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對(duì)數(shù)字通信系統(tǒng)的分析研究論文
一、數(shù)字通信系統(tǒng)概述
數(shù)字通信是指用數(shù)字信號(hào)作為載體來(lái)傳輸信息,或者用數(shù)字信號(hào)對(duì)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(hào)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(hào)易于調(diào)制、保密性高能自動(dòng)和控制差錯(cuò)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(hào)傳播形式簡(jiǎn)單只有“0”、“1”兩種區(qū)別鮮明形式。即是傳播過(guò)程中經(jīng)由信號(hào)放大器,信號(hào)在到達(dá)終端接收器時(shí)仍然可重新再生復(fù)原。另一數(shù)字信號(hào)是以離散性形式進(jìn)行傳播。雖然也不可避免會(huì)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(duì)值在一定范圍內(nèi)就可以消除噪聲干擾,不會(huì)出現(xiàn)信號(hào)噪聲疊加在一起并隨著信號(hào)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(hào)傳輸時(shí),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(zhǎng)距離傳輸噪音對(duì)數(shù)字信號(hào)的影響,而且再生的數(shù)字信號(hào)和原來(lái)的數(shù)字信號(hào)一樣,可以繼續(xù)進(jìn)行傳輸,這樣一來(lái)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(hào)更適合進(jìn)行高質(zhì)量的遠(yuǎn)距離通信。(3)數(shù)字信號(hào)易于調(diào)制。雖然數(shù)字信號(hào)較模擬信號(hào)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(hào)能否利用已經(jīng)建立起來(lái)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(hào)只存在“0”和“1”兩種狀態(tài)其信號(hào)調(diào)制則相當(dāng)簡(jiǎn)單具有波形變換速度快、調(diào)整測(cè)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(hào)比模擬信號(hào)保密性強(qiáng)。由于無(wú)線(xiàn)電波是朝著四面八方方向傳播只要終端接收器對(duì)口每個(gè)人都可以接收到傳播內(nèi)容數(shù)字通信可以將其信號(hào)在編碼器與密碼相捆綁在進(jìn)入信道傳播接收方則通過(guò)解碼器解除密碼限制取得信號(hào)傳播內(nèi)容由此避免了傳播信息外漏現(xiàn)象數(shù)字信號(hào)加密只需通過(guò)簡(jiǎn)單“加”、“減”等邏輯運(yùn)算按照一定規(guī)律將密碼“加”到語(yǔ)音電碼中去將包含著語(yǔ)音信息電碼進(jìn)行傳播。此外數(shù)字通信對(duì)其設(shè)備中所用電路要求較簡(jiǎn)單有著輕巧、故障少、耗電低、成本低集成電路即可滿(mǎn)足通信需求數(shù)字信號(hào)還便于和電子計(jì)算機(jī)結(jié)合由計(jì)算機(jī)來(lái)處理信號(hào)使得數(shù)字通信系統(tǒng)更加靈活通用也為各類(lèi)如電話(huà)、電報(bào)、圖像以及數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)開(kāi)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(hào)發(fā)射器發(fā)出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。基本的方法包括:首先把連續(xù)形的模擬信號(hào)用相等的時(shí)間間隔抽取出模擬信號(hào)的樣值。然后將這些抽取出來(lái)的模擬信號(hào)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(shí)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(guò)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(guò)后的模擬信號(hào)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(hào)數(shù)字化地轉(zhuǎn)變,然后將數(shù)字信號(hào)送入通信網(wǎng)進(jìn)行傳輸。而在接收端則是一個(gè)還原過(guò)程,也就是把收到的數(shù)字信號(hào)變?yōu)槟M信號(hào),通過(guò)數(shù)據(jù)模變換再現(xiàn)聲音以及圖像。如果信號(hào)發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)本來(lái)就是數(shù)字信號(hào),則不用在進(jìn)行數(shù)據(jù)模變換的過(guò)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(guò)濾等。其中數(shù)字信號(hào)的調(diào)制以及解調(diào)是整個(gè)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(guò)對(duì)信號(hào)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(hào),即把基帶信號(hào)(調(diào)制信號(hào))轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋�(gè)高頻率的帶通信號(hào)(已調(diào)信號(hào)),而且由于在傳輸過(guò)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(hào)進(jìn)行長(zhǎng)途傳輸以及大規(guī)模通信活動(dòng)時(shí)必須對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行載波調(diào)制�，F(xiàn)階段的數(shù)字信號(hào)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(hào)的不同,通過(guò)調(diào)節(jié)正弦波的幅度進(jìn)行信號(hào)調(diào)制,目前最常見(jiàn)的數(shù)字信號(hào)是幅度取值為0和1為代表的波形,即二進(jìn)制信號(hào);調(diào)相是由于載波的相位受到數(shù)字基帶信號(hào)(調(diào)制信號(hào))的控制,通常情況下載波相位和基帶信號(hào)是保持一致的,例如二進(jìn)制基帶信號(hào)為0時(shí),載波相位相應(yīng)也為0;調(diào)頻是利用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行載波頻率的調(diào)制。解調(diào)就是講載波信號(hào)提取出來(lái)并經(jīng)過(guò)還原得到信息的過(guò)程,它是調(diào)制的逆過(guò)程也被稱(chēng)為反調(diào)制。目前解調(diào)的類(lèi)型分為相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩大類(lèi)。數(shù)字通信的質(zhì)量通常用信息傳輸速率、符號(hào)傳輸速率以及消息傳輸速率這三個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量。對(duì)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(hào)傳輸速率以及消息傳輸速率這三個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量。
通信系統(tǒng)向數(shù)字化時(shí)代的轉(zhuǎn)變就是要從有線(xiàn)通信想無(wú)線(xiàn)通信,從公用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)到專(zhuān)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(guò)現(xiàn)有的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),通過(guò)一個(gè)多用途的用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)接口就可以輕松實(shí)現(xiàn)信號(hào)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(huà)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(duì)數(shù)字通信系統(tǒng)的信號(hào)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(zhǎng)途以及市話(huà)當(dāng)中。由于長(zhǎng)途通信線(xiàn)路的投資遠(yuǎn)大于終端設(shè)備,為了提高長(zhǎng)距離傳輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性,未來(lái)高度、大容量的數(shù)字通信系統(tǒng)也將成為主流趨勢(shì),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(lái)越容易,成本更低、可靠性也更高。
三、結(jié)束語(yǔ)
伴隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,數(shù)字通信的應(yīng)用也已經(jīng)越來(lái)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(gè)通信連跳帶來(lái)了無(wú)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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