應(yīng)急通信系統(tǒng)信號(hào)與信息處理技術(shù)研究

梁云杰

（應(yīng)急管理部消防救援局，北京 100054）

信號(hào)與信息處理工作始終是應(yīng)急通信系統(tǒng)的主要組成部分，主要是對(duì)信息進(jìn)行處理與分析，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，信息信號(hào)的處理工作獲得了廣闊的發(fā)展前景。

1 應(yīng)急通信系統(tǒng)信號(hào)與信息處理的發(fā)展

應(yīng)急通信系統(tǒng)處理的信號(hào)類型是模擬信號(hào)和數(shù)字信息。系統(tǒng)對(duì)獲取的信息進(jìn)行分析并及時(shí)為用戶提供反饋，其中模擬信號(hào)需要以不間斷的信號(hào)傳輸作為出發(fā)點(diǎn)，而數(shù)字信號(hào)的處理則需要以間斷信號(hào)為出發(fā)點(diǎn)。從20世紀(jì)以來(lái)，經(jīng)過(guò)近百年的發(fā)展完善，已與人類生存密切相關(guān)，信號(hào)處理工作的受重視程度也越來(lái)越高。20世紀(jì)60年代，有學(xué)者提出了博里葉變換法，使應(yīng)急通信系統(tǒng)的信息處理能力和效率都獲得了大幅度提升，后來(lái)集成電路與應(yīng)急通信系統(tǒng)的融合又有效節(jié)約了應(yīng)用成本，信號(hào)處理工作逐漸進(jìn)入了人們的日常生活[1]。

2 應(yīng)急通信系統(tǒng)信號(hào)與信息處理技術(shù)分析

近年來(lái)，我國(guó)各行業(yè)在科學(xué)技術(shù)的幫助下獲得了迅速的發(fā)展，而應(yīng)急通信系統(tǒng)的信號(hào)與信息處理技術(shù)也得到了深化發(fā)展。同時(shí)，技術(shù)的優(yōu)化引起了行業(yè)學(xué)者和工作人員的重視，其主要技術(shù)細(xì)節(jié)如下。

2.1 語(yǔ)音信息處理技術(shù)

應(yīng)急通信系統(tǒng)的語(yǔ)音通信信號(hào)處理工作主要是指移動(dòng)電話在使用過(guò)程中利用信息系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)生的大量語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行分析、反饋，其中，語(yǔ)音信號(hào)頻率變換、調(diào)節(jié)等都需要使用信號(hào)與信息處理技術(shù)。人的聲音頻率為20～2.2×104Hz，為保障語(yǔ)音真實(shí)性，該系統(tǒng)需要對(duì)聲音壓縮，香農(nóng)采樣定理強(qiáng)調(diào)，移動(dòng)通信的信號(hào)信息處理工作中，需要將語(yǔ)音壓縮至4.4×104Hz，才能保持人聲的真實(shí)性。在信息處理的過(guò)程中，為節(jié)省語(yǔ)音信道寬帶，需要深入研究人工智能模型的相關(guān)理論技術(shù)，并將研究結(jié)果在實(shí)際語(yǔ)音信號(hào)信息處理中應(yīng)用、檢測(cè)，以在保障語(yǔ)音不失真的前提下節(jié)約信道寬帶，推動(dòng)信號(hào)信息處理技術(shù)發(fā)展，促進(jìn)應(yīng)急通信系統(tǒng)能容納更多用戶。

2.2 位置信息處理技術(shù)

當(dāng)前，道路交通蓬勃發(fā)展，人們對(duì)移動(dòng)導(dǎo)航的依賴程度逐漸加深，位置信號(hào)的處理也成為應(yīng)急通信系統(tǒng)的主要工作內(nèi)容。歸根結(jié)底，導(dǎo)航也是通信的一種，只不過(guò)語(yǔ)音或圖像的處理分析變成了位置信息，當(dāng)下位置信息處理技術(shù)主要應(yīng)用在移動(dòng)設(shè)備中的地圖導(dǎo)航APP或是汽車導(dǎo)航系統(tǒng)中。

以高德地圖為例，其位置信號(hào)處理主要通過(guò)兩種途徑完成，一種是GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶位置信息的實(shí)時(shí)處理與反饋；另一種是使用移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的信號(hào)基站反饋信息。兩種信號(hào)信息處理系統(tǒng)配合應(yīng)用，可基本滿足用戶的位置導(dǎo)航需求。其中，GPS的作用主要是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用戶與衛(wèi)星間的距離，通過(guò)全球衛(wèi)星共同處理，最終確定用戶位置坐標(biāo)，應(yīng)急信息處理系統(tǒng)再將位置信息轉(zhuǎn)化為電信信號(hào)，通過(guò)移動(dòng)基站傳輸?shù)接脩粢苿?dòng)設(shè)備當(dāng)中。移動(dòng)位置服務(wù)是將移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的基站作為信息和信號(hào)處理的主要設(shè)備，測(cè)量用戶與基站之間的距離，將位置信息直接轉(zhuǎn)化成電信信號(hào)，最終傳輸?shù)接脩粢苿?dòng)設(shè)備中提供服務(wù)[2]。

