- 相關推薦
基于數(shù)字通信系統(tǒng)特點及應用方法的探究電科論文
1.數(shù)字通信系統(tǒng)的含義
數(shù)字通信是指用數(shù)字信號作為載體來傳輸信息,或者用數(shù)字信號對載波進行數(shù)字調制后在傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健o論在時間上還是幅度上,它都屬于離散的負載數(shù)據(jù)信息的信號。數(shù)字通信的主要技術設備包括發(fā)射器、接收器以及傳輸介質。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)字通信研究為信息傳輸和存儲介質的設計帶來了便利。首先它的信源獨立設計,一旦用信源編碼器將信息轉換為比特,信息就可以無差別的存儲或傳輸,只要回復比特數(shù)據(jù),就可以將其中蘊含的信息無差別地重構回來,也就是存儲和通信媒介可以獨立于信源,這也就意味著多種信源可以共享同意通信媒介,此外信道與信源的獨立性帶來了顯著的經(jīng)濟效益。其次,信道優(yōu)化設計,對每一個通信鏈路來說,信道編碼器、信道譯碼器、調制器和解調器都可以根據(jù)特定的信道特性進行優(yōu)化。由于在每條鏈路上都可以對傳輸?shù)谋忍剡M行再生,所以沒有“噪聲積累”。
數(shù)字通信中還存在以下問題:第一,數(shù)字信號傳輸時,信道噪聲或干擾所造成的差錯,原則上是可以控制的。這是通過所謂的差錯控制編碼來實現(xiàn)的。于是,就需要在發(fā)送端增加一個編碼器,而在接收端相應需要一個解碼器。第二,當需要實現(xiàn)保密通信時,可對數(shù)字基帶信號進行人為“擾亂”(加密),此時在收端就必須進行解密。第三,由于數(shù)字通信傳輸?shù)氖且粋�接一個按一定節(jié)拍傳送的數(shù)字信號,因而接收端必須有一個與發(fā)端相同的節(jié)拍,否則,就會因收發(fā)步調不一致而造成混亂。另外,為了表述消息內容,基帶信號都是按消息特征進行編組的,于是,在收發(fā)之間一組組的編碼的規(guī)律也必須一致,否則接收時消息的真正內容將無法恢復。在數(shù)字通信中,稱節(jié)拍一致為“位同步”或“碼元同步”,而稱編組一致為“群同步”或“幀同步”,故數(shù)字通信中還必須有“同步”這個重要問題。
2.數(shù)字通信系統(tǒng)的優(yōu)點
數(shù)字通信與傳統(tǒng)的模擬信號不同,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)數(shù)字信號具有極強的抗干涉能力。由于在信號傳輸?shù)倪^程中不可避免的會受到系統(tǒng)外部以及系統(tǒng)內部的噪聲干擾,而且噪聲會跟隨信號的傳輸而進行放大,這無疑會干擾到通信質量。但是數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸?shù)氖请x散性的數(shù)字信號,雖然在整個過程中也會受到的噪聲干擾,但只要噪聲絕對值在一定的范圍內就可以消除噪聲干擾。
(2)數(shù)字信號更適合進行高質量的遠距離通信。在數(shù)字通信系統(tǒng)當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)進行傳輸,這樣一來數(shù)字通信的質量就不是因為距離的增加而產(chǎn)生強烈的影響,所以它也比傳統(tǒng)的模擬信號更適合進行高質量的遠距離通信,通信質量也依然能夠得到有效保證。
(3)數(shù)字信號具有更強的保密性。與現(xiàn)代技術相結合的形式非常簡便,目前的終端接口都采用數(shù)字信號。
(4)數(shù)字信號應用范圍廣。數(shù)字通信系統(tǒng)還能夠適應各種類型的業(yè)務要求,例如電話、電報、圖像以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊?它的普及應用也方便實現(xiàn)統(tǒng)一的綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng),便于采用大規(guī)模集成電路,便于實現(xiàn)信息傳輸?shù)谋Ｃ芴幚?便于實現(xiàn)計算機通信網(wǎng)的管理等優(yōu)點。
3.數(shù)字通信系統(tǒng)的缺點
數(shù)字通信系統(tǒng)雖然優(yōu)點居多,但它也存在缺點。但是隨著新的寬帶傳輸信道的采用、窄帶調制技術和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展,數(shù)字通信的這些缺點已經(jīng)弱化。隨著微電子技術和計算機技術的迅猛發(fā)展和廣泛應用,數(shù)字通信在今后的通信方式中必將逐步取代模擬通信而占主導地位。它的主要缺點如下:
(1)數(shù)字通信系統(tǒng)頻帶利用率不高
系統(tǒng)的頻帶利用率,可用系統(tǒng)允許最大傳輸帶寬(信道的帶寬)與每路信號的有效帶寬之比來數(shù)字通信中,數(shù)字信號占用的頻帶寬,以電話為例,一路模擬電話通常只占據(jù)4kHz帶寬,但一路接近同樣話音質量的數(shù)字電話可能要占據(jù)20~60kHz的帶寬。因此,如果系統(tǒng)傳輸帶寬一定的話,模擬電話的頻帶利用率要高出數(shù)字電話的5~15倍。
