數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在通信領(lǐng)域的應(yīng)用研究

劉娟

摘 要：基于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的通信領(lǐng)域通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域系統(tǒng)，有效縮短了數(shù)據(jù)信息獲取和交流的時(shí)間及距離，從而將整個(gè)社會(huì)緊密的聯(lián)系在一起，改變了人們的工作、學(xué)習(xí)和生活方式。先進(jìn)的技術(shù)為信息的高效傳輸提供了可靠的保障，也提供了必要的條件，因此人們?cè)絹?lái)越依賴于通信領(lǐng)域，尤其是數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用，能夠提高通信領(lǐng)域數(shù)據(jù)處理的速度，拓展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的容量，滲透到了社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，因此對(duì)基于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的通信領(lǐng)域進(jìn)行研究，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)；通信領(lǐng)域；應(yīng)用

1.數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展歷程

人們?cè)缭?0世紀(jì)60、70年代就提出了數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的概念，在當(dāng)時(shí)分立的小規(guī)模集成電路組合而成整個(gè)數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)，或者在通用計(jì)算機(jī)上編程來(lái)實(shí)現(xiàn)處理功能，局限于計(jì)算機(jī)的速度和存儲(chǔ)量，往往只可以脫機(jī)處理。數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)發(fā)展十分緩慢，對(duì)信號(hào)處理的效果不是十分令人滿意?，F(xiàn)代信號(hào)處理階段開(kāi)始于20世紀(jì)80年代，美國(guó)誕生了世界上第一臺(tái)數(shù)字信號(hào)處理器，具有編程能力的通用DSP芯片自此產(chǎn)生，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展由此開(kāi)始，但由于昂貴的芯片價(jià)格，還不能進(jìn)入消費(fèi)領(lǐng)域應(yīng)用。90年代是更先進(jìn)的信號(hào)處理階段，數(shù)字信號(hào)理論和技術(shù)發(fā)展進(jìn)入以非線性編輯為代表的信號(hào)處理階段，在非線性圖譜的基礎(chǔ)上，通過(guò)更高速的DSP芯片，實(shí)時(shí)完成龐大的計(jì)算量，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)算精度高，速度快，信息提取量大的效果，并且有非常強(qiáng)大的信號(hào)分析處理能力。數(shù)字化產(chǎn)品性能價(jià)格比得到很大提高，占有巨大的市場(chǎng)。

2.FPGA處理技術(shù)組成

2.1光纖通信技術(shù)

作為通信技術(shù)的重要分支，光纖通信在國(guó)內(nèi)外高速數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域得到較為廣泛的應(yīng)用，近年來(lái)光電器件的快速發(fā)展也為光纖通信技術(shù)提供了充足支撐，這種支撐主要體現(xiàn)在傳輸容量的擴(kuò)大與傳輸速率的提升方面。典型的光纖通信技術(shù)應(yīng)用流程可以描述為：電信號(hào)輸入→光發(fā)射機(jī)→連接器→光纖接頭盒→光耦合器→再生中繼器→光纖接頭盒→光放大器→連接器→光接收機(jī)→電信號(hào)輸出。近年來(lái)，世界各國(guó)均在大力發(fā)展光纖通信技術(shù)，這是由于該技術(shù)具備以下幾方面優(yōu)勢(shì)。（1）傳輸容量大。作為使用頻率最高的載波，光纖傳輸光波的容量極高，理論上一根光纖可同時(shí)傳輸1000萬(wàn)路電視節(jié)目、100億路電話。（2）中繼距離長(zhǎng)。信號(hào)傳輸不可避免地會(huì)出現(xiàn)信號(hào)功率降低的情況，但相較于傳統(tǒng)的電纜傳輸，光纜傳輸線損率極低，這也使得其在中繼距離層面具備顯著優(yōu)勢(shì)。（3）抗干擾性強(qiáng)。特定的光纖傳輸光信號(hào)頻率不易受到電磁輻射干擾，光纖原材料的涂覆層也能夠進(jìn)一步隔絕電磁感應(yīng)效應(yīng)帶來(lái)的危害。（4）保密性好。全發(fā)射傳輸方式使得光纖通信技術(shù)基本不會(huì)發(fā)生信號(hào)泄漏問(wèn)題，該技術(shù)因此具備較為優(yōu)秀的保密性。

2.2基于FPGA的高速傳輸技術(shù)

通過(guò)在FPGA內(nèi)部集成GTX模塊，即可通過(guò)GTX模塊的高速串行數(shù)據(jù)傳輸能力實(shí)現(xiàn)基于FPGA的高速數(shù)據(jù)傳輸，由于GTX收發(fā)器的高度可配置特性，基于FPGA的高速傳輸技術(shù)可實(shí)現(xiàn)優(yōu)化信號(hào)完整性、帶有可配置的終端以及電壓擺幅、接收器眼圖掃描等應(yīng)用。

