数字通信

2024-09-25

数字通信（精选8篇）

数字通信篇1

数字通信系统总结性复习

通信系统分为基带和频带传输两类。

数字基带通信系统模型

高速数字通信系统模型

一、A/D转换：

作用：完成模拟信号到数字信号的转换；过程：采样、量化、编码

方法：PCM脉冲编码、增量调制（△M）、差分脉冲编码调制（DPCM）、自适应差分脉冲编码

调制ADPCM1、A律13折线（PCM脉冲编码）：采用8bit量化，1bit极性码，3bit段落码，4bit段内

码，具体例子见习题答案。

2、增量调制（△M）：对前后样值的变化进行编码：增大编为1，减小编为0，只用一位

编码。

a)避免过载的方法：一是增大Δ，二是减小Δt；

b)增量调制一般采用的数据率为32Kbps或16Kbps；

3、PCM与△M的比较：

a)在比特率较低（低于40Kbps）时，增量调制的量化信噪比高于PCM，话音质量

比PCM的好，增量调制抗误码性能好，可用于比特误码率为10-2～10-3的信道，而PCM要求10-4～10-6

b)增量调制通常采用单纯的比较器和积分器作为编译码器，结构和设备较PCM简

单。

4、差分脉冲编码调制（DPCM）：对信号的抽样值与信号的预测值的差值进行量化、编码，其编码可采用N位二进制码。

5、自适应差分脉冲编码调制ADPCM：与DPCM相比，自适应的量化取代固定量化

二、信源编码：

作用：产生适合于信道传输的信号，提高系统有效性；

信源分类：语音信号和图像信号

语音压缩编码：

1、基本的语音编码方法：波形编码、参量编码和混合编码

2、应用举例：移动通信中多采用混合编码方式，如飞利浦的AMR-WB宽带自适应多速率语音

编码方法：语音带宽范围：50－7000Hz，16KHz抽样，6.6 Kbps~23.85 Kbps，应用领域：GSM、3G及其他

图像编码：

1、图像可压缩的原因:(1)图像信号中存在着大量的冗余度;(2)人眼的视觉特性，对高频信

息的感受度低.2、基本的图像压缩编码方法：

i.JPEG（Joint Photographic Experts Group，联合图像专家组）:静止图像编码标准 ii.MPEG（Moving Picture Experts Group，活动图像专家组）-1：存储介质图像编码

标准

iii.MPEG-2：一般视频编码标准

iv.MPEG-4：多媒体通信编码标准

v.H.261（ITU-T 制定）:会议电视图像编码标准

vi.H.263：极低码速率的编码标准

3、H.261与MPEG-1比较：H.261编码后的数据流速率更低，总体上图象质量略逊于MPEG-1，它适合在网或网上传输运动的图象

三、码型编码：

目的：选择适合于信道传输特性的码型。

基本的常用码型及特点：

NRZ码：无定时

归零码：可提供定时信息

双极性码：减少直流分量，判决电平为“0”

HDB3码：用在复接设备中，如PCM30/

32一、二、三次群中

编码步骤：

1）1→+B、-B

2)经过奇数个B的0000 →000V，经过偶数个B的0000 →B00V，V与前面的B极性一致

差分编码：用在DPSK调制中，传号差分码规则：“1”变，“0”不变

具体编码实例见书p87，说明其中的差分编码参考码为“1”

四、信道编码：

作用：纠检错，提高可靠性基本分类：ARQ（检错重传）、FEC（前向检错）、HEC（混合差错控制）

常见编码方法：奇偶编码、CRC循环冗余校验，具体见作业。

CRC循环冗余编码步骤：

1）生成码：由生成多项式得生成码

2）监督码：信息码补r个0对生成码求r位余数（不足r位，前面补0，r=n-k）

3）循环码：信息码+监督码

五、其他眼图的特点：评价系统性能的基本方法，噪声越大，线迹越宽，越模糊；码间串扰越大，眼图越不端正。

加密：

1.作用：加密；去除长的连零，有利于提取定时

2.基本方法：用移位寄存器的产生的m序列与信息序列模2加。具体见作业。

交织：

1、作用：与信道编码结合，检查或纠正突发性错误

2、基本思想：分散集中型错误，使其在检错或纠错范围内

六、复用、多址与复接：

复用目的：实现信道共享，提高信道的利用率；

多址目的：实现信道共享，区分终端（如地球站、基站或手机）

基本方法及应用

FDM：GSM系统200kHz/频带

TDM：PDH的PCM30/32路一次群

TDMA：GSM系统8时隙/载频

CDMA：3G（第三代移动通信）中区分小区和移动台

复接：在多路复用的基础上在时域上进一步“复用”。

复接存在的原因：电子元器件精度限制

PDH系统：正码速按位准同步复接

SDH系统：按字节的同步复接

七、调制：

实质：实现频谱搬移

目的：改善系统性能，可以实现频分复用

基本的调制方式：ASK、FSK、PSK、DPSK

(G)MSK：最小移频键控，用在GSM系统中

QPSK、QAM：用在3G移动通信系统中

八、同步：收发双方在时间上步调一致

同步获取的基本方法：自同步（滤波法）和外同步（插入法）

位同步：

NRZ获得同步的方法：编成RZ码，在0频处插入同步信号，或采用滤波法

滤波法的基本思想：大量信息工程系中总存在着“0”“1”的交替变化，此部分即为高频分量，将其滤出，既为位同步。

帧同步：一般采用集中插入的方法，如PCM30/32次群采用“集中插入”（TS0=“0011011”）载波同步：相干解调中需要载波同步，基本方法：平方变换法、平方环、科斯塔斯环

在“平方变换法”得到的PSK载波，因为存在2分频所以存在倒Π现象；

科斯塔斯环法：不存在倍频，直接得到载波，适于应用在高频电路中

网同步：数字通信系统中，为保证通信网中任意各站能够进行通信，需要有统一的时钟我国SDH系统采用“分区等级主从同步”，PDH采用准同步方法。

英文缩写：

ASK：幅移键控、FSKPSKDPSKQPSKQAMGMSK

A/DPCM△MDPCMADPCM

FDMFDMATDMTDMACDM CDMAFDD

SDH：

STM-N ：同步传输模块n级

PDH

ARQ、FEC、HEC

利用以上知识点理解下列系统参数

935.5KHZ935.3KHZ935.1KHZ

双工方式：频分双工

上下行频率间隔：

工作带宽:

复用方式：频道间隔

多址方式：时分多址

双工方式：

理解GSM手机语音信号的发送过程

数字通信篇2

采用微波进行通信的目的是远距离传递信息, 虽然基带信号可以在传输距离不远的情况下直接传送, 但如果要远距离传输时, 特别是在无线或光纤信道上传输时, 则必须经过调制将信号频谱搬移到高频载频带内才能在信道中传输。由于微波的发信频率很高, 所以在微波传输系统中常用基带信号序列对中频频率70MHz或140MHz进行调制后, 再在发信单元中上变频为微波频率的信号。