2.3 圖像信息處理技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)目前十分成熟，已經(jīng)在各個(gè)行業(yè)普及，人們對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的依賴程度越來(lái)越高，促使應(yīng)急通信系統(tǒng)的圖像信息處理技術(shù)得到了提高，主要是利用圖像處理技術(shù)對(duì)圖片進(jìn)行壓縮、信號(hào)收集等。此外，該技術(shù)也可以應(yīng)用在公安部門，例如，某地公安部門為公安人員配置了先進(jìn)的圖片信息處理設(shè)備，將設(shè)備安裝在車載系統(tǒng)中，在使用時(shí)，公安人員身上背負(fù)圖像信號(hào)接收裝置，系統(tǒng)將圖像信號(hào)傳輸至車載終端中，管理人員可以遠(yuǎn)程指揮公安人員的工作。當(dāng)公共安全事件發(fā)生，警方可以將通信車開到現(xiàn)場(chǎng)附近，車內(nèi)留一名指揮人員，再由特勤人員管理圖像信號(hào)接收設(shè)備，將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸至車內(nèi)圖像處理終端，指揮人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況做出指令，也可以通過(guò)衛(wèi)星等網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況傳輸至總部。應(yīng)急通信系統(tǒng)的圖像信息處理技術(shù)能夠靈活、方便地切換圖像畫面，且可以回放、快進(jìn)等，與語(yǔ)音信息處理技術(shù)配合還可以實(shí)時(shí)對(duì)特警做出指示，有效提高了公安部門的辦事效率。

我國(guó)應(yīng)急通信系統(tǒng)具有一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)，且根據(jù)不同行業(yè)的用戶需求可以更改圖像信息處理頻段，與衛(wèi)星等公共網(wǎng)絡(luò)互通，適用于多種圖像信息處理環(huán)境，具有簡(jiǎn)單、便捷、易操作的特點(diǎn)。

2.4 雷達(dá)信息處理技術(shù)

應(yīng)急通信系統(tǒng)中雷達(dá)信息處理技術(shù)的使用主要體現(xiàn)在功率譜雷達(dá)、時(shí)頻聯(lián)合域分析等方面，對(duì)于目前的相位控制電子掃描陣列雷達(dá)而言，相關(guān)技術(shù)是在陣列信號(hào)的處理基礎(chǔ)上發(fā)展的，隨著不斷優(yōu)化，時(shí)空編碼技術(shù)得到了發(fā)展，信號(hào)輸入輸出系統(tǒng)也能夠得到發(fā)展。

以當(dāng)下應(yīng)用較廣泛的雷達(dá)極化識(shí)別技術(shù)為例，寬帶雷達(dá)技術(shù)的迅速發(fā)展使雷達(dá)近距離的分辨率得到了有效提升，20世紀(jì)90年代以來(lái)，維高分辨雷達(dá)的極化識(shí)別技術(shù)得到了廣泛研究，美國(guó)學(xué)者在1990年提出“目標(biāo)暫態(tài)極化響應(yīng)”概念，將復(fù)雜目標(biāo)的節(jié)后分解成為通過(guò)散射中心對(duì)應(yīng)子結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述的技術(shù)。在社會(huì)不斷發(fā)展過(guò)程中，雷達(dá)信息處理技術(shù)的應(yīng)用范圍已不再局限于軍事領(lǐng)域，而是在各個(gè)行業(yè)皆體現(xiàn)出信息處理價(jià)值[3]。

3 應(yīng)急通信系統(tǒng)與信息處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

信號(hào)信息處理技術(shù)與通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)都存在密不可分的聯(lián)系，彼此之間能夠互相促進(jìn)、共同進(jìn)步，因此，未來(lái)應(yīng)急通信系統(tǒng)的信息處理技術(shù)發(fā)展智能化是時(shí)代必然，智能化信號(hào)信息處理技術(shù)能夠在信息處理過(guò)程中總結(jié)核心內(nèi)容，并將信息及時(shí)反饋給用戶。

3.1 智能化信號(hào)處理

現(xiàn)階段，信息信號(hào)處理技術(shù)涵蓋多個(gè)領(lǐng)域，在與互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)融合發(fā)展后，為人們的生活和工作帶來(lái)了便利，但用戶不能一味地依賴智能系統(tǒng)，而要注意與自身思維運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果結(jié)合判斷信息準(zhǔn)確性。未來(lái)，各個(gè)行業(yè)都可以利用智能化信號(hào)處理技術(shù)減輕工作負(fù)擔(dān)，工作效率也能進(jìn)一步提升，尤其是在移動(dòng)通信設(shè)備中的應(yīng)用。當(dāng)下，許多智能家電已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音控制，只需在家電中裝配應(yīng)急通信系統(tǒng)和信息處理技術(shù)，與人工智能系統(tǒng)配合，生活將更加趨近智能化。

