数字信号处理技术

数字信号处理技术（共12篇）

数字信号处理技术 篇1

随着信息通讯、计算机以及机械设备等方面的信息的发展, 数字信号的处理也不断在壮大。数字信号处理技术是建立在众多学科理论的基础上的, 涉及范围相当广泛。比如, 在数学领域、航空领域、电子领域等, 此外数字信号处理技术还同信号与系统、网络理论、控制论、故障诊断等也息息相关。数字信号处理技术把是把其他领域经典理论体系灵活运用到信号处理技术中, 创立了一门新兴的技术理论体系。下面我们来探究一下数字信号的处理技术的特点及其应用, 以及数字信号的处理技术的发展趋势。

1 数字信号处理的技术特点及其重要性

数字信号的处理技术从根本上就是对数据的提取与转换。这些数据主要包括图片、视频、声音等, 通过数字信号转换技术转换成为人们常见的形式。由于其对温度、环境有着极强的稳定性。

首先, 数字信号处理技术具有速度高、准确度高的运算能力。数字信号处理技术的运算方法主要有硬件乘的法累加操作、流水线结构与哈弗结构、硬件的循环控制、特殊的寻址模式、外设丰富等。硬的件乘法累加操作指的是在一个指令周期里能够实现的一次乘法与一次加法, 特殊的寻址模式能够实现一般信号的处理操作与算法是, 数字信号处理技术拥有一组或者多组的独立DMA总线, 能够实现CPU的程序以及数据总线的同时工作, 实现了高达800Mbyte/s的速度。

其次, 数字信号处理技术具备庞大的数据通信功能。数字信号处理技术的数据通信功能主要体现在信号的扫描, 信号数字化, 信号的测探, 自适应呼叫, 质量分析, 声音信号处理及扩频技术等方面。

再次, 数字信号处理技术具备灵活的可编程操作性。数字信号处理拥有内置的RAM和ROM, 能够有效的拓展程序、数据及I/O空间, 同时允许ROM和RAM直接数据传送。可编程DSP芯片可使设计人员在开发过程中灵活方便地对软件进行修改和升级。

最后, 数字信号处理技术具有功耗低的设计特点。数字信号处理技术能够在省电状态下工作, 这样就有效的节约了能源。

此外, 数字信号的处理技术不但能够用数字的方法将数字和离散符号进行处理, 还能够把软件处理后的数字参数进行处理, 所以非常的灵活。

数字信号的处理技术的发展较快, 随着数字信号的处理技术的更新发展, 其销售价格也在呈现逐年降低的趋势。目前数字信号的处理技术的结构、总线与资源都渐趋标准化, 尤其是接口标准化方面。这些都给系统设计相关的工程技术人员创造了很大的契机, 先进的数字信号的处理技术将带来电子产品的新的市场竞争力和发展前景。

2 数字信号的处理技术的应用

当今社会, 通信技术在近年来不断革新, 快速发展。DSP在信息及信号处理方面得到广泛应用, 并逐步发展为一门新兴学科, 而在短波通信的领域中数字信号的处理技术主要的应用就是在信号的扫描, 信号数字化, 信号的测探, 自适应呼叫, 质量分析, 声音信号处理及扩频技术等方面。利用数字信号的处理模块, 通过模拟前边的射频信号处理后, 中频信号将会在输入数字信号之后对模块加以数字化处理, 最后输出数字化音频信号、数字化基带信号及AGC控制信号三个信号。其中音频的模拟信号会直接输出后提供给终端客户使用。

除上述在短波通信方面数字信号处理技术的应用外, 数字信号的处理技术还有很多其他领域的应用, 比如在测量仪表和测试仪器领域中的应用。数字信号的处理技术逐渐的取代了测量仪表中的高档的单片机。这样不但大幅度的提高了测量仪表的功能, 还提高了其档次。由于新型数字信号的处理技术具备庞大的内部资源, 简化了仪器上的硬件电路, 实现了测量仪表的测量速度、精确度。此外, 数字信号的处理技术还广泛的应用于助听器方面。因为传统助听器存在着诸多的缺陷和不足, 无法真正的满足广大听觉障碍患者的需求, 由于数字信号的处理技术在助听效果与性能方面非常好, 所以, 目前在数字信号的处理技术的基础上研发的数码助听器越来越受到人们的重视。

3 数字信号的处理技术发展趋势

当前, 随着数字信号的处理技术的不断更新, 不断发展, 其应用领域就像是个浩渺的宇宙, 人们对它的研究还远远没有结束。现在对数字信号的处理问题仍是值得思考的课题。随数字信号处理技术的不断进步及应用范围越来越广, 数字信号的处理器已经革新。经过半个世纪的不断发展, 数字信号处理技术不断更新发展, 占据了信息技术的主要地位, 就目前而言其发展趋势主要在于:

(1) 数字信号处理技术将会向更高的运算速度, 更低的功耗, 更小的几何尺寸方向发展。随着电子设备的个性化发展, 数字信号处理技术的运算的速率必然会提高, 功耗的降低才能同电子设备的发展同步。

(2) 数字信号处理技术向rDSP Core的微体系内核结构方向发展。

(3) 随着单片微型计算机 (MCU) 在现代视频会议中的核心作用, 通过MCU设备能够实现完整的网络视频会议。数字信号处理技术和单片微型计算机结合发展为数字信号处理技术的新方向

(4) 随着新型的数字信号处理技术的广泛应用, 对数字信号处理装备的编译器和高级的语言书写代码, 成为新一代数字信号处理技术的研究方向。

4 结语

综述所述, 数字信息化技术目前正在向更高速度、更强功能的方向发展, 其应用范围也将逐步扩大, 应用率也将继续增长。运算速度、功耗、内核结构、系统集成、与MCU结合等成为数字信息化技术的发展趋势。数字信息化技术将会更加专业化、标准化。相信随着数字信息化技术的发展, 随着数字信息化技术在短波通信、测试仪器及测量仪表等方面的运用, 将会给我们的生产生活带来更大的便利。

摘要：随着信息技术的发展, 计算机数字化已经成为时代的主流, 数字信号的处理技术应该是数字时代不可缺少的技术。因此数字信号的处理技术方面的研究一直都备受关注, 关于数字信号的应用十分广阔, 例如通信领域、图形图像技术领域、仪器仪表领域和PC领域等, 还有许多新的应用领域会在未来不断被发掘, 这无疑将数字信号的处理技术推到顶端。本文简要说明了当前数字信号的处理技术及发展趋势, 并举例说明, 最后展望了数字信号处理技术的发展前景。

关键词：数字信号,处理技术,应用,发展趋势

参考文献

[1]孙金林.数字信号处理技术的发展与思考[J].赤峰学院学报, 2011 (05) .

[2]李方慧.数字信号处理技术的新进展[M].北京理工大学出版社, 2010 (08) .

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[5]刘松强.数字信号处理系统及其应用[M].北京:清华大学出版社, 2012 (11) .

数字信号处理技术 篇2

关键词：数字电视；信号传输技术

随着我国经济的快速发展，人们的生活水平明显提高，数字电视用户数量不断增多，并且我国也出台了关于数字电视的相关传输标准，通过高清电视极大地满足了人们的视觉要求。近年来，现代化科学技术快速发展，数字电视信号传输技术也取得了巨大的进步和成果，结合数字电视信号传输的特点和优势，进一步进行创新和完善，有效提高数字电视信号传输的安全性和稳定性。

一、数字电视信号传输概述

（一）应用优势

数字电视在实际应用中，其信号传播速度非常快，并且相关电视设备能够接收非常广泛的信号频率，其抗干扰能力强，具有良好的占频效果和较高的信号质量，可以更好地满足人们的观看要求。同时，随着数字电视的普及，信号接收设备越来越广泛，尤其是手机、车载娱乐系统、便携式电脑等设备也能够快速接收数字电视信号，给人们的生活、工作和娱乐带来很多便利。而且在互联网时代，数字电视能够和互联网、电脑、手机连接在一起，当前积极发展的三网融合技术，甚至四网融合技术，极大地推动了数字电视的快速发展。另外，数字电视具有易存储的特点，很多数字电视信号传输设备在实际应用中不仅能够传输信号，而且还能够存储信号，最重要的是信号传输设备甚至可以无限期存储，使用起来非常方便。

（二）特点

1.可靠性高

数字电视信号传输具有较高的可靠性，模拟电视信号经过编码、量化、抽样等处理环节得到数字电视信号，实质上传输信号是两个二进制电平，虽然传输和处理过程中会受到一定程度的杂波干扰，但是只有干扰程度在额定电平范围内，利用数字信号再生技术在数字电视接收端可以有效清除干扰，即使干扰程度过大，造成数字电视信号误码，也能够通过纠错编码技术进行有效纠正。2012年上杭县也全面实现了全县城乡的有线电视整体转换，据目前2015年底统计数字电视用户达60000多户，节目数量、传输质量等指标明显提高。

2.有效性高

随着现代化科学技术的快速发展，数字电视信号传输越来越倾向于应用单频网络技术，这也在很大程度上提高了信号传输的有效性。例如，某个电视节目可以覆盖在全国范围内，其利用数字电视频道，而当前8MHz模拟电视频道可以传输高质量数字电视节目或者数字高清电视信号，并且数字电视还可以利用通信网络同步传输模式，采用不同服务动态组合，再配合信源编码技术，可有效减少图像压缩数据量，而且插入其它服务，极大地提高了数字电视信号传输水平。