模拟微波系统常用的调制方式有:

调幅 — 调频式 (AM—FM) ;

调频 — 调频式 (FM—FM) ;

脉冲幅度调制 — 调频式 (PAM—FM) ;

脉冲编码调制 — 调频式 (PCM—FM) 。

2 数字信号的传输方式

数字信号的传输分为基带传输和频带传输。数字基带传输是不搬移数字基带信号的频谱, 以终端设备输出的数字基带信号序列或经过某些码型变换 (信道编码) 后的数字基带信号, 利用线缆进行传输的方式。

数字频带传输是将数字基带信号的频谱搬移到某个载频带内进行的传输方式。那么利用微波波段的电磁波来传输数字信号的方式显然是属于频带传输的范畴。然而, 在数字微波通信系统中, 从信源编解码、信道编解码到调制是数字基带传输的子系统。

3 数字载波键控 (调制)

数字载波键控的原则是用数字基带信号去控制载波的某个参数 (振幅、频率及相位) , 使之随着数字基带信号的变化而变化。即用脉冲形式的数字基带信号去键控载波的振幅A、相位P或频率f, 使它们随基带数字调制信号的变化而变化, 从而可相应地获得移幅键控ASK、移频键控FSK、移相键控PSK信号。

而移幅键控和移相键控信号在数字微波传输系统中使用较多。但移频键控由于它所占用的频带较宽, 所以在中、大容量的数字微波通信系统中很少使用。

4 数字调制的分类

数字微波通信系统常用的数字调制方式主要有以下几种:移幅键控 (ASK) 、移频键控 (FSK) 、移相键控 ( PSK) 、64QAM、128QAM以及512QAM多进制 (多电平) 正交幅度调制 (MQAM) 等。

4.1 移幅键控 (ASK) 简介

在ASK调制方式中, 载波幅度是随着调制信号而变化的, 其最简单的形式是载波在二进制调制信号控制下通断, 这种方式称作通-断键控 (OOK) 。

ASK调制的类型有:

二进制移幅键控调制 (2ASK) ;

多进制移幅键控调制 (MASK) 。

4.2 移频键控 (FSK) 简介

FSK是使用得较早的一种调制方式, 其载波频率是随着调制信号而变化的, 它的主要特点是: 实现起来较容易, 抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。

FSK调制的类型有:

二进制移频键控 (2FSK) ;

多进制移频键控 (MFSK) 。

移幅键控和移频键控适用于10Mb以下小容量的数字微波通信系统。

4.3 移相键控 ( PSK) 简介

PSK是根据数字基带信号的两个电平使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法。在数字通信的三种调制方式中, 就频带利用率和抗噪声性能两个方面来看, 理论上都是PSK方式最佳, 所以PSK在中、高速数据传输中得到了广泛的应用。

PSK调制的类型有:

二相移相键控调制 (2PSK) :设备简单, 对传输信道性能适应性强, 频谱利用率低, 适合小容量数字微波传输系统。

四相移相键控调制 (4PSK) :也称正交移相键控调制 (QPSK) :在2PSK方式的基础上, 采用了正交技术。它的功率效率与2PSK相同, 设备复杂程度有少量增加, 频谱利用率比2PSK方式提高了一倍, 适合于中容量的数字微波传输系统。

八相移相键控调制 (8PSK) :设备复杂性适中, 频谱利用率较高, 适合于中、大容量的数字微波传输系统。

在现代通信中, 随着大容量和远距离数字通信技术的发展, 出现了一些新的问题, 主要是信道的带宽限制和非线性对传输信号的影响。在这种情况下, 传统的数字调制方式已不能满足应用的需求, 需要采用新的数字调制方式以减小信道对所传信号的影响, 以便在有限的带宽资源条件下获得更高的传输速率。这些技术的研究, 主要是围绕充分节省频谱和高效率的利用频带展开的。多进制调制, 是提高频谱利用率的有效方法, 恒包络技术能适应信道的非线性, 并且保持较小的频谱占用率。从传统数字调制技术扩展的技术有最小移频键控 (MSK) 、高斯滤波最小移频键控 (GMSK) 、正交幅度调制 (QAM) 、正交频分复用调制 (OFDM) 等等。

移相键控PSK适用于中、小容量的数字微波传输系统。如QPSK、8PSK等是目前中、小容量数字微波通信系统中采用的重要调制方式。

因为移相键控具有较好的抗干扰性能;所需带宽比移频键控窄;而且移相键控结构简单, 实现起来并不复杂。特别是四进制四相移相差分编码调相调制QPSK, 它在10Mb以上中容量数字微波通信系统中应用较广泛。QPSK调相调制有二位双比特二进制码元组成的四位四进制数00、01、11、10 (0、1、2、3) 控制着70MHz载波的4种不同的输出相位的变化, 从而形成振幅与频率不变, 而只是相位在 (0°, 360°) 区间内取离散值的随机变量的已调双边带调相信号。

QPSK调制方式能取得较高的频谱利用率;很强的抗干扰性;较高的性价比。

QPSK调制解调原理如图1所示, 图2是解调原理框图。

4.4 多进制正交幅度调制 (MQAM)

它是既调相又调幅的键控, 可用在100Mb以上大容量数字微波传输系统中。如16QAM调制是用在140Mb大容量PDH准同步数字微波传输系统中, 它在信号矢量图上, 对应着16个矢量点, 也对应着16个十六进制数, 也就对应着140MHz中频载波的16种不同的输出相位和幅度, 从而输出频率不变, 输出的相位和幅度受16个十六进制数控制的既调相又调幅的信号。在数字信号的传输方式上采用16QAM调制的数字微波, 抗干扰性比16PSK更强, 频谱和功率利用率更高, 再生数字信号的能力强大。

4.5 提高频谱利用率的主要措施

64QAM、128QAM以及512QAM多进制 (多电平) 正交幅度调制, 是用在300Mb/s以上的大容量数字微波通信系统中, 能够获得更高的功率和频谱利用率。

目前在数字微波传输系统中提高频谱利用率的措施主要有3个:

1) 采用多进制调制技术, 以提高每个符号所传送的比特数, 如: 16QAM、64QAM直至512QAM等技术。

2) 采用频谱成形技术, 以压缩发送信号所占的带宽, 如:升余弦滚降技术, 减小滚降系数σ等。

3) 采用交叉极化频率再用技术, 以增加同一频段内的工作波道数。频谱利用率的提高势必要损失一些抗干扰能力, 即为达到相同的误码性能需增加归一化信噪比。

5 结束语

为了降低误码率和克服载波恢复相位模糊度、提高频谱和功率利用率, 多进制正交幅度调制又采用对相位透明的多进制LEE氏纠错编码以及在SDH微波传输中还采用了多级编码调制和网格编码调制等将纠错编码 (信道编码) 和调制技术结合在一起进行设计的高新技术, 能够取得很高的功率/频谱利用率。这项技术目前正在SDH数字微波传输系统中得到广泛的应用。

摘要：主要介绍了数字信号的传输方式;数字微波通信的数字载波键控的原则及各类数字键控的特点。多种数字微波调制方式及性能特点和工作原理。阐述了不同传输系统选择不同调制方式的理论依据和实际方案。

关键词：数字调制,数字基带传输,数字频带传输,载波键控

参考文献

[1]王义.广播电视技术手册[M].国防工业出版社.

