关键词：数字信号；电子信息工程；软件无线电；短波通信
中图分类号：TN0 文献标识码：A
1 引言
随着科技的发展，作为维护社会工业生产有效运行的重要工具，数字信号技术对生产生活产生了持续而深远的影响。本文以数字信号在电子信息工程中的应用实例为切入点，探讨数字信号处理技术的内在价值，以期为电子信息工程的快速发展注入持续的动力。
2 我国电子信息工程发展现状
电子信息工程在社会经济快速发展，提升生活效率和生活质量等方面皆有非常重要的意义，可对各类电子信息设备进行集中优化处理，提升其运行的稳定性和可靠性。就我国目前电子信息工程发展现状，由于起步较晚，和发达国家相比存在不小的差距，现存的问题也比较多，主要体现在以下两个方面。第一，近年来，我国不断推进和创新出很多高精尖的技术产品，但经济压力也随之增加。调查研究表明，我国从国外引进的先进技术和产品，都并非全球最先进的技术和产品，而是一种国家上的常规技术，再加上创新能力和技术水平的限制，和国际先进水平的差距没有达到有效缩短。第二，我国目前缺乏高素质、高专业性、高水平的电子信息工程专业人才，无论是企业还是国家，都没有对相关方面的人员进行系统化培训，使得技术人员缺乏创新精神，也是影响我国电子信息工程事业持续健康发展的主要原因。
3 应用数字信号的特点
3.1 抗干扰能力强
数字信号在计算机中常用二进制数表示。数字信号在受到其他的信号干扰时，只要干扰信号没有超过其阈值范围，便可恢复原有信号；若干扰信号超过数字信号的阈值范围，则采用一定的编码技术便可查出并纠正。因此，与模拟信号相比，数字通信中可以避免较高噪声干扰，实现远距离、高质量的传输。除了应用于通讯技术，数字信号还可用于信息技术的处理，如高清晰电视、DVD激光机、VCD等。
3.2 便于加密
数字信号的处理能力较强，这主要是因为数字信号是通过单片计算机芯片进行处理的。这种芯片的体积较小，可实现多样化且性能稳定，并可在信息的传送过程中，利用数学逻辑运算由数字转换的信号，进而达到加密数字信号、解密数字信号和处理数字信号的目的。
3.3 便于储存、处理及交换
数字信号可通过与计算机联网然后进行存储、处理和交换，同时，技术人员可以根据需求的不同更改数字信号的形式。所以，数字信号的稳定性、灵活性高，可在很多领域得到应用。
3.4 应用范围广
与传统的信号处理技术相比，数字信号处理器运用的单片计算机芯片的存储和运行程序相对独立，在对数字信号进行处理的过程中，还可以下达其他的处理指令，使信息得到更加高效的处理，提高了信息的处理速度。此外，数字信号的处理器与其他信号的处理器相比，应用单片计算机芯片，大部分电路均为数字电路，可通过大规模或超大规模的集成电路进行处理，进而使数字信号处理器的体积和耗能均较小，并且具有多种类型，可以被多种软件应用。
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4 电子信息工程中数字信号的应用
4.1 数字信号在短波通信领域中的应用
顾名思义，短波通信的波长相对较短，普遍在十米到一百米以内，数字信号在短波通信当中的应用内容包括探测、信道扫描、链接线路质量检测、音频信号处理、自适应呼叫等多个方面。短波通信的关键在于利用数字信号技术对前段射频信号进行高质量模拟，用射频信号中的频信号对应用模块实施高效整合处理。在射频信号传输的过程中，有三种类型的指示信号对其进行辅助，这三种信号包括数字量化基带信号、AGC（Automatic Generation Contro）控制信号以及音频信号。鉴于此，可以针对这些信号的不同特性，对模拟信号实施量化处理应用。数字信号可以应用pdc+ad+dsp模式实施分层分解和设计。电子信息工程对短波数字信号的应用主要集中要控制信号方面，对发出的数字信号和接受到的数字信号实施高效的维护工作。但是，短波通信在电子信息工程中的应用仍具有较高的不确定因素，例如频谱、滤波搬移过后，所输出的I/O信号正确性等。
4.2 数字信号技术在软件无线电中的应用
在各种通信系统结构中，出现了一种新的通信系统结构—软件无线电。数字信号技术在软件无线电中的有效应用，对于改进与完善通信系统结构是十分有利的。软件无线电将硬件作为通信平台，通过软件实现通信功能。因此，软件无线电的核心就是利用好数字信号处理器，以便系统中软件的无线通信功能得到充分发挥。实现无线电技术有两点非常重要，分别是A/D变换转换器和数字下变频。我们都知道，对于软件无线电设计来说，需要通过射频前端来对射频型号进行有效处理，这样宽带中的射频型号才能被更好地实现。因此，软件无线电中的射频信号只有通过A/D变换转换器进行量化处理，信息的转化才会更有效，进而将射频信号转化为数字信号。从上面的分析我们可知，数字信号处理器对于A/D变换转换器的制作具有重要作用。而数字化变频在一般情况下都是在信号通过A/D变换转换器进行转化之后才起作用。这样就还需要进行二次采样、对比、数字下变频或滤波等工作。在这里，我们以滤波为例，要对滤波进行有效处理，相应的采样点需要经过1000次的处理操作。如20MHz系统带宽的系统，采样率如果超过25MHz，要实现滤波处理，运算能力需要达到5000MIPS，这种情况下，只有高性能的数字信号处理器才能实现逻辑如此之强且复杂的算法处理。以现阶段的信息技术来说，最佳选择就是通过可编程数字信号处理器芯片来实现，数字信号技术是目前的技术手段中最为先进的一种。
4.3 数字信号在移动机器人中的应用
移动机器人技术以USB为基础，借助于运动控制卡进行调整机器人移动，这也是机器人实现移动的关键，也是数字信号的核心应用。在具体的控制移动过程中，结合环境探测系统、定位系统，主要依靠步进电机，实现移动、避障、追踪等功能。在步进电机中最重要的还是数字信号处理器，数字信号转变为脉冲信号是数字信号处理器的关键部分，是整个机器人的移动最重要的影响因素。进一步提升数字信号处理器的实际价值在于更准确的实现目标定位、目标跟踪，进一步保证数字信号处理工作的有效开展。
5 结束语
综上所述，在电子信息工程不断向数字化发展的过程中，数字信号相关的处理技术得以全方位、突破性的发展，该技术的应用价值随着历史的发展、技术的不断完善升级日益提升。同时，其应用范围也在不断拓展，并在未来的一段时间内这种应用该范围将持续延伸扩大，相关研究人员应充分结合国外、国内先进科研成果，对其加以完善与改进，进而实现数字化处理工程领域的可持续发展。
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[5] 徐广宁.数字信号对电子信息工程的应用分析[J].信息系统工程,2018(04):14.
论文作者:张洁
论文发表刊物:《科学与技术》2019年17期
论文发表时间:2020/1/15
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