3.易存储

数字电视设备应用中具有易存储的特点，存储信号大小、存储时间等和数字电视信号存储实现几乎没有什么关联，例如，帧存储器主要用于制式转换、帧同步等处理，获取良好的电视图像效果，并且数字电视信号传输技术应用中其信道容量利用率较高，实现时分多路，通过数字电视信号场消隐、中行时间进行文字多工广播。数字传输的这一特点让用户观看节目不再到时间的限制，可以任意时间点击回看电视节目。

4.交互性强

数字电视具备双向互动功能，用户可以通过手机、PAD、电脑等设备，通过数字电视和后端内容服务器，获得在线的资料下载、信息查询、医院预约挂号等等功能，真正让用户从“看”电视进入到“用”电视的的时代。

二、数字电视的信号传输技术应用

（一）光纤传输系统

光纤传输系统由光纤介质、光中继器、光接收机、光发射机等组成，通常情况下，数字电视信号传输往往需要限制光纤传输长度，其利用光中继器对数字电视光信号进行放大，输送到目的地，然后通过光接收机对光信号进行光电转换，转换为电信号，然后经过同轴电缆将电信号分配到各个用户端。光纤传输系统具有传输容量大、信号失真小等特点，并且传输距离比较远，其能够免遭雷击损害，传输信号损耗较小。同时，数字电视利用光纤线路在传输信号时，有效解决了由于级联造成放大器信号失真，安全、稳定地进行远距离传输。

（二）电缆传输技术

同轴电缆线路的传输阻抗为75欧姆，和细芯径电缆线路相比，粗芯径电缆线路在数字电视设备中的应用衰减较小，同轴电缆长度和电缆线路衰减程度成正比，高频衰减往往大于低频衰减。并且同轴电缆线路的衰减往往受到环境温度的影响，在高温环境中，同轴电缆传输数字电视信号的衰减较大。一般情况下，同轴电缆线路的温度衰减系数约0.2%/度，干线放大器在实际应用中，其可以有效补偿同轴电缆传输信号的电平衰减，从而有效提高同轴电缆线路的温度和频率，但是利用同轴电缆传输数字电视信号的介质损耗明显大于信号电平损耗，每间隔一段距离需要安装一台放大器。同时，数字电视信号在传输过程中很容易受到环境因素的影响产生非线性失真和噪音，并且数字电视信号传输应用电缆传输技术，给系统使用和维护带来很多不便，可靠性和稳定性交叉。

（三）多路微波传输系统

数字电视信号传输系统组网建设时，在架设传输线缆过程中经常遇到各种问题，最常见的是遇到铁路、河流、桥梁、高山等地形障碍，这时通过利用多路微波传输系统可以有效解决，而且该系统在实际应用中采用多点接收、一点发射的方式，快速、稳定地将电视、声音等数据信号传送到各个电视站、用户系统和电视系统前端，其信号频率范围处于2500~2700MHz，所以多路微波传输系统重要采用接收空间传输和视距范围反射方式。上杭播出机房目前仍留有一路微波传输，其微波信号与从龙岩双髻山发射台按上行8G下行10G的传输进行组网，传输相关数据。

（四）光纤同轴混合传输技术

光纤同轴混合传输技术结合了光纤传输和同轴电缆传输两者的应用优势，主干系统使用光纤传输高质量的信号，配线部分使用树状拓朴结构的同轴电缆系统可有效传输和分配数字电视信号。入网之前，数字电视前端和模拟电视信号进行混合，将下行信号通过一根光纤线路传输到电视广播系统光节点（上杭城区到行政村和自然村的电视信号传输），在光节点位置再次进行转换，转换为射频信号，基于星形树拓扑结构，利用同轴电缆覆盖上杭所有的电视用户，上行信号通过光发射机和上行回传光纤线路传送到电视前端。该光纤同轴混合传输技术在应用过程中可以接入很大的宽带，还可提供多样化的模拟和数字传输业务，其被广泛地应用在可视电话、远程医疗体系、交互业务等领域，能实现上网、点播、回拨、查询等等功能。

三、数字电视信号传输技术未来发展趋势

近年来，电子信息和网络通信技术不断发展，在互联网背景下，整个电视产业越来越成熟，电视媒体功能越来越丰富，电视行业呈现出全面数字化的发展趋势。当前，通信网、互联网和广播电视网的有效融合，并且加上电网科学技术的结合，逐步实现“四网融合”技术，极大地推动了数字电视技术的蓬勃发展。在未来发展过程中，结合我国出台的相关政策，数字电视将覆盖各个地区，并且呈现出爆炸式发展趋势，机顶盒有布线和空间方面的限制，而数字电视调谐器内置在数字电视中，其可以直接对数字电视节目信号进行解码和接收，以后可以不需要使用机顶盒。同时，随着双向信息传输技术的快速发展，其在数字电视系统中的应用，实现数字电视和用户的良好互动，满足人们的娱乐需求，一方面为电视用户提供高质量、高清的电视节目，另一方面用户可以通过数字电视进行网上付款、远程教育、网上购物等，使数字电视逐渐成为百姓家的信息家电。

四、结语

近年来，数字电视信号传输技术快速发展，也使得数字电视逐渐朝着移动化、互动化、高清化、数字化等方面发展，在科技不断发展的背景下，数字电视信号传输技术会获得更好、更快的发展，相关政府部门还应积极健全相关政策体系，不断支持数字电视的发展。

参考文献：

对数字图像处理技术的浅析 篇3

【关键词】数字图像处理；内容；特点；关键技术；应用；展望

【中图分类号】TP391.41【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）02-0129-02

1.数字图像处理技术的内容及特点

1.1 研究内容

不管应用到哪个领域的图像处理图像数据都要输入、加工和输出图像，其研究内容：

（1）获取、表示和表现图像——把图像信号转化为计算机可以识别的形式，并把数字图像显示和表现出来。

（2）图像复原——已知图像发生退化的缘由时，对图像进行修复，关键是建立退化模型。复原是以模型和数据的图像恢复为基础，消除退化的影响。

（3）图像增强——对图像质量的常规改善。当不知道图像退化原因时，还可用此技术比较主观的改善图像。

（4）图像分割——人类视觉系统可以轻松地将观察到的对象区分开来，但计算机却很难。分割的基本问题目前是将各种方法融合使用，以此提高处理的质量。

（5）图像分析——检测和测量图像中的目标，获取其客观信息，是从图像到数据的过程。

（6）图像重建——指从数据到图像的处理。

（7）图像压缩编码——为减少数据容量、降低数据率、压缩信息量，在不影响其效果的前提下减少图像的数据量。

1.2 数字图像处理技术的特点

（1）图像再现性好——不会因为对图像的变换操作而影响到图像质量；

（2）图像处理精度高——可以将图像数字处理为任意大小的数组；

（3）适用面宽——来自不同信息源的图像被变换为数字编码形式后，都可以用数组来体现灰度图像。

（4）灵活性高——图像处理可完成线性及非线性处理。

2.应用领域

数字图像处理技术被应用到越来越多的领域中，如医疗保健、航空航天、交通通信、军事、工业、农业、林业等。下面选取几方面进行分析：

（1）试听资料证据——视听资料证据是重要的诉讼证据，在司法诉讼活动中发挥着越来越重要的作用，数字图像处理技术是视听资料证据中图像证据资料技术性司法鉴定的常用手段，是图片原始性、真伪性、相关性认定的基本方法，如名捕监控录像模糊图像处理系统，该系统是手印、足迹、枪弹痕迹、工具痕迹、印章检验、文件检验以及录像带处理等痕检、文检、视频图像处理工作的必备工具；以及实时视频降噪仪，能够实时处理现场录像流，增强视频的清晰度，该在录像安全系统中加强监视录像的清晰度，或者在警方实地调查拍摄录像后回到警署再进行降噪。

（2）电子商务——当前的电子商务中，图像处理技术也大有可为，如身份认证、产品防伪和水印技术等。

（3）军事公安领域——军事的目标是侦察、制导和警戒系统和自动灭火器的控制及反伪装；公安部门的现场照片、指纹、手迹、印章和人像等的处理和辨识；历史文字和图片档案的修复和管理等。而数字图像处理技术将数码摄影和图像处理技术结合起来以其独特的优势在公安领域中逐步开始担当重任，在刑事摄影、档案管理、痕迹检验、文件检验、法医、物证提取以及公安教学或宣传中发挥着巨大作用，为广大的公安人员开阔了视野、拓展了思维空间，为执法的公正性提供了有力保证，应用提高了工作效率，减少了人、财、物的消耗，大大提高了工作效率。

（4）智能交通——图像处理具有算法柔性大、适应能力强等特点，在智能交通系统中取得了广泛的应用价值，例如车牌识别（车牌定位、车牌倾抖校正与字符分割、车牌字符识别变换等）和车辆检测与跟踪系统（包括感兴趣区域提取、车辆检测、车辆跟踪等），智能车辆导航、车型识别、交通控制等。