[2]杨知行.数字微波接力通信与电路[M].人民邮电出版社.

从物理通信向数字通信的过渡篇3

这种转变就像发生在一夜之间，从原来使用实体媒介传递信息发展到如今指尖信息的瞬间传递。我们用了几十年不断发展产品供应链，以便有效交付有形产品，特别注重在“最后一公里”关键阶段向单独客户快捷（即在一夜之间）、可靠地交付产品。而现在，在数字供应链领域，“第一公里”与“最后一公里”并无差别，一夜的时间感觉就像在无限延长，只要携带移动设备，无论在哪里，我们都能够找到潜在用户。

无论您的客户是公司、非营利机构、高等教育机构还是政府，全都经历着从物理通信向数字通信的飞速转变。这种转变速度会使得其中的绝大多数产生危机感，能预料到的大多数都会从中获益，但有一部分则受到严重冲击。这种转变速度正逐步超过您在印刷业务上的技术决策速度。例如，您在两年前制定的一项关于网络印刷平台的决策，在如今“移动先行”的天下很可能已经过时了。所以您所持有的陈旧的企业资源计划、印刷管理信息系统不能够了解如何通过以太网（而不是卡车）将产品运输出厂。

这种转变横扫所有行业，影响着每一位客户。而您和您的供应商或合作伙伴肩负着共同适应此种变化的责任。由于这是一种共同的责任，您不可能单独适应这种变化，因而对供应商的筛选就变得前所未有的重要，条件也愈加苛刻。技术决策不可能一蹴而就，因此需要与所选择的供应商进行长期合作，所以您必须慎重选择供应商。您可能倾向于相信他们从何而来、现在何处、将要去哪以及最重要的一点，以何种速度变化。千万不要想当然地完全依靠供应商，因为这是一种合作，您的供应商不可能肩负起所有重担。有太多印刷商在某环节出问题后不断指责是供应商的过错。要知道，与您的供应商相比，您自始至终更能掌控特定技术产品的成功与否。在市场上商业可行产品的失败案例中，就有一些公司曾在一段时期内通过相同产品使业务繁荣。您的企业文化是否专注于发现缺陷，还是只顾业务成功而无视软件的固有缺陷？如果您潜心于不断寻找软件缺陷，您一定会得到回报的。因为，绝大多数软件都是一个“目标丰富的环境”。不要再一味寻找什么是错的，与其如此，还不如专注于优化软件，让自己的业务真正地发展繁荣。

许多终端用户（您的雇员、客户、客户的客户）正在努力使他们的网络或软件体验更接近于谷歌、苹果和亚马逊。人们希望软件的加载速度快如谷歌，选择多如亚马逊，用户体验优越如苹果。曾有多少次我听到非软件行业的人在抱怨：“速度怎会如此慢？”“这能有多难？”“谷歌在整个互联网的搜索也不过几秒而已。”对于这些，我们在此不做讨论，但需要指出的是，对于为您开发印刷MIS系统或网络到印刷方案的公司而言，为了优化软件，他们拥有的资源、原始脑力和资金仅仅略少于谷歌公司。

用户始终希望公司开发的技术应该像苹果产品一样易于使用。我认为这是苹果真正的智慧所在，他们通过优越的软件、硬件的用户体验让苹果技术得到普及。iPhone手机没有使用手册，但却是人类创造出的最复杂的技术设备之一。前不久，我曾买过一个闹钟，惊讶地发现一个闹钟竟也有使用手册，而且我还不得不按照手册说明使用（所以干脆打包退了货）。

用户还期望拥有如同亚马逊一样的无限多选择，这并不是说您必须建立一个全球购物环境，但我把它称为用户偏好，说到这里，我肯定要问一句：“我们为什么就不能一次到位呢？”原因在于企业软件的急剧增长使大量解决方案应运而生，这些方案需要大量的资源定位符、登录系统和密码，从而给开发人员压上了难以承受的重担。而如今的销售人员在工作中需要使用多少营销工具？每添加一种工具肯定都会增加新的特性和功能，但这些都是有成本的。这就是为什么每当我听到有印刷商对目前自己已有的印刷软件说“我们不做任何外包方案来解决客户的问题”之类的话，我都无法相信自己的耳朵。如果您拥有客户关系，为什么就不能帮助客户解决问题呢？况且还能从中盈利。我们仅仅局限于销售自己能够生产的商品，这是一种内部关注（优先自己的业务和投资回报）。如果您关注外部，又会优先关注谁呢？答案肯定是您的客户。我打赌，关注外部的印刷商一定痴迷于试图解决越来越多的客户挑战。

最近，我拜访了一家财富100强企业，他们的销售流程中需要大量文件和规定，销售流程中所需的一般印刷材料每年就要花费数百万美元。他们的产业，如印刷产业，正在经历着结构上的变化，其目标客户的统计数字不断变化。有趣的是，他们的一家大客户企业中有超过50%的人使用西班牙语，并只使用手机上网。仔细想想，他们曾经采用一种版本印刷所有销售资料，并且只通过印刷进行交付。如今，他们需要生产出各个语种的个性化材料，然后再把产品发送到移动设备上，这并不是因为移动设备使用方便，而是因为目标客户只能通过移动设备进入该网络。

数字通信篇4

作者：山东省兖州煤业股份有限公司楼向东吕秀海

兖矿集团位于山东省兖州市、邹城市和济宁市的交界处。矿区自营铁路机关设置在邹城市境内，以铁运处机关为中心，东西长约50公里，南北宽约40公里，呈伞面状分布，有近200公里的铁路线和15个车站，年运量达2600万吨。

自营铁路专用通信系统包括行车调度、货运调度、专用电话、车站电话集中机等设备，同铁路运输行车安全息息相关，为超额完成运输任务和构建和谐铁路做出了应有贡献。

自营铁路调度通信系统数字化改造包括引进铁路数字调度通信系统，以数字化的设备替代原有音频调度系统、专用电话系统、集中机和区转机等多种模拟设备，实现铁路专用数字通信调度的所有基本功能，解决设备老化及技术落后问题；实现铜芯双绞线E1数字信号的透明传输，解决矿区铁路专用数字传输通道网络建设滞后问题。

系统设计

自营铁路现有专用通信传输网主要由层绞式长途通信电缆线路及少量光缆线路组成。在自营铁路既有通信设施的基础上进行的数字化改造，本着节省设备投资及少占用通道的原则，尽量不增加光、电缆线路。

