电子信息工程导论课程论文
讯号处理的定义、目的、意义和发展
[摘要]
生活中离不开讯号的处理，本论文简单阐述了关于对讯号进行模拟/数字讯号处理的一些基本知识，及对讯号进行处理在生活中的一些应用。通过对生活中的讯号方式的发展剖析，简单阐明了讯号处理的发展历程。
[关键词]电子信息工程；信息与讯号；讯号处理；发展历程
[正文]
所谓"讯号处理"，就是要把记录在某种媒体上的讯号进行处理，便于抽取出有用信息的过程，它是对讯号进行提取、变换、分析、综合等处理过程的总称。数字讯号处理是将讯号以数字形式表示并处理的理论和技术；模拟讯号处理是指对对模拟讯号采用模拟处理的方式的任何讯号处理过程。讯号处理过程中使用的物理算法一般使用模拟电路实现，其中的数值都以连续的数学量来表示，比如电子设备中的电流，电压，或电荷量。化学量中的小的偏差或噪音，都将表示为讯号的偏差和噪音。数字讯号处理与模拟讯号处理是讯号处理的子集。
讯号处理的主要目的就是消弱讯号中的多余内容；滤出混杂的噪音和干扰；或则将讯号变换成容易处理、传输、分析与辨识的方式，便于后续的其它处理。
下边的示意图说明了讯号处理的概念。
讯号处理
人们最早处理的讯号局限于模拟讯号，所使用的处理方式也是模拟讯号处理方式。在用模拟加工方式进行处理时，对"讯号处理"技术没有太深刻的认识。这是由于在过去，讯号处理和信息抽取是一个整体，所以从数学阻碍角度看，满足信息抽取的模拟处理遭到了很大的限制。
随着数字计算机的急速发展，讯号处理的理论和技巧也得以发展。在我们的面前出现了不受化学阻碍的纯物理的加工，即算法，并确立了讯号处理的领域。
现今，对于讯号的处理，人们一般是先把模拟讯号弄成数字讯号，之后借助高效的数字讯号处理器(DSP:)或计算机对其进行数字讯号处理。
通常地讲，数字讯号处理涉及三个步骤：
(一)模数转换(A/D转换)：把模拟讯号弄成数字讯号，是一个对自变量和幅值同时进行离散化的过程，基本的理论保证是取样定律。
(二)数字讯号处理(DSP)：包括变换域剖析(如时域变换)、数字混频、识别、合成等。
(三)数模转换(D/A转换)：把经过处理的数字讯号还原为模拟讯号。一般，这一步并不是必须的。
讯号处理的本质是对讯号进行我们需求的优化或则提取，得到有用的，除去无用的，但是要将讯号要传递的消息正确的抒发下来。就数字讯号处理（DSP）而言，其应用的成功事例有好多信号与信息处理，如医用CT断层成像扫描仪的发明。它是借助生物体的各个部位对X射线吸产率不同的现象，并借助各个方向扫描的投影数据再构造出测量体剖面图的仪器。这些仪器中FFT（快速傅立叶变换）起到了快速估算的作用。之后陆续研发出的还有：采用正电子的CT机和基于核磁共振的CT机等仪器，它们为医学领域做出了很大的贡献。
除了这般，在生活中，处处可见----电视、空调、微波炉……各种家电都离不开讯号与信息的处理。在此主要说说讯号与信息处理的发展历程。首先必须明晰讯号与信息的区别：讯号是运载信息的载体，没有信息，讯号将毫无意义；而信息则是知识等用于交流的消息具象代名词，没有载体运载信息、信息也将毫无意义。可以说讯号与信息既是完全不同的两个概念，又是密不可分的。讯号是伴随着人类的出现而诞生的。在远古时代，古人们之间还没有语言，她们对彼此做的各类手势、各种肢体动作都是讯号，其中包含着想要抒发的信息，例如当心野兽、撤回营地等等。随着人类生活经验的积累，人口的降低，生活状况有了很大的改观，她们对精神生活的追求开始上升，但是她们不能再满足于仅仅用肢体语言来抒发信息的方法，于是这使得了语言的诞生。语言的出现使人类的文明程度上升到一个新的高度，由于我们开始重视对信息的处理，彼此的交流显得愈发便捷了。步入语言时代的人类，不断地强化对信息的处理，她们开始总结生活在
同一个地区人们日常生活中使用过的语言，开始追求统一化、标准化，于是渐渐形成了特色分明的地方土话—中文、英语、法语、俄语……当然这是一个漫长的过程。这漫长的过程，就是人类在不断地发展信息处理的一个时期。除此之外，她们编写了各类辞典、字典，使语言愈发地规范化，这也是信息处理的规范化。文字、语言的出现大大推动了人类文明的发展，时间轮迅速往前翻滚，来到近现代时代。第一次工业革命的出现，大大迸发了人们之间信息交流的需求度，往日的“口耳相传”已经远远不能满足人们的须要，于是“电话“应运而生。而在电话出现之前，首先出现的是用于军事方面的通讯系统：1793年，西班牙查佩兄弟俩在伦敦和里昂之间架设了一条230千米长的接力形式传送信息的底座式线路。这是一种由16个讯号塔组成的通讯系统。讯号机由讯号员在下面通过绳子和滑轮，操纵支架的不同角度，表示相关的信息。当时，美国和加拿大正在作战，讯号系统只用一个小时就把从奥军手中夺回埃斯湖畔孔代的胜利消息传到伦敦。可以说，这个讯号系统的出现才是真正意义上我们如今所谈的“信息处理”。在电报、电话等远程沟通工具陆续出现后，20世纪60年代中期高速数字计算机的诞生将人类的讯号与信息处理能力带入了一个空前的水平。
步入“信息时代”后，人们一改往年借助传统手工、低速估算器估算的方法，而改用计算机辅助人们进行各类复杂、高难度的估算工作。有了高速计算机的帮助，人们处理信息的能力大大加大，与此同时，更多的信息处理算法、方法被研制下来。从最开始的模拟讯号处理，到后来的数字信号处理；从确知的讯号到随机讯号的处理。这一段时期经历的时间是相当短的。据悉，在19世纪初由意大利物理家傅里叶提出的傅立叶变换、后来衍生出的拉普拉斯变换、Z变换，到现今的快速傅立叶变换等等开始广泛地被应用到各类借助计算机处理的信息中，高速计算机和那些算法的结合，开启了讯号与信息处理的一个崭新时代。据悉，若干高效的数字混频算法的提出也促使了数字讯号处理技术的发展。现今数字讯号处理技术早已产生了一门新兴学科，大规模集成电路的发展，使数字讯号处理除了可以在通用计算机上实现，并且可以用数字部件组成的专用硬件来实现。因为技术和先进性和应用的广泛性信号与信息处理，数字讯号处理发展越来越快，具有挺好的前景。在语音处理、通信系统、声纳、雷达、地震讯号处理、空间技术、自动控制系统、仪器仪表、生物医学工程和家用家电等方面，数字化的处理方法早已显得不可或缺。总的来说，讯号与
信息处理大致经历了这样的一个发展过程：肢体语言信息→语言文字信息→远程通讯与信息处理→模拟讯号与信息处理→数字讯号与信息处理。
【参考文献】1、郑宝玉，《通信讯号处理新进展》，北京邮电大学
2、王玮，《信号与信息处理基础》，中南学院
3、王琪，《通信原理》，电子工业出版社，2011
4、叶树江、谷延锋、刘海成，《电子信息工程导论》，中国电力出
版社，2011
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