3.在通信領(lǐng)域中數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用

3.1數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在通信工程中的具體應(yīng)用

目前，針對(duì)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)來(lái)講，其已經(jīng)廣泛運(yùn)用在信號(hào)采集、處理與輸出等相關(guān)通信工程的各個(gè)不同環(huán)節(jié)中。在信息采集過(guò)程中，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)主要景觀A/D進(jìn)行調(diào)換，以此把離散信號(hào)轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制數(shù)碼；在具體的信號(hào)處理過(guò)程中，把信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字輸出信號(hào)；而在輸出信號(hào)以前，則需要實(shí)行離散化處理，這樣才能夠使輸出信號(hào)模型的定位建立得以實(shí)現(xiàn)，主要可以從語(yǔ)音編解碼與圖像處理等各個(gè)不同方面體現(xiàn)出來(lái)。將數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)運(yùn)用在語(yǔ)音編解碼中，經(jīng)過(guò)采集對(duì)語(yǔ)音的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行處理，匹配編解碼和語(yǔ)音，識(shí)別語(yǔ)言共振峰不一樣的頻率，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)噪音同時(shí)對(duì)此作出相應(yīng)處理，深入模擬分析語(yǔ)言參數(shù)發(fā)生變化而導(dǎo)致定位發(fā)音出現(xiàn)的改變，并對(duì)人類(lèi)語(yǔ)言進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，這樣不僅能夠讓語(yǔ)音編解碼的精準(zhǔn)性得以真正實(shí)現(xiàn)，并且還能讓各個(gè)領(lǐng)域的難度得到有效下降。在圖像處理中將數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)加以運(yùn)用，能夠更好的處理圖像流程，減少系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本。

3.2數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在媒體通信中的具體應(yīng)用

數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)使用哈佛結(jié)構(gòu)，其程序數(shù)據(jù)各自占用單獨(dú)的地址與數(shù)據(jù)總線，并且其在流水線操作以及指令周期等各個(gè)方面的特征，均在很大程度上讓計(jì)算運(yùn)行速度得到了進(jìn)一步提升。在媒體通信中將高性能及其高運(yùn)行速度的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)加以運(yùn)用，不僅能夠有效降低傳輸與存儲(chǔ)空間的實(shí)際要求，還能夠?qū)鬏擨P數(shù)據(jù)包的缺陷進(jìn)行補(bǔ)充。

3.3數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在光接入網(wǎng)絡(luò)中的具體應(yīng)用

通常情況下，光接入網(wǎng)絡(luò)是指用戶和遠(yuǎn)程模塊或者本地交換機(jī)之間的一種拉入網(wǎng)，其傳輸媒介為光纖，主要具備的特征包含：不會(huì)受到環(huán)境距離與干擾很大制約、傳輸速率相對(duì)較快等。因?yàn)槠渥鳛橥ㄐ啪W(wǎng)的底層部分，會(huì)直接面向用戶，所以這也是網(wǎng)絡(luò)通信性能的關(guān)鍵技術(shù)。在光接入網(wǎng)絡(luò)中，融入高穩(wěn)定性、高精度及可以達(dá)成大規(guī)模數(shù)字式集成化的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，那么不僅可以讓高頻譜頻率的傳輸技術(shù)得到真正實(shí)現(xiàn)，減少對(duì)頻譜帶寬的實(shí)際要求與加大調(diào)制階數(shù)，并且還能夠讓傳輸距離得到進(jìn)一步延長(zhǎng)。（1）實(shí)現(xiàn)光超奈奎斯特信道中的后處理算法。（2）運(yùn)用在有關(guān)光通信系統(tǒng)防止信號(hào)失真或者損失的情況，同時(shí)可對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)充。（3）高級(jí)數(shù)字均衡技術(shù)能夠使之良好性能與直接探測(cè)的短距離傳輸?shù)玫接行ПＵ?，能夠讓?fù)雜程度下降，從而使傳輸容量得到一定增加。

4.結(jié)語(yǔ)

數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在通信領(lǐng)域中的應(yīng)用，能夠利用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，一方面提高了通信領(lǐng)域數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量，另一方面提高了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩闲畔⒒夹g(shù)高速發(fā)展的要求，所以說(shuō)對(duì)基于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的通信領(lǐng)域行研究，有助于推動(dòng)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的進(jìn)步，逐步完善通信領(lǐng)域的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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