（5）航空航天通信——包括图像传输、电视电话和视会议等，主要是进行图像压缩甚至理解基础上的压缩。

（6）遥感技术——航空航天和卫星摇撼图像获取中和获取后都要用图像处理技术进行加工处理，提取出有利用价值的信息。主要用来对地形地质、矿藏资源搜索以及农业、水利、森林和海洋等资源调查研究，对自然灾害进行预测预报、检测环境污染、处理气象卫星云图以及识别地面军事目标。

（7）生物医学领域——图像处理在医学界的应用非常广泛，图像处理首先应用于细胞分类、染色体分类和放射图像等，临床诊断和病理研究中都大量接住了图像处理技术。它的直观、安全方便、无创伤的优点受到医生和患者的青睐。

（8）工业生产中的应用——在生产线中对产品及部件进行无损检测

（9）机器人视觉——机器视觉相当于智能机器人的重要感觉器官，可以对三维景物进行理解，医院、工厂、邮政以及家庭中的智能机器人，识别和定位装配线工件，太空机器人的自动操作。

（10）视频及多媒体系统——目前，电视制作系统中广泛使用图像处理、变换和合成技术，使电视效果更佳。在多煤体系统中广泛使用静止图像和动态图像的采集、处理、存储、传输和压缩，以达到使用者的目的。

（11）科学可视化——图像处理和计算机图形学的紧密结合，使科学研究得各个领域有了更为新颖的研究工具。

（12）宇宙探测——由于探索太空的需要和太空技术的快速发展，需要用数字处理技术来处理从外太空获取的大量星体照片。

（13）地质勘探——近年来发展起来的以数字图像处理技术为基础、综合多门学科知识的地学信息处理新技术的多源地学信息综合图像处理，使用一些特定的图像处理方法，实现了多源地学信息综合图像处理，用来辅助地质填图，构造地质研究，进行寸产资源的预测和评估，成为当前地质工作者正在研究和探讨的一个问题。

由图像处理技术在以上几个领域中的应用可以看出，图像处理技术在各领域中的重要程度：计算机图像生成技术在航空航海中可以充当仿真训练系统，还可以应用到广告和动画制作，跟友人将其应用到网游中；图像传输与通信还可在多媒体教学、网络视频领域得到广泛应用；在医学上，医学图像处理和材料分析也日益重要，如超声成像、X光成像、Y光成像以及核磁共振成像，对医生工作产生了巨大的辅助；图像跟踪和光学制导在战略技术武器中发挥了重要作用。

3.发展方向

随着计算机的发展，图像处理技术将越来越成熟，对各领域的影响也越来越大，总的来说，图像处理技术的发展有以下几个趋势：

（1） 在目前的基础上，图像处理速度越来越快，分辨率越来越高，多媒体应用光来月广泛，标准化、立体化程度越来越高，并产生智能化的趋势；

（2） 在目前二维基础上将出现多维成像的趋势；

（3） 芯片广泛运用到图像处理技术中，使用起来更加方便；

（4） 将出现新的算法与理论。

图像处理技术在各个领域的应用与发展，大大降低了相应领域的工作难度，效率更高，质量也无可挑剔，使人类受益匪浅。日后图像处理技术将进一步根据人类需求，在相关科研人员的努力奋斗下而实现新的突破，在更为广阔的领域造福人类事业。

参考文献

[1] 李红俊，韩冀皖.数字图像处理技术及其应用. 计算机测量与控制，2009.

[2]W.K.Pratt.DIGITAL IMAGE PROCESSING.Johnwiley & Sons，inc， 2008.

[3]杨枝灵，王开.Visual C++数字图像获取、处理及实践应用.人民邮电出版社，2003

[4] 聂颖，刘榴娣. 数字信号处理器在可视电话中的应用.光电工程， 1997.24（3）：67～70

[5] 侯遵泽，杨文采. 小波分析应用研究.物探化探计算技术，1995. 17（3）：1 ～9

数字信号处理技术的发展及其思考 篇4

1数字信号处理技术的基本概述

1.1数字信号处理技术的特点分析

对于数字信号处理技术其最为本质的就是对数据的转换以及提取, 也就是把信息从各种复杂的环境当中加以提取, 随之再进行对其转换, 从而能够成为方便于人识别的这样一种形式。在数字信号处理技术自身有着较为鲜明的特点, 其中最为主要的有高速度以及高准确率的运算能力。这一技术的主要运算方法便是通过流水线结构以及较为独特的寻扯模式等。在硬件乘法累加操作方面主要就是指在一个指令周期内进行实现一次乘法和一次加法, 而在实际的操作中其速度高达800Mb/s。另外就是这一技术有着稳定性的特点, 这一技术是采取二值逻辑所以在环境的适应能力方面相对较强。还能够在软件的作用下对处理的参数进行修改, 所以在灵活性方面也较强。

1.2数字信号处理技术的重要性分析

在当前的发展过程中, 由于新技术的进步, 对于现阶段的诸多领域的生产生活都起到了重要的作用, 而数字信号处理技术的发展也比较的迅速, 在销售价格方面也在不断的降低, 当前所采用的技术结构以及总线和资源都已经逐渐的形成标准化的趋势, 这将会给我国的电子产品这一行业带来新的竞争和发展, 也会促进我国的其它相关行业的进步。

2数字信号处理技术的实际应用及发展思考探究

2.1数字信号处理技术的实际应用探究

在当前的发展过程中, 数字信号处理技术的应用已经相当的广泛, 在各个领域都有着其技术的渗透, 其中在通信领域的应用就是一个有力的说明。通信技术的进步和变化是有目共睹的, 数字信号处理技术在信号和信息的处理方面有着重要的应用, 同时也已经形成了新的学科是当前无线系统主流发展的一个典范, 在这一领域起着重要的引导作用。例如通信扩频以及可视电话等, 都要在数字信号处理技术作用下才能够完成。

另外, 在图像图形技术的领域的应用也较为广泛, 它主要是在高品位的卫星广播以及有线电视等方面的应用。在DVD当中的活动图像压缩以及解压技术和所用MPEG2编码和译码器也有着相应的应用。在数字信号处理技术的应用下在处理信息的功能以及速度上有了很大的提高, 这些活动影像的解压技术正在科技的不断进步中快速的发展进步。

数字信号处理技术在仪器仪表的领域当中也有着应用, 在测试仪器和测量仪器的领域已经对数字信号处理技术有了应用, 并且在高档单片机有着被取代的取向, 把数字信号处理技术在开发测量仪表以及测试仪器当中进行应用能够有效的对产品的档次得以提高, 在最新的数字信号处理技术的内在资源较为丰富, 这样就能够使得仪器仪表上的硬件电路得以简化, 从而在精度以及指标方面得以实现。通过对数字信号处理技术芯片对产品进行发掘也能够在很大的程度上对其指标含量得以有效的提高。

数字信号处理技术在全新的数码助听器中以及汽车电子系统中都有着应用, 其中传统的助听器由于有着诸多不足不能够有效的对实际情况得以满足。数字信号处理技术的处理功能较强, 能够有效的使得听障患者在听觉方面得到较大程度上的改变, 在全数码的助听器中最为重要的就是数字信号处理, 它能够灵活有效的对系统频率响应输出以及输入。而在汽车电子系统中的应用主要就是在数字信号处理技术基础上能够对毫米波雷达以及红外线测试等设备的性能得意有效的提高, 从而对汽车的安全系数也得到了很大程度的提高。

最后就是在PC领域中的实际应用, 从当前的发展情况来看, 可编程多媒体数字信号处理技术在PC领域产品当中有着主流发展的位置, 将高速的通信技术和MPEG图像技术得以有效的联系能够有效的实现高品位音频以及视频形式的计算机数据间的实时交换。

2.2数字信号处理技术的发展思考探究

在当前的数字信号处理技术的发展过程中, 还有着很大的进步空间, 人们对这一领域的研究还有着很大的不足, 在其数字信号处理技术的不断革新基础上, 所涉及的范围也已经愈来愈广泛, 从现阶段的发展趋势来看数字信号处理技术还会想着更高的运算速度进行迈进, 也会朝着低功耗和小尺寸的方向进行发展。而当前的数字信号处理技术的开发程度还远远不够, 对于其中所出现的问题也需要我们认真的思考, 从应用的情况来看, 在今后很长的时间内这一技术将会成为一个主流, SFMD也将会是被数字信号处理技术广泛应用的技术, 在新型的数字信号处理技术的逐步改善的过程当中代码兼容性体现出的重要性也会愈加的显著。同时在我国的科学创新的新发展时代, 第二代的数字信号处理技术将会对互补金属氧化物半导体技术进行有机的融合, 同时扩大数字信号处理技术的存储量, 这样也会在很大的程度上对其处理的速度以及精确度得以高效的提升。

3结语

总而言之, 随着我国的科学技术不断的发展以及更新, 数字信号处理技术将会得到更有效率的发展, 在功能以及性能方面也将会得到大幅度的提升, 对于数字信号处理技术的发展来说是永无止境的, 它将承载着人类发展的希望继续的向前迈进。

摘要：当前我国的科学技术正处在不断发展阶段, 一些较为先进的技术已经在人们的生活中得到了广泛应用, 其中数字信号处理技术在这一进步中就表现的较为突出。数字信号处理技术是当前数字化时代的一个比较重要的技术, 它主要就是将视频以及图片和声音等进行模拟信息转换成数字信息的一种技术, 。本文主要就是对这一数字信号的处理技术的发展现状进行深入的分析研究, 希望通过此次的努力能够对实际起到一定的指导作用。

关键词：数字信号处理,技术,发展

参考文献

[1]蔡成林, 吴海燕, 杨玲.数字信号处理教学改革的研究与探索[J].湖南人文科技学院学报, 2011 (02) .