如當(dāng)下流行的智能家電控制系統(tǒng)“天貓精靈”，搭載了人工智能和信號(hào)信息處理技術(shù)，系統(tǒng)接收并分析用戶的語(yǔ)音指令，再識(shí)別用戶語(yǔ)音中的具體內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的遠(yuǎn)程控制。

3.2 簡(jiǎn)便化信號(hào)處理

社會(huì)各行業(yè)新技術(shù)的高速發(fā)展導(dǎo)致數(shù)據(jù)的復(fù)雜程度和數(shù)量都大幅度提高，待處理的信息信號(hào)成倍增加，相關(guān)處理技術(shù)需進(jìn)一步優(yōu)化，方可滿足人們持續(xù)上漲的需求。因此，未來(lái)的信號(hào)信息處理技術(shù)將朝著更加便捷的方向發(fā)展，充分利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，不斷簡(jiǎn)化信息信號(hào)處理流程，提高工作效率。

例如，未來(lái)信號(hào)信息處理技術(shù)可以從計(jì)算機(jī)技術(shù)入手，優(yōu)化系統(tǒng)對(duì)于信號(hào)信息的收集、歸納與整理等能力，快速選中大量信息中的重點(diǎn)部分，并及時(shí)對(duì)信號(hào)信息做出反應(yīng)，將信息集中處理，充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的信息處理能力，將智能化信號(hào)處理技術(shù)迅速推廣、普及。

3.3 速度化信號(hào)網(wǎng)絡(luò)

效率是永恒主題。當(dāng)下的應(yīng)急通信系統(tǒng)信號(hào)信息處理技術(shù)促使人們能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離信息的無(wú)障礙傳輸，至今相關(guān)技術(shù)已基本成熟；未來(lái)，信號(hào)信息處理技術(shù)將朝著速度更快的方向發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)瞬間處理信息為目標(biāo)，縮短信號(hào)信息處理周期。在社會(huì)發(fā)展過(guò)程中，信息網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展始終是研究的重點(diǎn)，尤其是在學(xué)術(shù)交流方面，信息傳輸和處理速度的提升能減少溝通等待時(shí)間，幫助學(xué)術(shù)交流順利展開。

3.4 繼承與融合發(fā)展

信號(hào)信息處理技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)之間的聯(lián)系密不可分，對(duì)其應(yīng)用時(shí)需應(yīng)用大量的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，這也是應(yīng)急通信系統(tǒng)中信號(hào)信息處理技術(shù)未來(lái)發(fā)展研究的基礎(chǔ)。信號(hào)信息處理技術(shù)具有繼承性，以X光的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用為例，其自發(fā)展以來(lái)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)行業(yè)的無(wú)損探傷工作中，工作方式逐漸成為直接使用計(jì)算機(jī)對(duì)X圖像信息進(jìn)行處理。X光的發(fā)展和應(yīng)用歷程與應(yīng)急通信系統(tǒng)中信號(hào)信息的處理技術(shù)發(fā)展具有異曲同工之妙。可以預(yù)測(cè)，在未來(lái)的發(fā)展歷程中，信號(hào)信息的處理技術(shù)會(huì)繼續(xù)對(duì)以往的經(jīng)驗(yàn)和成果進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)，也證明了該技術(shù)的發(fā)展具有繼承性。

在信號(hào)信息處理技術(shù)的發(fā)展歷程中發(fā)現(xiàn)，人類可以通過(guò)腦部對(duì)信號(hào)信息進(jìn)行速度極快的處理分析。近年來(lái)，信號(hào)信息處理技術(shù)的研究方向呈現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合的趨勢(shì)，目前，兩種技術(shù)的融合能夠取得事半功倍的效果，可見，信號(hào)信息的處理技術(shù)具有融合性，可以借助相關(guān)學(xué)科對(duì)自身的技術(shù)進(jìn)行持續(xù)提升。

以通過(guò)遺傳算法選擇神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器為例，將信號(hào)信息處理技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)分析技術(shù)融合，可以充分發(fā)揮兩種技術(shù)的特點(diǎn)，但兩種技術(shù)處于平等地位，能夠相互依存，在應(yīng)用過(guò)程中充分發(fā)揮自身的實(shí)用性[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

逐漸加深對(duì)信號(hào)信息處理技術(shù)的研究，可提高人們的生活質(zhì)量，促使應(yīng)急通信系統(tǒng)獲得更好的發(fā)展，且信息處理所需時(shí)間大幅縮減，對(duì)人類文明的發(fā)展以及應(yīng)急通信保障優(yōu)化起到推動(dòng)作用。