采用高比特设备（HDSL）对模拟传输通道铜芯双绞线进行数字化改造，达到不用光纤就能迅速成网的目的。同时，发挥铁路数字调度通信系统集中监控、远程维护、故障诊断、环境动力监测等维护管理功能。依据自营铁路实际，充分挖掘和发挥数字化设备功能，实现行车调度、货运调度、站间闭塞、站场广播、站场行车电话、各站生产自动电话等专用通信业务的数字接入。

自营铁路调度通信系统数字化改造采用国内先进的铁路数字调度通信系统，该系统以现代数字通信技术和计算机控制技术为基础，将调度通信、站场通信、站段会议电话、区间通话、专用电话、数据传输、图像传输、远端监控、数字录音、扩音转接等多种服务功能集于一体，用户可以根据需要方便地选择各种服务功能。该系统可替代现有铁路专用通信设备的调度机、电话集中机、区间电话转接机、扩音机、语音记录仪、扩音转接机等模拟设备。

设备配置和主要功能

中心主系统

处调度通信机械室安装了铁路中心主系统，为机厂站、北渐站、邹县站等不具备安装车站数调分系统的车站提供24个专用通信用户，共计3块用户板；设计生产自动电话插槽容量128门，实装容量64门，共计8块自动用户板。各公共板采用热备份，配置交直流电源柜和保证主系统正常运行24小时的蓄电池组。

处调度通信机械室安装设置数调维护网管终端，能够实施全程全网监控了解各站场设备运用状态，对整个系统进行维护和测试，具有故障自动告警及诊断功能。行、货调回线实现全呼、组呼、单呼，行、货调操作具有话务优先权，具有强拆强插等功能。

调度台具有良好的防尘、防潮、防振、防磁性能，操作台设置机械锁，配有交流停电告警声光显示，以便调度员发现问题通知电务维修人员及时处理。同时，各接插件具有热插拔功能，并配有录音设备接口，可安装主系统录音设备。各站数调分系统

数调分系统设置在大东站、东滩站、鲍店站、兴隆庄站、常营站、济二站、济三站、南屯站、北宿站、电厂站、孟楼站等十一个车站。大东站、南屯站安装32个站场通信用户，生产自动用户16个；其它车站安装16个站场通信用户，生产自动用户8个。各公共部分采用双备份，配置交直流电源柜和保证分系统停电时正常运行不低于24小时的蓄电池组。

操作台也具有良好的防尘、防潮、防振、防磁性能，操作台设置机械锁，配有交流停电告警声光显示，以便车站值班员通知电务维修人员及时处理。同时，各接插件具有热插拔功能，并配有录音设备接口，可安装主系统录音设备。

生产自动电话

数调主系统设计生产自动电话插槽容量128门，实装容量64门；大东站、南屯站数调分系统设计生产自动电话插槽容量32门，实装容量16门；其余9个数调分系统设计生产自动电话插槽容量16门，实装容量8门。

模拟通道数字化技术

高比特设备的主要特点有：开发已有铜线资源，不需要对基础设施再投资，就可增加通带，传输2Mb/s信号，通信质量高；既可与已有光纤干线配套，又可独立应用；投资少、安装快、维护管理方便。

高比特设备成对使用，分局端设备和远端设备。光传输设备提供的2.048Mb/s送到HDSL局端设备的G.703数据接口，经过分接器，将数据流分成两个1.040Mb/s的数据流，经过线路端口，分别送到两对铜芯对绞线上，传输到HDSL远端设备，并将两个数据流合并还原成2.048Mb/s数字信号，再通过G.703数据接口将信号传输到远端用户设备，完成2Mb/s信息的透明传输。

高比特设备采用超大规模集成电路（VLSI）的高速处理器，用高速信息处理技术建立铜线的数学模型，精确地补偿接收器上可以预料的失真，实现同时发送和接收1.040Mb/s全双工传输方式，采用2B1Q码，所占用频率低于260kHz，从而降低线路衰耗，大大增加无中继的传输距离。

高比特系统设备具有较强的维护管理功能，维护终端通过设备端口，可对设备运行状态进行连续和实时监测。通过操作菜单，可方便设置门限值，测量和显示各种参数。

应用效果

自铁路数字调度通信系统正式投入运行以来，实现了对整个调度区间内所有设备的集中监控、远程维护、故障诊断、环境动力监测等维护管理，方便了维护检修工作，使维修方式由预防修模式转变为状态修方式，通信联络保持高效畅通。

铁路数字调度通信系统以显示直观、操作简便、音质清晰、联络迅速、运行稳定、维护简易等特点受到车务、电务及调度等用户的一致好评，大大提高了列车调度指挥效率，尤其在月运量超250万吨煤炭的高峰期中发挥了巨大作用，使铁路安全运输生产上了一个新台阶。

数字通信篇5

具体的实际应用：厦深高铁、广深港高铁、青藏线、大秦线、胶济线、武广线、郑西线、新丰镇编组站、石太线、合宁线、合武线、京津城际线,京沪高铁等。

补充资料

固定点与移动点或移动点与移动点之间的铁路工作人员的专用无线电通信，主要有列车无线电通信、站内无线电通信、无线电报警装置，以及其他铁路工作人员使用的无线电通信等。铁路移动通信是保证行车安全，防止作业事故，提高运输效率，加速机车周转，以及改善服务质量等不可缺少的通信手段，是铁路通信的重要组成部分。

gsm-r发展简史

编辑

早在20世纪20年代，一些国家的铁路开始进行了机车与地面之间的无线通信试验。40年代，许多国家相继在列车上装置电子管无线电话，采用中、短波段。50年代一般用短波段的点对点无线通信。60年代，随着晶体管和集成电路的发展和应用，铁路移动通信大量采用甚高频(VHF)和超高频(UHF)的频段，采取选址、双工、多用户进行组网的通信，在设备方面体积减小，重量减轻，功耗降低,可靠性增高,并能适应各种气候条件。70年代以后，微处理机与收发信机相结合，使设备信令更加完善灵活，具有频道自动搜索、用户自动存取、功率自动控制和自动监测设备故障等功能。一些国家的铁路开始使用能与有线电话网连通的列车旅客无线电话。80年代,铁路移动通信除了应用于铁路列车调度指挥外,还广泛使用在各个铁路业务部门。