[2]吴凤霞, 王明皓, 唐红.无源定位跟踪滤波算法研究及仿真分析[J].飞机设计, 2011 (03) .

数字电视信号传输技术探讨论文 篇5

3.1对光纤传输信号进行应用

利用光纤进行信号传输，能够有效地满足模拟信号和数字信号的传输需要，并且能够保证视频在传输过程中，具有较高的质量。同时，光纤传输信号的应用，其传输速率能够达到上千Mbps，可以有效地满足信号传输需要。通过对光纤传输信号方式的应用，能够有效地扩大信号传输范围，并且能够实现低损耗、可靠性较高的信号传输目标。光纤传输信号技术的发展和进步，使得这一技术手段得到了推广和应用，并且能够在很大程度上促进数字电视信号传输技术的进步，更好地推进数字电视的发展[6]。

3.2利用数字信号卫星进行信息传输

数字信号卫星的传输方式，能够很好地满足数字电视信号传输的需要。这一传播模式在应用过程中，通过利用卫星将信号传输到指定区域，并能够对信号传输卫星进行远程操控，从而更好地实现数字电视信号传输技术需要。

4我国数字电视信号传输技术未来发展趋势分析

随着互联网技术的快速发展，以及人们对数字电视信号传输技术的广泛关注，这对于促进数字电视信号传输技术的发展和进步来说，起到了至关重要的作用。在未来发展过程中，随着“三网融合”技术的不断成熟，广播电视网、互联网、通信网的有机结合，需要对数字电视信号传输技术进行改进，使其能够更好地满足“三网融合”发展需要。这样一来，数字电视的覆盖率将持续增加，并且数字电视原来的机顶盒将被内部数字电视调谐器取代[7]。同时，数字电视能够有效地实现双向传输技术，不单单能够满足人们观看电视节目的需要，还能够使数字电视的功能得到极大程度的拓展，更好地提升人们的生活水平。

5结束语

结合本文的分析，我们可以看出，数字电视在当下得到了较好的发展，并且数字电视在人们生活中的普及率也不断提升。基于这一发展形式，数字电视在未来发展过程中，必须要注重对数字电视信号传输技术水平进行不断提升，使之能够满足数字电视的发展需要，并且通过技术革新，更好地适应未来的发展。因此，数字电视信号传输技术在发展过程中，要注重加强技术革新，能够结合当下信息技术发展特点，更好地与“三网融合”发展形势保持一致性，从而使数字电视信号传输技术得到更加广泛的应用，使数字电视能够真正得到普及，满足人们多元化的需要。

参考文献:

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[5]尹琛.浅析数字电视信号传输技术[J].电子制作，2015，12：138~139.

[6]刘兆杉.浅谈实现移动数字电视信号传输的有效方式[J].数字技术与应用，2016，02：256.

数字信号处理技术 篇6

关键词：数字图像；处理技术；电子信息

中图分类号：TN911.7 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）09－0153－02

不论在哪种通讯手段中，人们都更愿意选择直观的图像表达，因此，未来社会对图像传递信息的要求越来越高，及时性、直观性、客观性等发展条件都对现有的数字图像处理技术提出了挑战。

1数字图像处理技术概述

数字图像处理又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。这一过程包括对图像进行增强、除噪、分割、复原、编码、压缩、提取特征等内容，图像处理技术的产生离不开计算机的发展、数学的发展以及各个行业的应用需求的增长。20世纪60年代，图像处理的技术开始得到较为科学的应用，人们用这种技术进行输出图像的理想化处理。

经过多年的发展，现在的电子图像处理技术已具有了以下特点：更好的再现性：数字图像处理与传统的模拟图像处理相比，不会因为图像处理过程中的存储、复制或传输等环节引起图像质量的改变；占用的频带更宽：这一点是相对于语言信息而言的，图像信息比语言信息所占频带要大好几个数量级，因此图像信息在实现操作的过程中难度更大；适用面宽：可以从各个途径获得数据源，从显微镜到天文望远镜的图像都可以进行数字处理；具有较高的灵活性：只要可以用数学公式和数理逻辑表达的内容，几乎都可以用电子图像来进行表现处理.

2数字图像处理技术的发展

自从美国在1964年开始通过卫星获得大量月球图片并运用数字技术对之进行处理之后，越来越多的相应技术开始被运用到图像处理方面，数字图像处理也作为一门科学占据了一个独立的学科地位，开始被各个领域的科学研究运用。图像技术再一次的飞跃式发展出现在1972年，标志是CT医学技术的诞生，在这种技术指导下，运用X射线计算机断层摄影装置，根据人的头部截面的投影，计算机对数据处理后重建截面图像，这种图像重建技术后来被推广到全身CT的装置中，为人类发展做出了跨时代的贡献，随后，数字图像处理技术在更多的领域里被运用，发展成为一门具有无限前景的新型学科。之后十年数字图像处理技术也朝着更高深的方向发展，人们开始通过计算机构建出数字化的人类视觉系统，这项技术被称为图像理解或计算机视觉。很多国家已在这方面投入了很多的研究精力，并取得了高深的研究成果，其中，20世纪70年代末提出的视觉计算理论为后来计算机数字图像技术的理论发展提供了主导思想，但理论上如此，在实际操作中还存在着很多的困难。

我国在建国之初就展开了计算机技术的研究，而改革开放以来，我国在计算机数字图像处理技术上的发展进步也是非常大的，甚至在某些理论研究方面已赶上了世界先进水平，首先，对于成像数据的收集能力方面，我国通过成功研发的一系列传感器以及发射的对地观测卫星，能够及时有效地获得风云、海洋、资源和环境减灾等方面的相关数据，并取得了有效的数据结果和数据成像效果。另外，数字图像处理技术应用较为广泛的领域代表分别是建筑、通行工程和生物医学工程方面，这些方面对数字图像处理技术的应用，最能直接体现该技术的发展现状。在建筑行业中，数字图像处理技术可以将拟建造的建筑或建筑群的高度、密度以及其他可能影响建筑质量、建筑环境的信息转换成图像，从而使设计者更为合理地进行规划；在通信工程领域，数字图像技术和语音、文字等因素构成了现代多媒体的基本内容，在传递图像的过程中，采用编码技术来压缩信息的比特量，这种技术现在的发展内容包括变换编码等，未来可能发挥作用的还有小波变换图像压缩编码、分行编码等。在生物医学工程中，书籍图像技术能将人体活动的机理以图像的形式客观地呈现在研究者面前，对医学未来的发展具有不可替代的作用。

3数字图像处理技术的发展趋势

计算机数字图像处理技术在未来信息技术方面将会发挥的重要作用早已被人们看到，对于计算机图像技术的发展道路，大致可以归结出3个原则性内容：①未来数据图像技术强调高清晰度、高速传输、实时图像处理、三维成像或多维成像、智能化、自动化等方向发展。②未来数字图像处理技术强调操作、运用的方便性，图像处理功能的集中化趋势是必然会存在的。③更新的理论研究与更快的算法研究。理论走在实践的前面，已经是现代科学的特点，未来数字图像处理技术的实际运用要取得更多的发展，必然离不开理论和研究方法的更新，新理论中包括小波分析、分形几何、形态学、遗传算法等都将得到更深层次的发展。

4结束语

数字图像处理技术的有效应用在人们日常生活中就能切身地感受到，不管是看电视、看电影、上网还是移动通信，每个人都与这种技术发生着最紧密的联系。数字图像处理技术的发展关系到每个人对优越的社会生活、现代物质享受的程度的深浅，所以，对之进行及时的研究和关注在电子通信行业中是非常重要的。

参考文献：

［1］朱睿.数字图像处理技术现状与展望［J］.中国科技博览，2011（14）.

