智能化信号信息处理技术的发展与展望

文/王双双 于国栋

信息是一种人们对外部环境做出反应的讯号。可以通过信息对外部环境所发生的变动做出改变，而信号则是信息的一种载体。对信号信息的研究主要是以钻研信号信息的如何分析与处理为主要部分，包含信息的获取，信号转换成信息，信息的存储与传输，以及对信息的如何应用变换等。对其研究已经成为信息技术中的重要组成，并且其研究方法和理论已经涉及到各个科学研究领域，作为科学研究的一种重要理论和方式，是国家当前科学研究的主流，是我国科技强国的重点对象，也是世界科技发展的主体。

1 智能化信号信息的探索

1.1 信号的解读

我们所说的信号，就是去传递和表达信息的。信号可分为模拟信号和数字信号。从广义上来说还包括电信号光信号声信号。从用途来讲可分为雷达信号通讯信号等。我们来对模拟信号和数字信号进行解读，模拟信号是随着信息的变化幅度也随着变化且是连续的，在时间上可以连续也可以间断，数字信号则是在幅度信号都是间断的。模拟信号处理是将信号转换成近乎一样的波动电信号，因此叫做模拟信号。数字信号处理利用“0”和“1”进行对信息的处理计算，完成对数字信号的处理。近几年来数字信号快速发展成为一门理论成熟且与实践紧密结合的基础课程。

1.2 智能化信息信号的探索历程

随着对信号信息处理技术的要求越来越高，智能化的概念随机被提出。信息信号的智能化处理也逐渐出现在科学家的视野里。这种新兴科学技术迅速发展，当时我国科研人员也在不停工作研究。这种智能化信号信息处理方式具有安装布置点简单，韧性强，组网快特点，它的工作原理在所要进行操作的地方进行布点，每个节点去感应并且收集周围的信号信息并且快速向初级终端传输，中级终端接受到采集的信号信息并且进行对操作区的观察和检测，中端检测并且可以分析的数据有光照强度，温度，湿度，物体的体积质量等信息，智能化信号信息的采集与分析对军事，建筑，医疗以及交通运输有着不可或缺的作用。

最早的智能化信号信息的处理是运用在美国军事的WSN（无线传感器网络），利用多个廉价节点对监测点进行观察监测，并且通过一种自组织多跳的网络系统，进行是识别、采集和处理信号所包含的信息，并发送给终端。传感器、感应对象和终端成了无线传感器网络的三个要素。其核心就是节点的处理，随着智能化的发展，相应的节点传感技术也在不断的发展，微机电系统、片上系统、无线通信和低功耗嵌入式技术应运而生。这种传感器以功耗低，成本低，自组织的方式，改变了信息信号的革命，引起了狂潮。这种方式可谓与互联网结构和运营所相似。

但是最初的的WSN 只是对一些简单的信号信息处理，例如温度，光强，湿度等物理量，而我们需要更广阔的信息量，例如图像，音频，视频这种高质量的信息信号。于是，我们发展出WMSN，它是产生多媒体信息的一种节点传感器，这些信息通过单跳或者多跳将信息传入汇聚点，进行分析处理，并通过终端发射给用户进行操作。WMSN 比WSN 具有高消耗，处理信息更加复杂，且qos 要求更高。所以WMSN 有着更高的性能，所以功耗也相应的提高。

2 智能化信号信息的未来期盼

2.1 智能化信号信息存在的问题

关于信息信号高质量问题解决了，但是信号的复杂性提高，对于接收器接受信号的要求也相应的复杂，为了提高接受信号的效率，我们改变其路由接受协议，我们一开始提出如洪泛路由协议、闲聊路由协议、SPIN 法等一系列平面路由协议以及 LEACH 协议，PEGASIS协议，TEEN 协议等一系列层次路由协议。协议的变通，并没用使功耗降低，以及传输效率大幅度提升。因此提出了将信息融合，这项技术又受到传感节点的影响，无法顺利运营。从2006年科学家就提出压缩感知等理论知识，该理论主要是针对传感器节点的能量以及处理信息信号的能力有限产生的一种想法，在采集信息的同时立马进行编码并压缩，利用少量的编码进行投影以复原所有的信号信息。CS 仅限于对简单的数据投影，因此在将来需要我们把CS 继续发展下去。

2.2 对于智能化信号信息的期待

CS 融合技术就是对其数据融合处理，使得用户有着更好的一体化体验。信号信息的处理形式也被称为多传感融合技术，以一种高精度对原数据完整状态评估并产生决策信息。信号信息的融合主要包括像素级的融合，特征级的融合，决策级的融合。总的来说，智能化信号信息的发展有着非常大的潜力，并且是信息技术的主体。我们在探索智能化信号信息的道路从未停止过脚步。

3 结束语

智能化信号信息的处理，从一开始的探索出信号信息的传递例如烽火传号，使我们意识到信息信号传递的重要性，才到后来信号信息的分部处理再整合，使我们明白到智能化处理的快捷，最后信号信息的网络处理，让我们为之感叹并且一直在探索中。当然智能化信号信息处理技术有利也有弊，如节点自身能量不足、对环境的抗逆性差以及处理信息能力不成熟。节点产生的数据远大于本身能够处理问题的能力，再加上功耗。一直是本质上的问题，但是从来不能阻挡我们对未来的智能化信号信息处理技术的探索。