20世纪50年代，中国铁路车站值班员和编组场内线路值班员开始使用列车无线调度电话和站内无线电话，采用工作频率为2MHz和 40MHz的电子管设备。70年代初，全部改用150MHz和450MHz频段的晶体管设备。80年代初，在编组场上推广应用携带小型的150MHz、450MHz的站内无线电话。铁路沿线维护作业人员的无线电话也相继推广使用。养路、施工的报警无线装置也得到迅速的发展和应用，并进行了山区隧道区段的列车无线调度电话试验。

gsm-r用途编辑

gsm-r列车无线通信

运行列车上的人员对地面的调度员或其他人员进行的通信。它包括列车无线调度电话和列车旅客无线电话。gsm-r列车无线调度电话

调度员对沿线运行的机车进行调度指挥的无线电话。中国铁路的列车无线调度电话，用于调度员、车站值班员对沿线行驶的列车司机、运转车长进行调度指挥。铁路沿线的车站以带状分布在全国各地，各车站设置小功率无线电台和转接装置，机车上配有无线电台和控制盒。调度员通过有线或无线电路与车站电台（或固定电台）接续，然后再由车站电台（或固定电台）与其场强覆盖区内机车电台用无线信道接通，从而构成调度员与司机之间和车站值班员与司机之间相互通话。

列车无线调度电话使用150MHz和400MHz频段，频道间隔为25kHz,在运输业务不繁忙的区段采用单工通信方式，双方使用同一频率，交替地进行收发通话。这种制式具有组网灵活，设备简单等特点。在铁路运输日趋繁忙区段，无线电话使用量不断增多的情况下，为了迅速可靠地接续，现在世界各国陆续使用不同频率进行发射和接收的双工或半双工通信方式。采用音频组合式或数字编码式的选择呼叫，并附有紧急呼叫功能和发送调度命令及各种指令信息的功能。列车无线调度电话覆盖区域的划分有两种形式：一是用于车流密度小、运输不繁忙区段的大区域方式；一是用于车流密度大、运输繁忙区段的小区域方式。此外，由于超高频频段的电波难以在隧道内传播，因此，早期采用平行波导线感应传播方式,但这种方式传输场强不均匀，常因绝缘不良,引起衰耗增加。特别是在电力牵引区段，会感应出很高的干扰电压，危及维修人员的安全。后来，许多国家使用漏泄同轴电缆，这种电缆在是同轴管外导体上开设一系列的槽孔或隙缝，使电缆中传输的电磁波的部分能量从槽孔中漏泄到沿线空间，场强衰减较均匀而无起伏，易为接收设备所接收。这种漏泄电缆传输频段较宽，既能通话，又能传输各种数据信息。在长隧道地区，由于漏泄电缆衰耗较大，需要在隧道内装设中继器，用以补偿传输损耗，中继器需远距离供给电源。gsm-r列车旅客无线电话

旅客利用列车上的无线电公用设备，通过沿线设置的地面无线电设备和转接装置，经过交换设备，即可与市话网接通有关用户，或经长途线路传输与远距离用户通话。gsm-r站内无线通信

供铁路站场内进行作业指挥以及业务联系用的一种无线通信。主要有客、货运站无线电话和编组站无线电话。

客、货运站无线电话主要用于货运人员间运营作业和装卸作业，以及旅客运输业务人员间的通信联络。gsm-r编组站无线电话

供编组站的到达场、编组场和出发场等各类作业人员如调车员、列车车辆检修员、铁鞋制动员、车号员、接发列车值班员以及在专用线上进行调车作业等的流动人员按各自不同的系统进行通信联络。根据作业性质和不同的需要分为十几个独立的无线通信系统，组成小区域通信网。在车辆间流动作业的人员使用的无线电话，由于电波传播受车辆、人体、便携式电台的天线高度和屏蔽效应等影响，因此应选用最佳通话频段。调车、检车等作业人员使用的便携式电话机具有体积小、耗电少、重量轻、可靠性高等特点，并能满足防雨、防冲击和全天候要求。

gsm-r主要性能

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站内无线通信设备主要性能为：发信机杂波抑制比通常要求在60dB以上,组合波抑制比要求在70dB以上,收信机阻塞衰耗应为80dB以上，互调抗扰性应为60dB以上。

无线电报警装置

为防止列车进入线路维护、施工区段以及防止道口、桥梁、隧道发生事故，向司机发出告警而设的、司机和施工区段之间、司机和道口之间以及司机和巡道工之间的报警装置。这种装置必须绝对可靠，并且具有特殊使用标志，其作用距离为几公里范围内，警报时间约为10分钟,使用全国统一的专用频率,并尽可能实现自动检测。

其他铁路工作人员使用的无线通信

主要有区间内作业、维修人员使用的无线电话和广泛用于铁路其他工作中的电话，如勘察施工、维修作业、救援列车、铁路公安等用的无线电话。这些无线电话使用民用频段，不占用铁路专用频率，以免干扰运输调度作业。对讲无线电话一般采用通用的便携式无线电话机。为便于铁路公安人员工作需要，无线电话往往与有线电话沟通，按用户需要组成各种类型、不同功能的铁路移动通信网络。

gsm-r起源

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GSM-R通信技术起源于欧洲，目前在德国、瑞士、荷兰、意大利、瑞典等绝大多数国家均已进入商业运用。由于GSM-R具有适应铁路运输特点的功能优势，以及更符合通信信号一体化技术发展的需要，因此铁道部2000年底正式确定将GSM-R作为我国铁路专用通信的发展方向。

GSM-R在GSM公众移动通信系统平台上增加了铁路运输专用调度通信功能。GSM-R通信系统包括：交换机、基站、机车综合通信设备、手机等设备组成。以青藏铁路为例：青藏铁路是世界上海拔最高的铁路线，青藏线北起青海省格尔木市，途经纳赤台、五道梁、沱沱河、雁石坪，翻越唐古拉山进入西藏自治区境内后，经安多、那曲、当雄至西藏自治区首府拉萨市，全长约1142km。绝大部分线路在高原缺氧的无人区。为了满足铁路运输通信、信号及调度指挥的需要，采用了GSM-R移动通信系统。GSM-R基于GSM技术标准，由于GSM-R侧重铁路应用，在现网中，GSM-R比公网的功能多增加了3个主要功能，即语音组呼业务VGCS, 语音广播业务VBS和增强的多优先级和强拆eMLPP，也被总称为高级话音呼叫项目ASCI业务。正是由于这个不同，支持公网GSM的厂家产品不能直接用在GSM-R网络里，除非专门开发了ASCI业务，当前支持GSM-R的厂家有中兴、诺基亚西门子通信（诺西）、华为、COMLAB、Kapch（原北电，被Kapch收购）等。

调度通信系统业务包括列车调度通信、货运调度通信、牵引变电调度通信、其他调度及专用通信、站场通信、应急通信、施工养护通信和道口通信等。

2、车次号传输与列车停稳信息的传送功能

车次号传输与列车停稳信息对铁路运输管理和行车安全具有重要的意义，它可通过基于GSM-R电路交换技术的数据采集传输应用系统来实现数据传输，也可以采用GPRS方式来实现。

3、调度命令传送功能

铁路调度命令是调度所里的调度员向司机下达的书面命令，它是列车行车安全的重要保障。采用GSM-R系统传输通道传输调度命令无疑将加速调度命令的传递过程，提高工作效率。

