然突發(fā)性經(jīng)濟情況下，綜合利用各種通信手段，確保通信系統(tǒng)通信順暢的一種具有暫時性的特殊通信機制。因此，不同緊急情況下，對應急通信的需求及所使用的技術(shù)手段都會有所不同。應急通信系統(tǒng)具有以下顯著特點：①不確定性。時間、地點和容量需求及通信網(wǎng)絡(luò)本身受損程度具有不確定性。②時效性。應急通信系統(tǒng)必須具備較高的時效性。③多樣性。信息形式具有多樣性，如語言、圖像、文字、視頻等。④復雜性。應急通信系統(tǒng)的應用環(huán)境具有復雜性。

應急通信系統(tǒng)與日常通信系統(tǒng)不同，其主要用于重大緊急突發(fā)事件或災難事件的通信中，所以，應急通信系統(tǒng)必須要具備以下特性：系統(tǒng)保密性強，易安裝、快布設(shè)，移動性強，系統(tǒng)穩(wěn)定性強，良好的節(jié)能性，簡單易操作，支持多種業(yè)務(wù)，結(jié)構(gòu)靈活，體型較小。

3 應急通信系統(tǒng)信號與信息處理技術(shù)的應用領(lǐng)域

3.1 語音通信中的應用

就目前情況來看，語音通信信號處理具體指在移動電話具體通行過程中，對各種語音信號進行有效處理的過程。例如語音信號的參數(shù)獲取、調(diào)節(jié)以及變頻等，都得用到該項技術(shù)。人們在講話的時候，聲音的頻率區(qū)間為20～22 000 Hz，要想有效保證人類說話時的語音真實性，需采用合適的措施壓縮語音。從香農(nóng)采樣定理角度看，需將采樣的語音頻率保持在44 000 Hz才可以滿足相關(guān)要求。除此之外，為了有效節(jié)約信道帶寬，還得對AR模型相關(guān)理論方式展開深層次的研究，在節(jié)約信道帶寬、確保語音通信真實性的基礎(chǔ)上，使系統(tǒng)可以容納更多的通信用戶。

3.2 位置信號處理

隨著社會不斷發(fā)展，人們對于移動設(shè)備的導航功能的依賴性越來越強，具體表現(xiàn)為當前的小汽車上很多都設(shè)置了導航系統(tǒng)，同時人們的手機中也安裝了一系列導航APP，如百度地圖、高德地圖等，由此可見位置信號處理的重要性。從本質(zhì)上看，導航功能也屬于通信，不過這種通信的目的并不是進行文字、語言等傳輸，而是位置信息的傳輸。從整體情況來看，當前位置信號的處理方式具體有以下兩種：借助衛(wèi)星定位系統(tǒng)來實現(xiàn)，以移動運營商的基站為基礎(chǔ)來傳輸。

對于全球定位系統(tǒng)來說，主要通過測量使用者和同步衛(wèi)星間的距離，之后再借助全球定位系統(tǒng)中的衛(wèi)星進行測量，最終確定使用者的位置坐標，并將這種坐標轉(zhuǎn)變成為電信號，傳輸至定位設(shè)備中，為使用者提供優(yōu)質(zhì)的導航服務(wù)。對于移動位置服務(wù)而言，具體就是借助運營商的通信基站，測量應用者與自身之間的距離來確定其位置坐標，之后進行電信號的轉(zhuǎn)變，并將這種信號傳輸至定位設(shè)備中。兩種方式存在著很大的相通之處，并且目標也是一致的。

3.3 圖像信號處理

在互聯(lián)網(wǎng)時代背景下，互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)發(fā)展十分迅猛，并且已然成為人們生活中不可或缺的重要部分。人們借助互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)進行交談、工作等。相應的，應急通信中的圖像信號處理也顯得越來越重要。就圖形信號處理來說，具體就是借助數(shù)字信號技術(shù)來實現(xiàn)，不論是在信號的收集、改變，還是壓縮與變化尺寸等，都離不開數(shù)字信號處理技術(shù)的支撐。

3.4 雷達信號的處理

在當前的雷達信號處理領(lǐng)域中，信號與信息處理技術(shù)得到了十分廣泛的應用，并且取得了顯著的成效。具體來說，在雷達信號處理領(lǐng)域中比較常用的技術(shù)具體有功率譜顧及雷達、合成孔徑雷達等。相位控制電子掃描陣列雷達的發(fā)展離不開陣列信號處理的有力支撐。同時，陣列信號處理技術(shù)的不斷進步還給時空編碼技術(shù)、多輸入多輸出系統(tǒng)等的發(fā)展提供了很大的助力。

4 應急通信系統(tǒng)信號與信息處理技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著社會科技不斷發(fā)展，人工智能也迅猛發(fā)展起來，5G通信技術(shù)獲得了很大的突破，而信號與信息處理技術(shù)也不例外，必定會朝著模式識別的方向不斷前進。模式識別處理已經(jīng)不再是之前滯后、陳舊的信號，而是一種更深層次的信息。從當前情況來看，模式識別的應用已經(jīng)非常廣泛，例如人臉識別、語音識別、指紋識別等，這些都是當前十分熱門的研究方向，并且已經(jīng)得到了初步應用，如門鎖、手機等各個領(lǐng)域。需要注意的是，模式識別能夠應用到的技術(shù)不僅有通信技術(shù)，同時還有其他一些先進的技術(shù)，如模糊算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及人工智能等，有著十分廣闊的發(fā)展前景，所以需要各方面對此加強重視。

5 結(jié)語

綜上所述，在應急通信中加強信號與信息處理技術(shù)的探析非常有必要，有助于促進人們生活質(zhì)量進一步的提高。相比較于信號處理，人們在日常生活中接觸更多的還是信息處理，比如導航定位、語音通話、指紋解鎖、搜索識別等。信息和信息處理技術(shù)的發(fā)展，可以極大縮減人們處理信息的時間。由此可見，提高應急通信保障能力，對于促進人類文明發(fā)展的進程具有重大意義。