(2)系統(tǒng)設備比較復雜數(shù)字通信中,要準確地恢復信號,接收端需要嚴格的同步系統(tǒng),以保持收端和發(fā)端嚴格的節(jié)拍一致、編組一致。因此,數(shù)字通信系統(tǒng)及設備一般都比較復雜,體積較大。
4.數(shù)字通信系統(tǒng)的應用
數(shù)字通信系統(tǒng)的關鍵性技術包括編碼、調制、解調、解碼以及過濾等。其中數(shù)字信號的調制以及解調是整個系統(tǒng)的核心也是最基本、最重要的技術。數(shù)字調制是通過對信號源的編碼進行調制,將其轉換成為能夠進行信道傳輸?shù)念l帶信號,即把基帶信號(調制信號)轉變?yōu)橐粋�高頻率的帶通信號(已調信號),而且由于在傳輸過程中為了避免信息失真?zhèn)鬏敁p耗以及確保帶內特性等因素,在進行信號進行長途傳輸以及大規(guī)模通信活動時必須對數(shù)字信號進行載波調制。
(1)現(xiàn)階段的數(shù)字信號調制主要分為調幅、調相以及調頻三種。調幅即是根據(jù)不同的信號,通過調節(jié)正弦波的幅度進行信號調制,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,即二進制信號;調相即是由于載波的相位受到數(shù)字基帶信號的控制,通常情況下載波相位和基帶信號是保持一致的,例如二進制基帶信號為0時,載波相位相應也為0;調頻及是利用數(shù)字信號進行載波頻率的調制。解調就是講載波信號提取出來并經(jīng)過還原得到信息的過程,它是調制的逆過程也被稱為反調制。目前解調的類型分為相干解調和非相干解調兩大類。數(shù)字通信的質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來衡量。對于數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標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來衡量。
(2)通信系統(tǒng)向數(shù)字化時代的轉變就是要從有線通信想無線通信,從公用移動網(wǎng)絡到專用網(wǎng)絡,從而實現(xiàn)全球化的數(shù)字通信理念。并且,通過現(xiàn)有的綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)絡為基礎,通過一個多用途的用戶網(wǎng)絡接口就可以輕松實現(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)。利用這種新型技術可以擴充通信業(yè)務的范圍,而且還具有更加經(jīng)濟以及靈活的特點,能夠與現(xiàn)有的計算機互聯(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)等進行任意轉換。隨著數(shù)字通信設備的發(fā)展和不斷完善,利用微處理技術對數(shù)字通信系統(tǒng)的信號進行轉變,還能夠使設備更加靈活的應用到各種長途以及市話當中。由于長途通信線路的投資遠大于終端設備,為了提高長距離傳輸?shù)慕?jīng)濟性,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)字集成電路技術的發(fā)展,數(shù)字通信系統(tǒng)的設備制造也越來越容易,成本更低、可靠性也更高。
5.結語
數(shù)字通信系統(tǒng)是一種全新的利用數(shù)字信號進行消息傳輸?shù)耐ㄐ拍Ｊ?伴隨著社會的不斷發(fā)展,數(shù)字通信的應用也已經(jīng)越來越廣泛,在我們日常生活中的電腦、手機上網(wǎng)、視頻電話、網(wǎng)絡會議以及數(shù)字電視等都是通過數(shù)字通信系統(tǒng)來進行信號傳輸?shù)?而且由于社會的發(fā)展人們對各種通信業(yè)務的需求量也在逐漸增加,在光纖傳輸媒介還沒有完全普及以前,數(shù)字通信系統(tǒng)主要是利用電纜、微波等有限的媒介進行傳輸,但目前光纖技術的發(fā)展無疑將會推動數(shù)字通信的發(fā)展。隨著數(shù)字通信系統(tǒng)的發(fā)展,它將真正便利我們的生活,促進經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步。
【基于數(shù)字通信系統(tǒng)特點及應用方法的探究電科論文】相關文章：
基于軟件無線電的抗干擾數(shù)字通信系統(tǒng)研究05-02
基于SPW的PSK數(shù)字通信系統(tǒng)仿真與分析04-28
基于模型的故障診斷方法在飛船推進系統(tǒng)中的應用05-01
高壓細水霧系統(tǒng)在電力工程中的應用探究工學論文04-30
城市立體公交電子運輸系統(tǒng)應用的探究論文04-29
衛(wèi)星數(shù)字通信技術在廣播傳輸中的應用論文05-02
基于學生素質的音樂教學探究論文04-30
基于WebGIS的煤炭銷售系統(tǒng)設計與應用05-02
電法找水方法的應用04-30