4、列车尾部装置信息传送功能

将尾部风压数据反馈传输通道纳入GSM-R通信系统，可以方便地解决尾部风压数据传输问题。

5、调车机车信号和监控信息系统传输功能

提供调车机车信号和监控信息传输通道，实现地面设备和多台车载设备间的数据传输，并能够存储进入和退出调车模式的有关信息。

6、列车控制数据传输功能

采用GSM-R通信系统实现车地间双向无线数据传输，提供车地之间双向安全数据传输通道。

7、区间移动公务通信

在区间作业的水电、工务、信号、通信、供电、桥梁守护等部门内部的通信，均可以使用GSM-R作业手持台，作业人员在需要时可与车站值班员、各部门调度员或自动电话用户联系。紧急情况下，作业人员还可以呼叫司机，与司机建立通话联络。

8、应急指挥通信话音和数据业务

宽带数字通信接收技术研究篇6

宽带无线数字通信近年来已经成为了通信领域的研究热点,特别是超宽带(Ultra Wide Band)无线电通信技术的出现,使得超宽带通信的研究迅猛发展。美国联邦通信委员会(Federal Communication Committee:FCC)对UWB做了定义:信号的带宽大于500 MHz,或者其相对带宽大于0.2都叫作UWB通信。根据FCC对UWB的定义,为了实现UWB无线电通信信号的接收,一般对于宽带数字接收系统的采样速率要求较高。根据带通采样定理,信号的带宽若为500 MHz,则其采样速率至少需要达到1 GHz。直接采用高速ADC器件,目前的高速ADC是可以满足其采样要求的,同时其分辨率也可以达到8 b的水平。这也是软件无线电的设计思想,尽可能地简化模拟变频环节。鉴于此,本文重点对宽带无线数字通信接收技术展开研究,包括了信号采样理论、多通道信道化技术等。

1宽带无线数字通信接收理论与技术

1.1 信号采样理论

数字接收即是利用模拟数字转换器对模拟信号进行采样,将模拟信号变换为数字信号后进行后续处理。其信号的采样理论包括了奈奎斯特第一采样定律和第二采样定律,即低通采样定理和带通采样定理。通常情况下,当载波频率较高,而信号带宽并不很高时,一般采用带通采样定理即可,即带通采样定理的适用性更广泛一些。其带通采样定理描述如下:

若信号频率分布在某一有限的频带(fl,fh)内,且当fh>>B=fh-fl,也就是当信号的最高频率fh远远大于其信号带宽B时,可采用带通采样。采样后的信号频谱是以采样频率fs的整数倍搬移的。若为了保证采样后的频谱不发生混叠,需满足下面条件:

${\begin{cases} m f_{s} + f_{h} \leq n f_{s} - f_{h} \\ m f_{s} + f_{l} \leq (n - 1) f_{s} - f_{l} \end{cases} (1)$

满足式(1)的采样频率可以保证所有的搬移都不会使采样信号产生混迭,即某个边带的上限一定是小于另一个边带的下限,反之亦然。由于采样后仍然为实信号,根据对称性,只考虑正频率部分的特性,此时n>m且n>0。可得:

$\frac{2 f_{h}}{n - m} \leq f_{s} \leq \frac{2 f_{l}}{n - m - 1} (2)$

式(2)即为带通采样定理。令k=n-m-1,若使各边带满足临界状况,可得:

$f_{s} = \frac{2 (f_{h} + f_{l})}{2 k + 1}, k > 0 (3)$

1.2 多通道信道化技术

在宽带无线数字通信系统中,一般信号都具有一定的载频和带宽,而且为了不出现频谱混叠,不同的通信信号均占有不同的频段。对于宽带无线数字通信接收系统而言,为了保证各类信号同时接收,就需要对带宽内的信号同时进行接收和处理,这就是多通道信道化接收技术。

在多通道信道化接收模型中,传统的实现方法是各自信道采用各自的数字本振与信号混频,以及低通滤波等处理。该实现方法原理简单,灵活性也较强。但是在信道较多时,该模型的实现需要极大的系统资源,实际应用中不便于采用。但根据其工作原理和模型,可以推导出一种具有等价结构的多通道信道化高效模型,该模型在保持原有性能的基础上,可以极大程度地减少系统资源消耗,特别是信道数量较大时,效果越发明显。该多通道信道化高效模型推导过程如下:

设K=FM,其中K为系统划分的信道数,M为每个信道的抽取倍数,均匀滤波器组的多相分量为El(z),原型滤波器h0[n]的多相结构为:

$Η_{0} (z) = \sum_{l = 0}^{Κ - 1} z^{- l} E_{l} (z^{Κ}) (4)$

式中: $E_{l} (z^{Κ}) = \sum_{n = 0}^{Ρ - 1} h_{0} [n Κ + l] z^{- n Κ}, Ρ$ 取比N/K大的下一个整数。IDFT输出:

$y_{k} [n] = \sum_{l = 0}^{Κ - 1} t_{l} [n] e^{j 2 π l k / Κ}, k = 0, 1, 2, \dots, Κ - 1 (5)$

它的z变换为:

$Y_{k} (z) = \sum_{l = 0}^{Κ - 1} e^{j 2 π k l / Κ} z^{- l} E_{l} (z^{Κ}) X (z) (6)$

可得系统第k个传递函数为:

$Η_{k} (z) = \frac{Y_{k} (z)}{X (z)} = \sum_{l = 0}^{Κ - 1} (z e^{- j 2 π k / Κ})^{- l} E_{l} (z^{Κ}) (7)$

又因为: $Η_{0} (z) = \sum_{l = 0}^{Κ - 1} z^{- l} E_{l} (z^{Κ}) ‚ (z e^{- j 2 π k / Κ})^{Κ} = z^{Κ}$ ,所以:

$Η_{k} (z) = Η_{0} (z e^{- j 2 π k / Κ}) (8)$

各子信道抽取后输出为:

$v_{k}^{d} [n] = y_{k} [Μ n] e^{- j w_{k} Μ n} = \sum_{l = 0}^{Κ - 1} t_{l} [Μ n] e^{- j 2 π k l / Κ} e^{- j w_{k} Μ n} (9)$

当把M倍抽取器移到IDFT之前,可得到抽取后的输出为:

$r_{l}^{d} [n] = t_{l} [Μ n] (10)$

对式(10)进行的z变换:

$\begin{array}{l} R_{l} (z) = \frac{1}{Μ} \sum_{m = 0}^{Μ - 1} Τ_{l} (z^{1 / Μ} e^{- j 2 π m / Μ}) = \\ \frac{1}{Μ} \sum_{m = 0}^{Μ - 1} E_{l} (z^{Κ / Μ} e^{- j 2 π Κ m / Μ}) X (z^{1 / Μ} e^{- j 2 π m / Μ}) (z^{1 / Μ} e^{- j 2 π m / Μ})^{- l} (11) \end{array}$

