应急通信系统信号与信息处理技术浅析

谢建军

（天津长荣数码科技有限公司，天津 300403）

应急通信中的信号和信息处理是信息科学技术中十分重要的一部分。顾名思义，信号与信息处理具体就是进行信号与信息的分析与处理。而随着社会科技不断发展，信号与信息处理已经和计算机、通信等技术有效融合，具体理论与方法也有着很大的转变，不再局限于信息科学范畴。科研领域会有计算机等相关方面的人才进行图像信号处理，同时也会有信号与信息处理专业人才有意识地学习计算机网络技术等。从这方面来看，加强应急通信系统信号与信息处理技术的探究意义重大，具体分析如下。

1 应急通信信号与信息处理的发展历程

信号与信息处理指对模拟的信号和数字信号进行处理。在处理模拟信号的过程中需要以不间断时间信号和不间断的时间系统作为出发点，但在处理数字信号的过程中，则完全相反，其主要以间断、离散的信号为出发点，然后通过数值分析和计算理论来处理信号。经过多年发展，目前数字信号处理技术逐渐发展为与人们生活息息相关的科学。而应急通信数字信号处理得以高速发展主要得益于计算机技术的飞快进步。早在20世纪60年代J·W·库利和T·W·图基就提出可快速傅里叶变换对数字信号进行快速计算的方法，此计算方法可以有效减少计算的时间，这一优势在计算采样数量较多的情况下更为明显，这是普通算法无法比拟的。这一算法在应急通信信号与信息处理中的应用，极大地推动了应急通信的发展。随着计算机科学技术不断发展，计算机算法也在不断更新和进步，其中高效率的数字滤波计算方法在应急通信中的应用，有效提升了信号与信息处理的效率和质量。另外，集成电路在应急通信中大量使用，且随着单片机取代专用硬件后，极大减少了应急通信中信号与信息处理的应用成本，同时信号处理的效率也得到有效提升。

2 应急通信系统的概述

2.1 应急通信系统的背景

随着中国国民经济的高速发展，全国各地经常会举办各类大型活动，如此一来，就容易形成局部地区的话务热点，导致通信网络出现突发话务冲击。应急通信系统就是为了解决这一问题而出现的，通过应急通信手段可以有效解决通信网络中的突发需求，使得通信话务高峰问题迎刃而解。另外，由于中国近年来自然灾害频发，如地震、洪灾、雪灾等，这些自然灾害在发生时，必然会给通信网络带来一定的损坏。为了确保救灾过程中的通信顺畅，需要建立健全的应急通信保障体系。

2.2 应急通信系统的特点及要求

根据以上所述，可以将应急通信系统总结为在人为或自然突发性经济情况下，综合利用各种通信手段，确保通信系统通信顺畅的一种具有暂时性的特殊通信机制。因此，不同紧急情况下，对应急通信的需求及所使用的技术手段都会有所不同。应急通信系统具有以下显著特点：①不确定性。时间、地点和容量需求及通信网络本身受损程度具有不确定性。②时效性。应急通信系统必须具备较高的时效性。③多样性。信息形式具有多样性，如语言、图像、文字、视频等。④复杂性。应急通信系统的应用环境具有复杂性。

应急通信系统与日常通信系统不同，其主要用于重大紧急突发事件或灾难事件的通信中，所以，应急通信系统必须要具备以下特性：系统保密性强，易安装、快布设，移动性强，系统稳定性强，良好的节能性，简单易操作，支持多种业务，结构灵活，体型较小。

3 应急通信系统信号与信息处理技术的应用领域

3.1 语音通信中的应用

就目前情况来看，语音通信信号处理具体指在移动电话具体通行过程中，对各种语音信号进行有效处理的过程。例如语音信号的参数获取、调节以及变频等，都得用到该项技术。人们在讲话的时候，声音的频率区间为20～22 000 Hz，要想有效保证人类说话时的语音真实性，需采用合适的措施压缩语音。从香农采样定理角度看，需将采样的语音频率保持在44 000 Hz才可以满足相关要求。除此之外，为了有效节约信道带宽，还得对AR模型相关理论方式展开深层次的研究，在节约信道带宽、确保语音通信真实性的基础上，使系统可以容纳更多的通信用户。

3.2 位置信号处理

随着社会不断发展，人们对于移动设备的导航功能的依赖性越来越强，具体表现为当前的小汽车上很多都设置了导航系统，同时人们的手机中也安装了一系列导航APP，如百度地图、高德地图等，由此可见位置信号处理的重要性。从本质上看，导航功能也属于通信，不过这种通信的目的并不是进行文字、语言等传输，而是位置信息的传输。从整体情况来看，当前位置信号的处理方式具体有以下两种：借助卫星定位系统来实现，以移动运营商的基站为基础来传输。

对于全球定位系统来说，主要通过测量使用者和同步卫星间的距离，之后再借助全球定位系统中的卫星进行测量，最终确定使用者的位置坐标，并将这种坐标转变成为电信号，传输至定位设备中，为使用者提供优质的导航服务。对于移动位置服务而言，具体就是借助运营商的通信基站，测量应用者与自身之间的距离来确定其位置坐标，之后进行电信号的转变，并将这种信号传输至定位设备中。两种方式存在着很大的相通之处，并且目标也是一致的。

3.3 图像信号处理

在互联网时代背景下，互联网通信技术发展十分迅猛，并且已然成为人们生活中不可或缺的重要部分。人们借助互联网通信技术进行交谈、工作等。相应的，应急通信中的图像信号处理也显得越来越重要。就图形信号处理来说，具体就是借助数字信号技术来实现，不论是在信号的收集、改变，还是压缩与变化尺寸等，都离不开数字信号处理技术的支撑。

3.4 雷达信号的处理

在当前的雷达信号处理领域中，信号与信息处理技术得到了十分广泛的应用，并且取得了显著的成效。具体来说，在雷达信号处理领域中比较常用的技术具体有功率谱顾及雷达、合成孔径雷达等。相位控制电子扫描阵列雷达的发展离不开阵列信号处理的有力支撑。同时，阵列信号处理技术的不断进步还给时空编码技术、多输入多输出系统等的发展提供了很大的助力。

4 应急通信系统信号与信息处理技术的发展趋势

随着社会科技不断发展，人工智能也迅猛发展起来，5G通信技术获得了很大的突破，而信号与信息处理技术也不例外，必定会朝着模式识别的方向不断前进。模式识别处理已经不再是之前滞后、陈旧的信号，而是一种更深层次的信息。从当前情况来看，模式识别的应用已经非常广泛，例如人脸识别、语音识别、指纹识别等，这些都是当前十分热门的研究方向，并且已经得到了初步应用，如门锁、手机等各个领域。需要注意的是，模式识别能够应用到的技术不仅有通信技术，同时还有其他一些先进的技术，如模糊算法、神经网络以及人工智能等，有着十分广阔的发展前景，所以需要各方面对此加强重视。

5 结语

综上所述，在应急通信中加强信号与信息处理技术的探析非常有必要，有助于促进人们生活质量进一步的提高。相比较于信号处理，人们在日常生活中接触更多的还是信息处理，比如导航定位、语音通话、指纹解锁、搜索识别等。信息和信息处理技术的发展，可以极大缩减人们处理信息的时间。由此可见，提高应急通信保障能力，对于促进人类文明发展的进程具有重大意义。