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對數字通信系統的分析研究論文
一、數字通信系統概述
數字通信是指用數字信號作為載體來傳輸信息,或者用數字信號對載波進行數字調制后在傳輸的通信方式。它的主要技術設備包括發射器、接收器以及傳輸介質。數字通信系統的通信模式主要包括數字頻帶傳輸通信系統、數字基帶傳輸通信系統以及模擬信號數字化傳輸通信系統三種。
數字通信與模擬通信相比具有明顯優點。它抗干擾能力強、通信質量不受距離影響、信號易于調制、保密性高能自動和控制差錯可與計算機相連能支持多種通信業務。具體介紹如下:(1)數字通信比模擬通信抗干擾能力強。一種數字信號傳播形式簡單只有“0”、“1”兩種區別鮮明形式。即是傳播過程中經由信號放大器,信號在到達終端接收器時仍然可重新再生復原。另一數字信號是以離散性形式進行傳播。雖然也不可避免會受到系統外部以及系統內部噪聲干擾,但是只要噪聲絕對值在一定范圍內就可以消除噪聲干擾,不會出現信號噪聲疊加在一起并隨著信號被傳輸、被放大進而將影響通信質量現象。(2)更適于遠距離傳輸。在進行遠距離的信號傳輸時,通信質量依然能夠得到有效保證。因為在數字通信系統當中利用再生中繼方式,能夠消除長距離傳輸噪音對數字信號的影響,而且再生的數字信號和原來的數字信號一樣,可以繼續進行傳輸,這樣一來數字通信的質量就不是因為距離的增加而產生強烈的影響,所以它也比傳統的模擬信號更適合進行高質量的遠距離通信。(3)數字信號易于調制。雖然數字信號較模擬信號更加方便快捷但是在實際生活中模擬電路占有通信比例仍然不小那么數字信號能否利用已經建立起來四通八達模擬電路進行傳輸呢?答案是肯定只需在數字終端設備和模擬電路之間加裝以調制、解調為主體接口設備便可實現由于數字信號只存在“0”和“1”兩種狀態其信號調制則相當簡單具有波形變換速度快、調整測試方便、體積小、設備可靠性高等特點一般而言數字調幅、數字調頻、數字調相十數字調制最常用三種方式。(4)數字信號比模擬信號保密性強。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容數字通信可以將其信號在編碼器與密碼相捆綁在進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容由此避免了傳播信息外漏現象數字信號加密只需通過簡單“加”、“減”等邏輯運算按照一定規律將密碼“加”到語音電碼中去將包含著語音信息電碼進行傳播。此外數字通信對其設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字信號還便于和電子計算機結合由計算機來處理信號使得數字通信系統更加靈活通用也為各類如電話、電報、圖像以及數據傳輸業務開展提供了更加便利條件。
要進行數字通信就必須進行模數變換,也就是把由信號發射器發出的模擬信號轉換為數字信號。基本的方法包括:首先把連續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變成最接近的數字值。因為這些抽取出的樣值雖然在時間進行了離散化處理,但是在幅度上仍然保持著連續性,而量化過程就是將這些樣值在幅度上也進行離散化處理。最后是把量化過后的模擬信號樣值轉化為一組二進制數字代碼,并最終實現模擬信號數字化地轉變,然后將數字信號送入通信網進行傳輸。而在接收端則是一個還原過程,也就是把收到的數字信號變為模擬信號,通過數據模變換再現聲音以及圖像。如果信號發射器發出的信號本來就是數字信號,則不用在進行數據模變換的過程,可以直接進入數字網進行傳輸。
二、數字通信系統的應用
數字通信系統的關鍵性技術包括編碼、調制、解調、解碼以及過濾等。其中數字信號的調制以及解調是整個系統的核心也是最基本、最重要的技術。數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的頻帶信號,即把基帶信號(調制信號)轉變為一個高頻率的帶通信號(已調信號),而且由于在傳輸過程中為了避免信息失真、傳輸損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模通信活動時必須對數字信號進行載波調制。現階段的數字信號調制主要分為調幅、調相以及調頻三種。調幅是根據信號的不同,通過調節正弦波的幅度進行信號調制,目前最常見的數字信號是幅度取值為0和1為代表的波形,即二進制信號;調相是由于載波的相位受到數字基帶信號(調制信號)的控制,通常情況下載波相位和基帶信號是保持一致的,例如二進制基帶信號為0時,載波相位相應也為0;調頻是利用數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。對于數字通信系統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。
通信系統向數字化時代的轉變就是要從有線通信想無線通信,從公用移動網絡到專用網絡,從而實現全球化的數字通信理念。而且通過現有的綜合業務數字網絡為基礎,通過一個多用途的用戶網絡接口就可以輕松實現信號發出端到接收端全程數字傳輸與交換的新型通信網。利用這種新型技術可以擴充通信業務的范圍,而且還具有更加經濟以及靈活的特點,能夠與現有的計算機互聯網、多媒體信息網、公共電話網以及分組交換數字網等進行任意轉換。隨著數字通信設備的發展和不斷完善,利用微處理技術對數字通信系統的信號進行轉變,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的經濟性,未來高度、大容量的數字通信系統也將成為主流趨勢,而且隨著數字集成電路技術的發展,數字通信系統的設備制造也越來越容易,成本更低、可靠性也更高。
三、結束語
伴隨著社會的不斷發展,數字通信的應用也已經越來越廣泛。數字通信可以大大改善通信質量、提高通信傳播速率、豐富通信內容數字通信也促進了經濟發展進步不僅為整個通信連跳帶來了無限商機其更加快捷、有保障通信方式也為商業增添了新活力。
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