谈数字处理技术 篇7

关键词：分布式结构,快速付里叶变换,并行处理技术

近几年来, 超大规模集成电路 (VLSIC0) 、超高速集成电路 (VHSIC) 、和砷化镓集成路都取得了可喜的进展。单片硅集成电路已集成了上亿个元件, 砷化镓集成电路的集成度虽然只有硅集成电路的几千分之一到几百分之一, 但它的时钟运行速度高于1GHZ。它们的应用, 大大改变了数字电路设计思想和设计目标, 从而显著地改变了硬件的形象。

1 新的设计概念

并行处理技术、带有微处理器的分布结构、快速付里叶变换以及计算机模拟和辅助设计等思想、技术的使用, 对现代数字信号处理设备产生十分重大的影响。综合利用这些思想、技术更快更好地设计出先进的数字信息处理系统。这就意味着要显著地改进人机接口、机内测试设备和处理信号的能力。新型设计手段, 加上VLSIC、VHSIC和专用集成电路 (ASIC) 的发展, 使人们可以研制出高可靠、低成本和低使用维持费的数字处理系统。

2 并行处理技术

并行处理技术是通过处理器的控制作用, 将所需处理的信息分给许多处理单元同时处理。它的使用, 可使信号处理速度增加几个数量级。由于速度的提高, 就可以处理较多的复杂信号, 及时完成多种功能的分析处理, 使几年前不能胜任的复杂信号处理得以实现, 在电子战系统中, 现在每秒钟可以处理上亿个脉冲信号。

随着这些信号处理技术的开发, 并可能利用器件将它们硬化。在进行系统设计的时候, 在没有进行试验和试制之前, 就可以利用设计的模拟, 纸上谈兵, 对大量的系统方案进行验证。验证的内容包括高分辨率定向、自适应滤波、数据压缩、图形识别、波束成形、频谱分析和性能参数的估价等。

3 分布式结构

继并行处理技术之后, 又使用了分布式结构和微处理器。这样可以将要处理的任务从中央处理单元 (CPU) 移送到分散的处理器中进行, 它不仅可以提高处理速度, CPU可以用来完成其他任务, 例如连续地监视系统自身的运行、故障隔离, 从而提高系统的可靠性, 大量节省维修用的材料和时间。

分布式结构可以使用小型终端, 较好地解决了人机接口问题, 故障率下降, 能自动迅速地处理问题。因为在这种结构方式中, 可用专门的处理器来处理特殊类型的信号。在信号密集的环境条件下, 它便能较多地识别确定信号, 并实施无线电干扰等。

4 快速付里叶变换

实时信号处理系统的构成是由对它的要求决定的。模拟装置可以快速而有效地进行信号处理, 而数字装置可以增加分析的精度、处理极为均匀, 还可以对信号进行重复处理。数字处理装置的核心是快速付里叶变换器 (FFT) , 它能将对应于时域的数字信息变换成对应频域的函数, 其最大的优点是可以实时输出相位和幅度信号。别处, 加上它的动态范围、处理增益和线性特性, 使FFT处理器可以作为规范的信号调整器。随着新的调制技术的研制和应用于其他射领域, 将要求FFT信号调整器有更快的处理速度和更大的变换容量。

5 新的设计手段

随着计算机辅助设计工程 (CAE) 有了较大的突破, 工程师可以坐在电脑显示器前, 从存储在CPU的:“实验室”调出各种“器件”, 组成门陈列或定制片。这种设计利用计算机模拟、定时分析, 完成这些工作可以不使用一点硬件, 设计出的信号处理器体积小、重量轻、电源功率消耗低, 仅是一般信号处理器的几分之一, 信号处理能力还更好。

6 专用集成电路

计算机辅助设计在分立元器件的基础上和重要进展, 是硅编译程序。它是一种能实现超大规模集成电路技术的一种设计算法, 使之从晶体管或微电平走向系统级的设计, 工程技术人员可以利用它设计出大的结构, 如存储器、逻辑单元、寄存器等, 最后组成完整的系统。

定制片, 也就是所谓专用集成电路, 是在一系列先进的集成电路设计和制造技术的基础之上产生的。它的出现说明研制定制片的费用已经显著减少, 而设计和制造通用数字集成电路的费用却在增加, 所以可根据用户的要求, 进行设计制成专用集成电路。专用集成电路的出现表明, 今天在那些体积、重量和功率消耗都是十分重要的条件下, 采用定制片是实现高性系统经济而有效的方法。

这种设计方法不仅适用于导体工业, 而且已经扩大到了系统结构的设计, 能够设计出更好的系统。它的进一步发展便出现了硅编译器。硅编译器能够更好地将数字功能描绘成几何图形信息, 用于制造集成电路。随着这种技术的发展, 一般设计人员就可以使用它设计出集成电路, 实现独特的结构和性能, 解决他们系统的问题。

7 超高速集成电路

目前, 随着硅集成电路的设计和制造技术不断完善, 功率更大、速度更快的数字处理电路将不断出现, 利用它们生产的VHSIC电路, 能够增加信号处理系统的能力, 还能减小体积、降低使用期限的维持费用。这种信号处理系统用于遥控飞行器、飞机、潜艇和新一代地面机动作战车辆, 就可以大大加强它们的电子战作战能力。

参考文献

[1]宁俊瑞.图象数字处理技术在叠后去噪中的应用[J].石油物探, 2006.

数字信号处理技术 篇8

各种千变万化的物理量存在于自然界中, 但就其规律变化不外乎两大类。其中在时间和数值上均作连续变化的一类物理量, 如收音机、电视机接收的视频信号, 音频信号, 处在正常情况下它们的电压信号都是随时间作连续变化一般不会发生突变。这种称为模拟量的物理量, 把表示模拟量的信号叫做模拟信号。语音信号、典型的模拟信号就是正弦波信号。产生、传送、变换和处理模拟信号的电路叫做模拟电路。

1 数字信号和数字电路

一类在时间和数值上均作为断续变化的物理量, 这就是说它们的变化在时间和数值上是不连续的, 离散的。如同工厂库房里的元器件的数量、或操场上的人数等, 它们的数量增减的变化和大小都是以最小单位“1”的整倍数, 如果小于“1”的这个最小单位的数值是没有物理意义的。象这种物理量称为数字量, 把代表数字量的信号称为数字信号。矩形波、最典型的数字信号就是方波信号。

数字信号通常被称为离散信号, 脉冲信号, 一般来说数字信号它有电位型和脉冲型两种, 它在两个稳定的状态之间作阶跃式变化, 用高低两个电位信号表示数字“1”和“0”是电位型表示法, 而脉中型表示法是用有无脉冲表示数字“1”和“0”。产生、传送、处理、变换、存储数字信号的电路叫做数字电路。数字电路包括数字电路脉冲电路两大部份, 因此, 数字电路又称为脉冲数字电路。其中脉冲电路主要研究脉冲信号的产生和变换及处理。

数字信号也是一种电信号, 但是这种电压的幅值只在两种情况之间跳动变化, 即高电压和低电压。那么, 这个高电压与低电压具体是多少呢?这要看每个电路的规定。一般来说, 高电压与电路的供电电压接近, 低电压与O就表示0。如果一个电路的信号满足以上特征, 则它就是一个数字电路[1]。

2 数字电路的分类及其特点

2.1 数字电路的分类

1) 按结构分, 分为立元件电路和集成电路两类;将每个基本元器件如电阻、电容、二极管、三极管、场效应管等用导线连接起来的电路为分立元电路。把各个基本元器件及它们之间的连线制作在一块基片上, 再按一定的包装形式进行封装, 提供给用户。用户在使用时, 通过外部管脚来利用芯片内部电路这种形式的电路称集成电路。集成电路按照一个基片上集成的基本元器件的数量多少可分为大小规模的集成电路, 如每块电路大约包含10~100个基本元器件, 则为小规模集成电路 (Small Scale Integraed Circuits, SSIC) , 如各种逻辑门电路、集成触发器等;如每块电路大约包含100~1000个基本元器件, 则可称为中规模集成电路 (Middle Scale Integraed Circuits, MSIC) , 如编码器、计数器、寄存器等;如其每块电路大约包含1 000~10 000个基本无器件, 则可称之为大规模集成电路 (Large Scale Integraed Circuits, LSIC) , 如存储器、串并接口电路、中央控制器等;如果每块电路大约包含10 000个以上的基本元器件, 则可称之为超大规模集成电 (Very Large Scale Integraed Circuits, VLSIC) 如各种微处理器等。

2) 按数字电路的半导体器件的构成来分, 可分为单极性电路和双极性电路两类, 工作时内部有两种载流子的二极管和三极管, 所以称为双极性半导体器件。靠导电沟道工作的场效应管, 称为单极性半导体器件。双极性集成电路是以双极性管为基本器件, 如TTL电路、ECL电路、I2L电路。单极性集成电路是以单极性管为基本器件的集成电路, 如NMOS电路、PMOS电路、CMOS电路。

3) 记忆工能的电路来分, 可分为时序逻辑电路和组合逻辑电路;时序逻辑电路在任意时刻的输出不仅取决于电路当前的输入, 而且与电路过去的状态有关, 如触发器、寄存器、计数器等, 这些集成电路都为时序电路, 它们可以“记忆”过去的输入。组合逻辑电路在任意时刻的输出仅取决于电路当前的输入, 而与电路的过去状态无关。如译码器、编码器、全加器、数据选择器等, 它们的特点是不能“记忆”过去的输入[2]。

2.2 数字电路的特点

数字电路相对模拟电路而言主要具有以下优点:

1) 数字电路不但能完成 (加、减、乘、除) 的运算, 而且还能够完成 (与、或、非等) 逻辑运算, 这在控制系统中是必不可少的, 所以人们常所数字电路也称为数字逻辑电路。2) 数字电路中, 不论是逻辑运算还是算术运算, 其们号代码只有“0”和“1”两种, 电路的基本单元比较简单, 也方便集成和批量生产和制造。随着工艺的飞速发展和半导体技术, 数字电路就是数字集成电路。集成电路的批量生产成本低, 使用方便。3) 由数字电路组成的数字系统, 只有高低两种电平的工作信号, 所以半导体的数字电路一般工作在导通和截止这两种开关状态, 功耗低, 搞干扰性强, 稳定性好, 可靠性高。4) 保密性好。可以对数字信号进行加密处理的数字电路, 在传输过程中不易被窃取信号。5) 通用性强。通常采用数字集成电路组成的数字电路系统, 它具有较强的通用性特点。

3 结语

在数字电路设计中, 信号反射的完整性问题往往对整个系统的性能造成许多难以预料的影响。因此对数字信号和数字电路的分析是个举足轻重的问题, 只有解决好这个问题, 系统才能准确、稳定地工作。

参考文献

[1]张建国.数字电子技术[M].北京:北京理工大学出版社, 2007.

