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數(shù)字通信系統(tǒng)的分析電科論文
一、數(shù)字通信系統(tǒng)概述
數(shù)字通信是指用數(shù)字信號作為載體來傳輸,或者用數(shù)字信號對載波進(jìn)行數(shù)字調(diào)制后在傳輸?shù)耐ㄐ欧绞�。它的主要技術(shù)設(shè)備包括發(fā)射器、接收器以及傳輸介質(zhì)。數(shù)字通信系統(tǒng)的通信模式主要包括數(shù)字頻帶傳輸通信系統(tǒng)、數(shù)字基帶傳輸通信系統(tǒng)以及模擬信號數(shù)字化傳輸通信系統(tǒng)三種。
數(shù)字通信與模擬通信相比具有明顯優(yōu)點(diǎn)。它抗干擾能力強(qiáng)、通信質(zhì)量不受距離影響、信號易于調(diào)制、保密性高能自動和控制差錯可與計(jì)算機(jī)相連能支持多種通信業(yè)務(wù)。具體介紹如下:
(1)數(shù)字通信比模擬通信抗干擾能力強(qiáng)。一種數(shù)字信號傳播形式簡單只有“0”、“1”兩種區(qū)別鮮明形式。即是傳播過程中經(jīng)由信號放大器,信號在到達(dá)終端接收器時仍然可重新再生復(fù)原。另一數(shù)字信號是以離散性形式進(jìn)行傳播。雖然也不可避免會受到系統(tǒng)外部以及系統(tǒng)內(nèi)部噪聲干擾,但是只要噪聲絕對值在一定范圍內(nèi)就可以消除噪聲干擾,不會出現(xiàn)信號噪聲疊加在一起并隨著信號被傳輸、被放大進(jìn)而將影響通信質(zhì)量現(xiàn)象。
(2)更適于遠(yuǎn)距離傳輸。在進(jìn)行遠(yuǎn)距離的信號傳輸時,通信質(zhì)量依然能夠得到有效保證。因?yàn)樵跀?shù)字通信系統(tǒng)當(dāng)中利用再生中繼方式,能夠消除長距離傳輸噪音對數(shù)字信號的影響,而且再生的數(shù)字信號和原來的數(shù)字信號一樣,可以繼續(xù)進(jìn)行傳輸,這樣一來數(shù)字通信的質(zhì)量就不是因?yàn)榫嚯x的增加而產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響,所以它也比傳統(tǒng)的模擬信號更適合進(jìn)行高質(zhì)量的遠(yuǎn)距離通信。
(3)數(shù)字信號易于調(diào)制。雖然數(shù)字信號較模擬信號更加方便快捷但是在實(shí)際生活中模擬電路占有通信比例仍然不小那么數(shù)字信號能否利用已經(jīng)建立起來四通八達(dá)模擬電路進(jìn)行傳輸呢?答案是肯定只需在數(shù)字終端設(shè)備和模擬電路之間加裝以調(diào)制、解調(diào)為主體接口設(shè)備便可實(shí)現(xiàn)由于數(shù)字信號只存在“0”和“1”兩種狀態(tài)其信號調(diào)制則相當(dāng)簡單具有波形變換速度快、調(diào)整測試方便、體積小、設(shè)備可靠性高等特點(diǎn)一般而言數(shù)字調(diào)幅、數(shù)字調(diào)頻、數(shù)字調(diào)相十?dāng)?shù)字調(diào)制最常用三種方式。
(4)數(shù)字信號比模擬信號保密性強(qiáng)。由于無線電波是朝著四面八方方向傳播只要終端接收器對口每個人都可以接收到傳播內(nèi)容數(shù)字通信可以將其信號在編碼器與密碼相捆綁在進(jìn)入信道傳播接收方則通過解碼器解除密碼限制取得信號傳播內(nèi)容由此避免了傳播信息外漏現(xiàn)象數(shù)字信號加密只需通過簡單“加”、“減”等邏輯運(yùn)算按照一定規(guī)律將密碼“加”到語音電碼中去將包含著語音信息電碼進(jìn)行傳播。此外數(shù)字通信對其設(shè)備中所用電路要求較簡單有著輕巧、故障少、耗電低、成本低集成電路即可滿足通信需求數(shù)字信號還便于和電子計(jì)算機(jī)結(jié)合由計(jì)算機(jī)來處理信號使得數(shù)字通信系統(tǒng)更加靈活通用也為各類如電話、電報、圖像以及數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)開展提供了更加便利條件。
要進(jìn)行數(shù)字通信就必須進(jìn)行模數(shù)變換,也就是把由信號發(fā)射器發(fā)出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。基本的方法包括:首先把連續(xù)形的模擬信號用相等的時間間隔抽取出模擬信號的樣值。然后將這些抽取出來的模擬信號樣值轉(zhuǎn)變成最接近的數(shù)字值。因?yàn)檫@些抽取出的樣值雖然在時間進(jìn)行了離散化處理,但是在幅度上仍然保持著連續(xù)性,而量化過程就是將這些樣值在幅度上也進(jìn)行離散化處理。最后是把量化過后的模擬信號樣值轉(zhuǎn)化為一組二進(jìn)制數(shù)字代碼,并最終實(shí)現(xiàn)模擬信號數(shù)字化地轉(zhuǎn)變,然后將數(shù)字信號送入通信網(wǎng)進(jìn)行傳輸。而在接收端則是一個還原過程,也就是把收到的數(shù)字信號變?yōu)槟M信號,通過數(shù)據(jù)模變換再現(xiàn)聲音以及圖像。如果信號發(fā)射器發(fā)出的信號本來就是數(shù)字信號,則不用在進(jìn)行數(shù)據(jù)模變換的過程,可以直接進(jìn)入數(shù)字網(wǎng)進(jìn)行傳輸。