因为K/M=F是一个整数,e-j2πmK/M=1,所以:

$R_{l} (z) = E_{l} (z^{F}) \frac{1}{Μ} \sum_{m = 0}^{Μ - 1} X (z^{1 / Μ} e^{- j 2 π m / Μ}) (z^{1 / Μ} e^{- j 2 π m / Μ})^{- l} (12)$

由上式可知,可以用El(zF)替换El(zK),并且M抽取作用到了最前端,这样,整个信道化过程是在1/M的信号输入速率下进行的。

$\begin{array}{l} r_{l}^{d} [n] = \sum_{p = 0}^{Ρ - 1} h_{0} [l + p Κ] x [Μ n - l - p Κ] (13) \\ y_{k} [n] = \sum_{l = 0}^{Κ - 1} r_{l}^{d} [n] e^{j 2 π k l / Κ} (14) \end{array}$

由抽取和内插原理可知,El(z2)相当于在原来每个支路多相滤波器各值之间插一个0。同时将wk=2πk/K代入公式,并且IDFT采用IFFT形式,得到最终的宽带无线数字通信接收信道化高效结构如图1所示。

其中,vd0 [n]和v $_{Μ}^{d}$ [n]为实数,其他信道输出为复数,并且v $_{l}^{d}$ [n]与v $_{Κ - l}^{d}$ [n](1≤l≤K/2-1)互为共轭形式,即所有信道输出有一半是独立的,所以只考虑前K/2个信道即可。

2原型滤波器设计

宽带无线数字通信接收模型中信道化滤波性能的好坏主要取决于原型滤波器的设计。同时该宽带无线数字通信接收模型计算量的大小也和原型滤波器的设计有关。本文中宽带无线数字通信接收模型的原型滤波器的设计参数如表1所示。

原型滤波器幅频特性曲线如图2所示。

3系统仿真及分析

系统仿真主要针对图1所示的信道化模型展开仿真。在完成其模型的基础上,在输入端随机地加入两个信号,判断信道输出与理论是否相符。选择两个输入信号为:信号1是线性调频信号,起始频率f1=190 MHz,终止频率f2=220 MHz;信号2是正弦信号,载波频率f=28 MHz。仿真结果如图3所示。

图中一共包括8个信道,根据8个信道的频谱分配,当输入不同频段的信号时,由于频率不同,信号将在不同的信道出现。信号1为线性调频信号,根据输入信号频率,从理论判断可知道此信号将在第2个信道输出;信号2为正弦信号,根据输入信号频率,从理论判断可知道此信号将在第5个信道输出。从图3所示的仿真结果可以看出,仿真结果和理论分析相符,表明宽带无线数字通信接收模型仿真结果正确。

4结语

宽带无线数字通信接收系统作为UWB无线通信技术中的一部分,已成为该领域中的研究热点。本文对宽带无线数字通信接收系统中信道化技术进行了深入研究,在传统接收模型的基础上,推导并给出了一种用于宽带无线数字通信系统的多通道信道化高效模型。该模型和传统模型相比,在具有同样性能的前提下,极大地降低了该模型实现的计算量,特别是多通道数目较大时,计算量的降低程度更突出。该模型的采用,将为工程实现提供切实可行的方案,为工程应用奠定了理论基础。

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对数字通信系统应用方法的研究篇7

[关键词]数字通信系统；应用方法；研究

[中图分类号]S972.7+6 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）05-0022-01

一、数字通信系统概述

所谓的数字通信就是将数字信号当成载体来对信息进行传输，还有就是使用数字信号对载波实施数字调制之后再进行传输的通信方式。数字通信的主要技术设备由传输介质、发射器和接收器三者组成。而数字通信系统采用的通信模式主要有模拟信号数字化传输通信系统、数字频带传输通信系统和数字基带传输通信系统。

通过与传统的模拟信号进行比较，数字信号这属于一种不管是在幅度上还是在时间上都是离散的负载数据信息的信号。数字信号较之传统的欧尼通信所具备的优势有：一是所具备的抗干扰能力特别强，在传输信号的过程当中，由于受到系统内部和外部的噪声干扰，导致通信的质量受到影响，而且这种干扰不可避免，其噪声也会跟随信号传输而放大。可是在数字通信系统当中，所传输的是数字信号属于离散型，即便在整个传输过程当中也会受到噪声的干扰，可是所产生的噪声绝对值只是保留在一定范围之内，那么就可以对噪声干扰消除；二是如果信号传输属于远距离，那么依然能够有效保证通信质量。这主要是由于在整个数字通信系统当中做到对再生中继方式的使用，这样就能够将长距离传输过程当中对于数字信号的影响做到最大限度的消除，特别是与原先的数字信号一样，再生的数字信息同样可以继续进行信息的传输，从就导致数字通信的质量并不因为增加举例使得影响更为强烈，有鉴于此，通过与传统的模拟信号进行对比，数字通信系统则更适合进行高质量的长距离通信；三是数字信号与模拟信号相比所具备的保密性更强，特别是从形式上来看能够非常简便的做到和现代技术相结合，通常来说，当前所使用的终端接口都是数字信号，与此同时，针对电话、图像、电报和数据传输等各种类型的业务需求，数字通信系统显得更加适应，通过普及数字通信系统，就能够做到统一的综合业务数字网的方便实现，这就提供可能去进行大规模继承电路，也可以做到保密处理信息传输，对管理计算机通信网等优势。

而变换模数这是进行数字通信的基本前提，也就是说，将信号发射器所发出的模拟信号将其转换成为数字信号。这一过程当中所采用的基本方法是在连续型的模拟信号通过相等的时间间隔抽出模拟信号的样值，随后将这些抽取出来的样值往最接近的数字值方向转化。这主要是由于样值在连续型的模拟信号当中抽取出来，即便是在时间上作出适当的离散化处理，可是依然有着连续型在幅度上，并且对其所实施的量化过程也就是从幅度上将这些样值做出离散化处理。最后则是将这些良好之后的模拟信号样值向一组二进制数字代码上实施转化，并且能够做到对数字化转变模拟信号，之后把这些数字信号放进通信网当中实施传输。而且在接收端这属于一个还原过程，即将所收到的数字信号通过转换成为模拟信号，借助于数据模变换对声音和图像的再现。党在信号发射器所发出的信号本身就属于数字信号，那么就可以省略数据模变换的过程，而直接进入到数字网当中实现数据的传输。

二、数字通信系统的应用分析

在整个数字通信系统当中，其中最为关键性的技术就是编码、解调、过滤、调制和解码等内容，在这些关键性技术当中，整个系统核心内容也是最为重要和基本的技术就是对于数字信号的调制和解调两项内容。