数字电视信号传输技术 篇9

数字电视信号传输概述

数字电视信号的传输是指信源发出的模拟信号经过数字终端的信源编码成为数字信号, 终端发出的数字信号, 经过信道编码变成适合于信道传输的数字信号, 然后由调制器把信号调制到系统所使用的数字信道上, 再传输到对端, 经过相反的变换最终传送到信宿。数字电视信号的传输需要某种传输媒介来实现。在大多数情况下传输码流是不能直接通过传输信道进行传输的, 必须经过某种转换, 使之变成适合在规定信道中传输的码流。

在我国, 最为常用的电视传输网络模式为有线电视网络, 我国有线电视HFC网带宽多在450M以上, 750M和1G的网络正在快速发展。这类网络可以传输数十套模拟节目或数百套数字电视节目, 可提供观众广泛的收视选择。由于有线电视是个封闭的系统, 电视信号在光缆、电缆里传送, 避免了干扰, 同时信号强度较为一致, 收看质量很好。在有线网进行了双向改造之后, 还可以开展多种综合业务。与无线电视相比, 有线电视运营、管理、维护费用也较低, 并可开展收费服务, 未来有线电视对无线电视的替代仍将继续。

数字电视信号中的传输标准

数字电视技术最先出现在欧洲。从20世纪80年代开始, 欧洲几个电视技术较为先进的国家, 如德国、法国、英国, 都开始研究数字电视技术, 并且诞生了MAC1/MAC2/MAC3 (模拟分量时复用传输技术) 等三代数字卫星电视节目广播, 当时数字技术已经很先进。1995年9月15日, 美国正式通过ATSC数字电视国家标准。1996年4月, 法国第一个开始了数字电视商业广播, 全世界的数字电视广播迅猛发展, 其中尤以DVB-S广播技术的应用发展最为普及。2012年2月, 我国地面数字电视传输标准DTMB得到国际电信联盟 (ITU) 的通过, 正式成为继美、欧、日之后的一个数字电视国际标准。 (表1给出了ATSC、DVB、ISDB和DTMB对比数据) 。

数字电视信号传输技术简介

1.SDH (Synchronous Digita Hierarchy, 同步数字体系) 技术

该技术也是一种光纤传输体制, 它以同步传送模块 (STM-1, 155Mbit/s) 为基本概念, 其模块由信息净负荷 (payload) 、段开销 (SOH) 、管理单元指针 (AU) 构成, 其突出特点是利用虚容器方式兼容各种PDH体系。它有全世界统一的网络节点接口和一套标准化的信息结构等级, 具有丰富的开销比特专用于网络的维护管理, 采用同步复用结构并具有横向兼容性, 因而能够灵活动态地适应任何业务和网络的变化, 是一种理想的新一代传输体制。自从1988年SDH成为世界性标准以来, ITU-T已经颁布了涉及网络、设备、接口、性能、同步、保护和网管等一套15个建议, 而且日臻趋于完善。目前, SDH已成为公认的未来信息高速公路的主要物理传送平台。表2给出了该技术的特点。

2.3G技术

3G是第三代移动通信的简称, 是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息, 速率一般在几百kbps以上。3G是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统, 目前3G存在四种标准:CDMA2000, WCDMA, TD-SCDMA, Wi MAX。。CDMA (Code Division Multiple Access, 码分多址) 是第三代移动通信技术的技术基础, 是指不同用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或者时隙不同, 而是用各自不同的编码序列来区分, 或者说是靠不同的波形来区分。

3G技术为我们带了较高的带宽, 利用这个带宽可以把电视信号进行合理有效的压缩编码得到一个合适的码流, 利用通讯运营商的服务来进行电视信号的传输。图1给出了使用3G技术进行电视信号传输的流程图。

电视信号的3G传输相对于传统的传输手段, 主要优点有: (1) 信号传输了实现了无线可移动; (2) 不受时间、空间限制、无需预约; (3) 传输设备简单, 使用方便; (4) 费用低廉。

数字信号处理技术 篇10

数字信号处理应用技术是电子和信息专业的一门高年级专业课, 是基础专业课“数字信号处理”课程的具体应用。学生们在学过数字信号处理后, 通过学习数字信号处理应用技术这门课程, 掌握实际工作中利用数字信号处理芯片实现数字信号处理各种算法的方法。

数字信号处理课程设计是在数字信号处理课程结束后, 利用一周的时间, 进行综合性的设计实验, 目的是通过综合性的设计过程, 将数字信号处理应用技术课程讲授的各个基础知识综合应用, 使学生们对数字信号处理应用技术的知识点有直观现实的了解。目前, 数字信号处理应用技术课程设计主要以T I公司的TMS320C54x芯片为实验芯片, 设计过程中涉及的知识主要有:TMS320C54X芯片的结构及基本原理, TMS320C54X的片上外设, DSP系统的硬件设计, DSP系统的软件设计及集成开发环境CCS的使用。

由于实验教学环节的课时比较少, 目前实验以简单的验证性实验为主, 因此, 用一周的时间完成某个设计题目的课程设计环节对提高学生的动手能力, 分析解决问题的能力有很大的帮助。

2. 课程设计教学研究

现代教育目的是提高学生的实践能力, 创新能力, 课程设计教学是对这两个重要能力进行锻炼的有效环节。在教学过程中, 需要根据学生的基础, 设计难易适中的设计题目, 提供合适的实验设备。我在教学过程中, 对如何提高课程设计环节的教学效果, 做了一些研究, 首先可以分析出, 在学习这门课之前, 学生们学过数字信号处理, 学过单片机, 有数字信号处理及芯片的基本概念。但由于实际应用较少, 对芯片及数字信号处理的知识大多处于理论阶段。没有较为深入的认识。学生的理论基础并不是很扎实, 同时动手能力和自学能力也不是很强。针对这一问题, 我在题目选择, 课程设计方法及相关实验设备上做了一些研究。

(1) 题目选择

课程设计的题目不能过于简单, 这样达不到提高学生实践能力, 加深对课堂讲授内容理解的目的, 同时, 设计题目也不能过于复杂, 学生们对知识的理解和动手能力毕竟处于一个比较初级的阶段, 过于复杂, 难度较大的题目, 学生无法完成, 也不利于动手能力的提高, 同时打击了学生们学习的积极性。设计的题目应该在难易程度上拉开距离, 不同能力的学生可以根据自己的情况, 设计完成相对应的题目, 从而都得到适当的锻炼。在教学环节中, 我选择了以下几个题目:

a.FIR滤波器设计

这个设计题目的主要目的是:了解FIR滤波器的原理及使用方法, 了解使用MATLAB语言设计FIR滤波器的方法, 了解FIR滤波器的DSP设计及实现方法, 熟悉FIR滤波器的调试方法。

其基本要求是:使用MATLAB设计出采样频率为1 0 0 0 H Z, 截止频率为300HZ的FIR低通滤波器;在CCS中编写程序, 实现滤波器;生成40HZ和480HZ的合成信号, 通过设计好的滤波器, 验证滤波结果。

FIR滤波器是数字信号处理理论中的一个重要内容, 通过该题目, 学生学会如何使用DSP芯片设计完成规定参数的滤波器。

b.按键测试设计

设计题目的主要目的为:了解DSP中断的编程方法;了解DSP试验箱上按键中断产生方法。了解DSP试验箱上数码管的显示编程方法。

基本要求是:本设计是一个测试键盘的实验, 要求运行程序后依次按键1~8, 数码管依次显示7~0, 任意按一键, 其对应的数码管显示相应的数字。

c.定时器综合设计

设计题目的主要目的是:了解DSP的定时器定时原理及定时时间计算方法;了解数码管显示原理及编程方法;了解DSP中断编程方法。设计题目的基本要求是:本设计是定时器定时及显示实验, 通过编程, 实现数码管显示时间的功能, 时间显示的精度是ms级。

d.数码管测试实验设计

设计题目的主要目的是:了解数码管显示原理及编程方法, 了解DSP的I/O端口编程方法。

设计题目的基本要求是:本设计是数环显示功能, 每个数码管先依次显示0, 再依次显示1, 重复下去, 直到依次显示F后, 重新依次显示0。

e.液晶显示实验设计

设计题目的主要目的是:了解DSP的液晶屏显示原理;了解DSP的I/O访问方法;了解DSP试验箱液晶屏显示编程方法。

设计题目的基本要求是:本设计是液晶屏显示测试程序, 程序运行后, 试验箱上的液晶屏显示连续变化的图像。

f.YUV图像处理之汉字叠加

设计题目的主要目的是:了解YUV图像的数据格式;了解图像中汉字叠加原理;了解CCS中载入图像数据, 观看图像的方法;了解CCS中图像处理编程方法。

设计题目的基本要求是:根据图像叠加汉字的原理, 在C C S中编程实现在YUV图像上叠加汉字;载入测试图像;运行程序, 测试程序的正确性。

以上是课程设计题目的一些例子, 在这些题目里, 有单纯软件上的设计, 如YUV图像处理之汉字叠加设计, 这个题目能够让学生学会如何在CCS软件上完成图像处理的功能, 即如何使用DSP芯片完成图像处理的算法。有对硬件进行的设计, 如按键测试设计、定时器综合设计及数码管测试实验设计, 这些设计题目可以使学生对如何使用设计工具CCS完成对硬件I/O口的控制和操作有深入的了解。有创新性的设计, 如液晶显示实验设计, 该设计题目使学生在掌握对DSP硬件I/O口操作同时, 掌握液晶显示屏显示方法, 通过设计如何显示出自己需要的图像, 完成知识的学习, 学生们也比较有兴趣。在实际教学过程中, 我发现课程设计环境是学生们学习兴趣最大, 锻炼动手能力, 学习掌握知识效果最好的环节。