二、數(shù)字通信系統(tǒng)的應(yīng)用
數(shù)字通信系統(tǒng)的關(guān)鍵性技術(shù)包括編碼、調(diào)制、解調(diào)、解碼以及過濾等。其中數(shù)字信號的調(diào)制以及解調(diào)是整個系統(tǒng)的核心也是最基本、最重要的技術(shù)。數(shù)字調(diào)制是通過對信號源的編碼進(jìn)行調(diào)制,將其轉(zhuǎn)換成為能夠進(jìn)行信道傳輸?shù)念l帶信號,即把基帶信號(調(diào)制信號)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋�高頻率的帶通信號(已調(diào)信號),而且由于在傳輸過程中為了避免信息失真、傳輸損耗以及確保帶內(nèi)特性等因素,在進(jìn)行信號進(jìn)行長途傳輸以及大規(guī)模通信活動時必須對數(shù)字信號進(jìn)行載波調(diào)制�，F(xiàn)階段的數(shù)字信號調(diào)制主要分為調(diào)幅、調(diào)相以及調(diào)頻三種。調(diào)幅是根據(jù)信號的不同,通過調(diào)節(jié)正弦波的幅度進(jìn)行信號調(diào)制,目前最常見的數(shù)字信號是幅度取值為0和1為代表的波形,即二進(jìn)制信號;調(diào)相是由于載波的相位受到數(shù)字基帶信號(調(diào)制信號)的控制,通常情況下載波相位和基帶信號是保持一致的,例如二進(jìn)制基帶信號為0時,載波相位相應(yīng)也為0;調(diào)頻是利用數(shù)字信號進(jìn)行載波頻率的調(diào)制。解調(diào)就是講載波信號提取出來并經(jīng)過還原得到信息的過程,它是調(diào)制的逆過程也被稱為反調(diào)制。目前解調(diào)的類型分為相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩大類。數(shù)字通信的質(zhì)量通常用信息傳輸速率、符號傳輸速率以及消息傳輸速率這三個指標(biāo)來衡量。對于數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)通常用信息傳輸速率、符號傳輸速率以及消息傳輸速率這三個指標(biāo)來衡量。
通信系統(tǒng)向數(shù)字化時代的轉(zhuǎn)變就是要從有線通信想無線通信,從公用移動網(wǎng)絡(luò)到專用網(wǎng)絡(luò),從而實(shí)現(xiàn)全球化的數(shù)字通信理念。而且通過現(xiàn)有的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),通過一個多用途的用戶網(wǎng)絡(luò)接口就可以輕松實(shí)現(xiàn)信號發(fā)出端到接收端全程數(shù)字傳輸與交換的新型通信網(wǎng)。利用這種新型技術(shù)可以擴(kuò)充通信業(yè)務(wù)的范圍,而且還具有更加經(jīng)濟(jì)以及靈活的特點(diǎn),能夠與現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)、多媒體信息網(wǎng)、公共電話網(wǎng)以及分組交換數(shù)字網(wǎng)等進(jìn)行任意轉(zhuǎn)換。隨著數(shù)字通信設(shè)備的發(fā)展和不斷完善,利用微處理技術(shù)對數(shù)字通信系統(tǒng)的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)變,還能夠使設(shè)備更加靈活的應(yīng)用到各種長途以及市話當(dāng)中。由于長途通信線路的投資遠(yuǎn)大于終端設(shè)備,為了提高長距離傳輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性,未來高度、大容量的數(shù)字通信系統(tǒng)也將成為主流趨勢,而且隨著數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字通信系統(tǒng)的設(shè)備制造也越來越容易,成本更低、可靠性也更高。
三、結(jié)束語
伴隨著社會的不斷發(fā)展,數(shù)字通信的應(yīng)用也已經(jīng)越來越廣泛。數(shù)字通信可以大大改善通信質(zhì)量、提高通信傳播速率、豐富通信內(nèi)容數(shù)字通信也促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)步不僅為整個通信連跳帶來了無限商機(jī)其更加快捷、有保障通信方式也為商業(yè)增添了新活力。
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