所谓的数字调制就是借助于对信号源的编码来实施调制，把其转换成为能够实施信道传输的频带信号，也就是说，将调制信号或者是基带信号逐步转变成为一个高频率的已调信号或者是带通信号，特别是在对数据进行传输的过程当中为了有效避免传输损耗、信息失真或者是对带内特性进行确保等因素，那么在长距离的传输信号或者大规模的通信活动当中则必须对数字信号进行载波调制。从现阶段的情况来看，可以将数字信号调制区分为调频、调幅和调相这三种类型。所谓的调频就是通过对数字信号的利用以便实施调制行载波频率；调幅就是指按照不同的信号，借助于对正弦波幅度的调节以便实施信号的调制，从目前所惯用的数字信号来看，其幅度取值则是二进制信号，也就是0与1两个作为代表的波形；调相就是指载波的相位由于手奥数字调制信号或者是基带信号的控制，在通常过程当中，往往会出现保持一致在基带信号和载波相位两者之间，比如二进制基带信号是O的时候，那么载波相位也相应的是O。而所谓的解调就是说载波信号当中所提取出来并且还原所得到的信息的整个过程，可以将解调称之为反调制也就是调制的逆过程。从目前的情况来看，解调的类型主要区分为相干解调与非相干解调这两个类型。数字通信的质量往往对其进行衡量的指标确定为消息传输速率、信息传输速率以及符号传输速率这三个。而衡量数字通信系统的性能指标同样是消息传输速率、信息传输速率以及符号传输速率。

而如今通信系统面临着的往数字化时代转变，这就要求将有线通信转变为无线通信，将公用移动网络转变为专用网络，以便做到全球化的数字通信理念的实现。并且借助于现有的综合业务数字网络作为基础，凭借一个多用途的用户网络端口，就能够做到轻松实现信号发出端到接收端全程数字传输和交换的新型通信网的实现。而通过对这种新型技术的有效利用，那么就可以做到对通信业务范围的有效扩充，特别是这种新型技术还具备更为灵活和经济的特点，能够做到任意交换在现有的计算机互联网、公用电话网、多媒体信息网和分组交换数字网等之间。特别是当前不断发展和完善的数字通信设备条件下，通过对微处理技术的广泛应用转变数字通信系统的信号，那么还能够做到让设备更为灵活的在各种市话和长途当中进行应用。而且从投资上来看，长途通信线路所投入的成本远远超过投入终端设备的成本，为做到经济性的长运输的提高，未来主流趋势就是大容量和高度的数字通信系统，特别是在当前快速发展的数字集成电路技术，那么也就越来越容易制造数字通信系统的设备，有着更高的可靠性和更低的成本。

三、结束语

数字通信系统是一种全新的利用数字信号进行消息传输的通信模式，伴随着社会的不断发展，数字通信的应用也已经越来越广泛，在我们日常生活中的电脑、手机上网、视频电话、网络会议以及数字电视等都是通过数字通信系统来进行信号传输的，而且由于社会的发展人们对各种通信业务的需求量也在逐渐增加，在光纤传输媒介还没有完全普及以前，数字通信系统主要是利用电缆、微波等有限的媒介进行传输，但目前光纤技术的发展无疑将会推动数字通信的发展。随着数字通信系统也正在向智能化化、高速度以及大容量的方向迅速发展，相信在未来数字通信系统将会取代传统的模拟通信系统而成为主导。

参考文献

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[2]宋祖顺等编著.现代通信原理[M1.电子工业出版社，2001

[3]吴资玉等编著.数字通信原理[M1.中国物资出版社，1999

数字通信篇8

关键词：卫星数字通信技术；广播传输；运用

1卫星数字通信的概述

卫星数字通信是航天技术与电子技术相结合而产生的一种新型的通信方式，有着重要的作用。卫星数字通信通过中继站和终端站来实现通信目的的，具体来说卫星数字通信的中继站是人造卫星，终端站为地面站，可以有多个终端站，来实现两个或者多个终端站之间的通信，这种通信具有容量大、区域广的特点[1]。在卫星数字通信中应用的人造卫星叫做通信卫星，它与地球的自转的周期与方向同步，所以也叫做地球同步卫星，通信卫星始终固定在天空中某一位置上，方便地面与卫星的通信。卫星数字通信技术是我国广播电视节目传输中应用到的主要技术之一，随着数字技术的发展，它在广播电视传输中的优势更加鲜明。与微波数字通信传输相比其优势具体表现在：一是覆盖面广；二是投资成本低且建设快；三是传输信号的质量高；四是便于维护；五是运行成本低。与模拟卫星广播相比其优势具体表现为：一是可以节省卫星频率资源；二是，节省运行成本；三是节目信号质量高；四是数字信号处理与开发更加方便。

2卫星数字通信系统的基本原理

2.1卫星数字通信系统的组成。在广播传输中卫星数字通信系统主要由卫星上行发射站、测控站、星载转发器以及卫星接收站这四部分组成。广播数字卫星上设有C波段转发系统和Ku波段转发系统[2]，上行发射站的主要作用是发射C波段信号和Ku波段信号，并接收卫星下行转发的微波信号。具体机制为：上行发射站将广播控制中心发送来的各种信号进行处理与调制，将上频率与高功率进行放大后，将上行C波段信号和Ku波段信号通过定向天线发射给卫星。上行发射站接收卫星下行转发的微波信号的作用是对卫星转播节目的质量进行监测。星载转发器的作用是将地面上行站发送的上行C波段信号和Ku波段信号进行接收，并将接收的上行微波信号进行放大以及变频处理后，再进行放大，然后将经过一系列处理的信号发射给地面服务区。星载转发器相当于中继站一样发挥作用，它的优点是保障广播信号以最低的附加噪声和失真进行传送。

2.2卫星上行发射站系统。广播电视台的覆盖性广的特点，起到最重要作用的部分是卫星上行站系统，上行站的设备一旦发生故障就会导致整个广播电视信号的传输会全部中断，这就要求在上行站应用的设备安全性、稳定性、以及可靠性要非常高，并且要存有备份。广播卫星上行发射站可以将一路或者多路信号传送到卫星，卫星转发其在广播电视卫星中设有C波段信号转发系统和Ku波段信号转发系统，它的作用是将上行发射站传送的信号进行接受，另外也将下行信号转发给广播地面接收站。卫星上行发射站的主要由天线分系统、高功率放大设备、低噪音接收设备、上下变频器调制解调器、系统监控设备以及附属设备构成的。其中天线分系统中天线的作用是将发射功率转化为电磁波能量由上行站传送给卫星，同时也会将及微弱的有空间卫星发出的电磁波能量进行转化，转化成为同频信号来传送到接收机。在卫星上行站系统中低噪声接收设备是进行第一级放大的，高功率放大设备是进行第二级放大的；上下变频器的作用是搬移在射频与中频之间的频谱；调制解调器的作用是对信号进行调制，将广播控制中心发出的信号调制后传输到空间卫星，可以降低信号传输的噪音干扰的影响；系统监控设备的作用是对上行站的所有关键设备进行监控，来方便掌握每台设备的工作状态以及主要指标特性等。

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