(2) 课程设计方法及设备研究

在教学过程中, 我发现了一些针对课程设计环节存在的一些问题, 由于设备的限制, 目前我们使用实验箱来完成课程设计的题目。实验箱的优点是硬件的各个设备已经连接好, 并且经过测试, 运行稳定。但是同时, 使用实验箱进行课程设计也存在诸多的缺点。由于实验箱的硬件连接已经固定, 对于硬件设计知识的学习只能通过观察研究实验箱的连接完成, 学生们不能自己动手重新设计硬件结构, 进行硬件连接, 因此, 有关硬件设计的知识在课程于硬件连接固定, 因此, 课程设计的内容只能限定在硬件设备在试验箱上的题目, 如果学生们想发挥自己的创造力, 开发一些非经常使用的设备, 那么就无法用试验箱完成。针对在教学中发现的这些问题, 我认为使用通用的开发板作为课程设计的实验设备是更为合适的。

3. 结语

数字信号处理应用技术这门课是一门应用性很强的专业课, 在本门课程课程设计环节, 我通过对设计题目选择, 课程设计方法及相关设备的思考和研究, 提出了一些教学上的改革意见, 目的是通过这些改变, 提高本门课程的教学效果, 使学生们在课程设计阶段学到知识, 提高能力, 更好的为将来的工作做准备。

参考文献

[1]张雄伟, 曹铁勇, 陈亮, 杨吉斌等.DSP芯片的原理与开发应用 (第四版) .北京:电子工业出版社.2009.3

[2]高海林, 钱满义.DSP技术及其应用.北京:清华大学出版社.北京交通大学出版社.2009.7

[3]TMS320C54x DSKplus User's Guide.Texas Instruments.

无线电数字信号处理 篇11

【关键词】无线电;软件无线电;数字信号处理技术

在无线电通信飞速发展的今天，数字无线电信号处理技术也有了新的要求。为了满足新的技术标准和要求，推广无线电技术的发展和应用，进一步加强研究无线电数字信号处理技术显得尤为重要，其成为了业界广泛关注的焦点，是目前针对数字信号处理技术研究方向中的一个重要课题。

一、无线电、软件无线电、数字信号处理技术的概念

1.无线电的概念介绍

早在1893年，无线电便被国外科学家尼古拉·特斯拉发明，这是无线电通信技术第一次被公开展示。那么，所谓无线电，是指在所有自由空间（包括空气和真空）传播的电磁波，是其中的一个有限频带，上限频率在300GHz（吉赫兹），下限频率较不统一，在各种射频规范书里，常见的有3KHz～300GHz（ITU-国际电信联盟规定），9KHz～300GHz，10KHz～300GHz。

2.软件无线电的概念介绍

软件无线电的发明起源于20世纪90年代，是目前较为流行并被广泛应用的新型无线电通信技术，可以把它看做作是具有智能化的无线电。软件无线电是指一种无线电广播技术，它基于软件定义的无线通信协议而非通过硬连线实现。其英文缩写为SDR。换句话来讲，频带、空中接口协议和功能可通过软件下载和更新来升级，而不用完全更换硬件。同时，软件无线电具有随环境变化参数，更有效、智能的利用资源的优势。

3.数字信号处理技术的概念介绍

回顾数字信号处理技术的发展历程，它已经历了五个不同的发展时期。从上个世纪70年代到如今的21世纪，数字信号处理技术在经历了漫长的演变和研究探索之后，终于变得逐渐成熟，被广泛应用到人们的日常生活当中，具有广阔的市场前景。那么，何为数字信号处理技术呢？它被定义为是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。数字信号处理与模拟信号处理均是新号理的子集。通俗来讲，数字信号处理技术，就是一种采用数值计算方式来对信号进行加工的理论与技术，其英文简称为DSP。

二、数字无线电与软件无线电的关联性

无线通信的发明与发展，对人类文明和信息技术的进步起到了重大的作用。通信系统通常被分为两大类，模拟和数字。其中，信息的传递和描述是通过模拟形式来实现的。所以模拟通信技术便应运而生，广泛被应用到了电视、广播等领域里。而由于数字信号在理论上存在着一定优势，所以信息数字化成为了一种趋势，数字通信技术迅速兴起，为多媒体通信的实现，提供了有力的保障。其实，数字通信技术已经具备了数字无线电的特征，数字无线电技术由于自身包括多项技术，其更多的旨在为数字信号处理、基带信号处理、调制与解调等进行服务。从另一种程度意义上来讲，是数字信号处理理论上的提高推动了数字无线电技术的发展，而数字无线电技术的他、日渐成熟又为新型的软件无线电的提出和应用做了铺垫。

软件无线电早年一直应用于各国的军事建设领域，在不断研究发展后，被应用到了民间的通信领域。它的迅速发展很好的解决了目前通信系统技术标准复杂多样，难以兼容统一的难题，并且由于其本身具有可编程的特性，很好地实现了老旧设备也能经济升级的愿望。那么，从数字无线电到软件无线电，前者成为了后者发展实行的前提与基础，而后者变成了前者最终的演变趋势。数字无线电作为一种技术手段，更倾向于对无线通信系统实施描述;软件无线电则让数字无线电技术变得更抽象，是一种全新的无限通信系统，可称为数字無线电的升级版。

三、数字信号处理技术与软件无线电结构的特点

数字信号处理技术由于具备很强的稳定性，并对环境中的温度、噪音有着很强的适应性，所以得到了广泛的发展和应用。其实质上就是通过对数据的变换和提取，进而转换，变为能让机器与人识别的形式。鉴于其可以利用软件来对参数实行修改处理，不难看出它有着很强的灵活性。

软件无线电的结构有着开放性与可编程性的特点，非常有益于硬件设备的升级、扩展。这种种优势必将使无线电通信系统更具备可靠性、灵活性、兼容性。软件无线电的结构特点，还能减少无线电设备维护费用，节约成本。

四、软件无线电数字信号处理技术

1.对数字信号的高速处理

利用软件无线电技术来对基带、调制解调和数字上下变频等问题进行处理。基于其本身结构特性，更好地把各个器件结合在一起，提高单片的可编程性，从而完成解扩和解跳的工作部分，实现更多的功能效果。此外，还可以采用多芯片同时并用的方法来避免出现单编程器件无法满足处理能力的情况。

2.A/D与D/A转换器件的应用

软件无线电本身的结构特点对于A/D和D/A转换器件的要求很高，采样速率和采样精度成为了关键因素。其中，影响采样速率的是信号带宽，在实际中一般取信号带宽的2.5倍，同时必须注意转换器件的范围值符合软件无线电的标准要求。例如：某A/D转换器件，其动态范围在100-120dB之间，输入信号频率的最大范围在1～5GHz，这种情况就符合无线电的标准。

3.DSP与FPGA技术的结合

所谓DSP，是一种数字信号处理器，被广泛应用到无线电技术当中。通过对DSP进行改制、制造出专用芯片，并做成集成电路，进而做到降低功耗、减小尺寸、提高处理数字信号技术的性能。而FDGA作为现场可编程的逻辑门阵列，拥有着DSP的所有优势，并且在性能上已超过了它。那么如果将DSP与FPGA技术相结合，必定会实现无线电与硬件的完美结合。运用FPGA对接口的处理，更好地与DSP有效连接，从而达到提高系统效率降低经济成本的目的。

五、总结

总之，在信息网络迅猛发展的今天，数字信号处理技术必将朝着性能更强、更专业化、标准化的方向发展，通过利用无线电通信技术，将会大大促进数字信号处理能力的发展，从而被广泛的应用到实际生活当中，更好地满足社会的发展和人民的需求。

参考文献

[1]李宏俊.数字信号处理技术的发展趋势分析[J].电子制作，2013，14：101.

[2]谢佑兴.数字信号处理的基本内容、应用及其发展动向[J].军事通信技术，1982，01：42-61.

数字信号处理技术 篇12

数字波束形成(DBF)技术是在原来模拟波束形成原理的基础上,引入先进的数字信号处理方法后建立起来的一门新技术。它属于阵列信号处理范畴,充分利用了阵列天线所检测到的空间信息,方便地获得超分辨和低分辨的性能、实现波束扫描、自校准和自适应波束形成等。正是由于以上特点,在雷达面临的日益复杂的电磁环境和四大威胁下,DBF技术正显现出巨大的潜力。因此,自本世纪80年代以来,美,英,德,法,荷兰等国家都投入了大量的人力和物力进行这方面技术的研究,组建了相应的实验系统,并已将该技术应用在雷达,声呐等方面。数字波束形成技术的成功应用,将雷达技术带上了一个新的高度。我国在80年代末也开始这方面的研究并取得了长足的进步,目前该项技术已经成功应用在雷达系统中。随着大规模集成电路和微波集成电路的发展,使得波束形成的全数字化得以实现。

本文主要介绍了波束形成技术的组成、原理和实现方法。30路经阵列天线输出的阵列信号通过A D采样数字化后送到数字波束形成进行处理,通过对各路信号的复加权处理,在0.2us同时形成10个不同指向的波束信号。由于数字波束形成一般是通过DSP或FPGA用软件实现的,所以具有很高的灵活性和可扩展性。

2 数字波束形成的组成和原理

数字波束形成就是用数字处理方法,对于某一方向入射信号,补偿由于传感器在空间位置不同而引起的传播程差导致的相位差,实现同相叠加,从而实现该方向的最大能量接收,完成该方向上波束形成,这就是数字波束形成的物理意义。

数字波束形成这个术语实际上指的是一个系统,它的组成如图1所示。它主要由天线阵列,接收机模块,A/D模块,数字波束形成器,波束控制器和后置信号处理器组成。工作流程是回波信号由天线阵列输出至接收机模块,信号经过接收机下变频后送A/D模块采样成数字信号,送到数字波束形成器进行波束合成。波束控制器完成波束形成预定的或是自适应的加权系数运算并送到波束形成器参与完成波束形成。波束形成的结果送到后置信号处理器作进一步处理。本文主要介绍波束形成器和波束控制器的工程实现方法。

波束形成算法是波束形成的核心和理论基础,它通过接收的信号和一些先验知识计算出加权因子,然后再对输入的信号在波束形成网络中进行加权处理完成波束形成。

波束形成有很多的优点,在此不一一赘述。通过对波束控制器中的权系数的运算进行灵活的控制,譬如自适应零点运算,不同权值系数的应用等,即可方便地实现波束形成的很多优点。

3 数字波束形成器的工程设计

对于数字波束形成器,简言之就是要完成下列运算(波束输出B):

式中,Xn为30个通道的复信号,Wn为加权系数,Cn为校正系数,Sn为波束指向系数。

波束形成器实际是一种空域滤波器,是对空域某角度的匹配滤波。当接收信号到天线的入射角与系统设计时分配的指向相匹配时输出的波束幅度是最大的,据此可以进行精确的高度测量。

由公式可以看出,波束形成器实质是完成输入信号和对应的权系数复数乘法累加的功能。为了降低设备的系统复杂度和简化电路设计,考虑用一块插件完成接收波束形成。综合考虑后采用一片ALTERA公司的Stratix器件EP2S60来完成数字波束形成器的设计。设计时首先要考虑大量高速数据的传输问题,采用低压差分传输(low voltage differential signal,L V D S)方式解决多路数字中频采样A/D输出与波束形成器的数据传输问题。根据系统要求,在0.2us内完成30个阵元、10个波束的运算,构建电路的模式可以有多种,根据运算速度,资源占有量,电路复杂度等方面综合考虑后,采用10个相同的复乘电路独立完成十个波束的运算。每个复乘电路若完成32个阵元、0.2us内的复乘累加则需要160MHz的高速时钟,这大大提高了调试难度。因为EP2S60的资源比较充足,所以考虑将30个阵元划分为两部分各16个阵元来完成运算,不足的单元用0补齐。这样时钟的速度可以下降一半,运算后的结果再通过加法器合成为30个阵元的结果。10个复乘电路的输入信号都是相同的,而加权系数是十组不同的系数,所以可以同时得到不同指向的10个波束。由此还能看出,如果可以灵活地更改加权系数,就可以灵活地改变波束要求。电路设计框图如图2所示。

4 数字波束控制器设计

波束控制器的作用是对A/D的输出,或波束形成结果的输出,通过适当的算法,得到最佳的加权系数,从而获得波束形成的最佳响应。

根据雷达系统设计要求,雷达有多种工作模式及多个工作频率,针对每种工作模式及频率,其波束指向角、加权因子等系数都有不同的设计要求,而且当雷达工作在某个频率时,要将该频率相对应的权系数实时送到波束形成器完成波束形成。

前面已经提到,波束形成系数由三部分组成,加权因子和指向角系数都可以按预定要求计算好保存在R A M中,而对于波束形成影响最大的是通道间的幅相不一致性,它可以导致波束指向不匹配,副瓣电平抬高,使测高精度大大下降甚至错误。因此在做波束形成时很重要的工作是要对通道进行校正处理。通道不一致性与天线、接收机通道内的噪声等因素有关,是个随机的变量。一般来说天线的影响在加工完成后对校正系数的影响可以认为变化不大,而变化的是接收机内噪声等因素。因此需要经常对系统进行校正处理。这就需要在进行设计时充分考虑运算的实时性。

综合上面的分析,波束控制器的实现用一片AD公司的通用DSP-ADSP21060来完成。它主要完成以下几个功能:

(1)校正功能

校正根据系统的不同可以分为发射校正和接收校正。其作用都是修正信号传输通道中引起信号相位幅度不一致的因素,使所有信号幅度相位一致。不同频率下的校正系数也是不相同的,所以系统设计时要考虑所有工作频率的校正问题。下面对接收校正方法作简要说明。

接收校正的方法是30行阵元信号通过波束形成器中设计的R A M电路接口与D S P的数据线相连,D S P通过对R A M缓存的读取对所有频率下的30行阵元信号进行采样,将采样的信号保存在D S P的R A M中。在每一个频率点下选择某一路阵元作为参考,其余阵元与该参考单元相比较。

若测试采样信号为

i为阵元通道号,X0为选出的参考单元,则校正系数

将该组系数代入波束形成权系数中补偿通道误差。

(2)系数运算

前面我们已经介绍了DBF基本处理数学模型为:

由式可见,波束形成中的权系数是由三部分构成,系数运算即是完成部分。

校正系数的运算在接收校正时得到并保存在ADSP21060内部RAM中,所有频率点的校正系数都需要保存。加权系数的设计可以根据系统需要而设计不同分贝的加权因子,也可以预先保存在D S P内部R A M中。波束指向系数的运算则是根据系统要求的不同指向角,根据匹配滤波器理论,得到其运算公式为:

由于软件编程调试和更改都比较方便,系数运算考虑将三部分系数合成后再送到FPGA参与波束形成复乘。系数运算首先计算出wn(k)×sn(k),再与接收校正计算后得到的校正系数,即Cn相乘,得到最终的、形成波束所需的加权系数。

由于系统有多种工作模式和多个工作频率,考虑频率捷变时系数运算和传输时间来不及,设计将所有模式和频率的系数都计算完成并保存在D S P的R A M中,这需要较大的内存资源,故需要对D S P的R A M作好分配。而在做波束形成时,DSP每次只需将当前工作模式和工作频率对应的一组系数送到FPGA的RAM中保存即可,减少了对F P G A的R A M资源的要求。

(3)幅相监测

校正时,DSP通过对波束形成器中的RAM缓存的读取,对所有频率下的30行阵元信号进行采样,将采样的信号保存在DSP的RAM中,同时将该组数据传送到监控系统进行显示,据此可以直观准确地判断30路阵元信号的好坏。

5 测试方法和结果

测试时若考虑错误隔离的问题,可以将各功能按模块分开测试,这样的好处是可以在发生错误时,大大缩小检查的范围。软件运算可以用任意一组数据按工作流程运算,与用M A T L A B仿真软件编制同样流程的程序运算后的结果进行比较,从而检查程序的正确性。硬件电路测试可以按3式生成一组测试数据:

将生成的测试数据保存在F P G A的R O M中,软件送出加权系数和指向系数的乘积到F P G A(由于该组测试数据无幅相误差,所以无需加校正系数),完成波束形成运算。波束形成的结果如图3所示。

至此,波束形成的功能测试已经基本完成,但是忽略了重要的波束校正功能。实际上,前面的测试工作是为整个波束形成功能验证打基础。

我们在生成测试数据时,让每一路信号乘以一个随机数,这样会带来信号的幅相不一致,让该组测试信号按照上面介绍的工作流程,通过接收校正,系数运算(三部分系数合成)并传送到波束形成器。这样即验证了本文介绍的所有功能。其中任意一环有问题,皆无法得到图3的仿真波形。另外应注意DSP和FPGA数据传输时的正确性检查,这对于结果的正确与否也至关重要,在软件编程和硬件电路设计时安排这方面的检查功能。

6 结束语

本文介绍的波束形成实现方法其架构是一个典型的一维数字波束形成系统。虽然是一维系统,但考虑到硬件资源、系统复杂度,调试难易度等因素,仍然需要巧妙设计。现在该技术已经成功应用在国内某型号三坐标雷达上,并取得了良好的使用效果。随着电子技术的飞速发展,数字波束形成技术正向着全数字、二维、自适应等方向发展,其优点会越来越多地得到体现,其应用范围和前景也会越来越广阔。

参考文献

[1]马晓岩,向家彬等.雷达信号处理.湖南:科学技术出版社.1999,56-60

[2]吴曼青,王炎,靳学明.收发全数字波束形成相控阵雷达关键技术研究.系统工程与电子技术.2001-04

[3]朱荣新,方姚生等.雷达数字波束形成器的研究与实现.现代雷达.成都:电子科技大学.2003-2