孫秀蓉

摘 ?要：隨著社會(huì)的快速發(fā)展，為了滿足人們對(duì)信息交互越來(lái)越高的需求，通信系統(tǒng)的發(fā)展就要承擔(dān)實(shí)現(xiàn)高效通信的責(zé)任。由于微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在近些年的飛速發(fā)展，使得數(shù)字通信技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，數(shù)字通信技術(shù)的出現(xiàn)解決了模擬通信技術(shù)的瓶頸，為實(shí)現(xiàn)可靠、高速及長(zhǎng)距離通信提供了技術(shù)基礎(chǔ)，文章對(duì)數(shù)字通信技術(shù)的原理、特點(diǎn)以及應(yīng)用作簡(jiǎn)單的分析。

關(guān)鍵詞：數(shù)字通信;技術(shù)原理;應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TN92 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）20-0169-02

Abstract： With the rapid development of society， in order to meet people's higher and higher demand for information exchange， the development of communication system has to assume the responsibility of achieving efficient communication. Due to the rapid development of microelectronic technology， computer technology and network technology in recent years， digital communication technology has been realized， and the emergence of digital communication technology has solved the bottleneck of analog communication technology. it provides a technical basis for reliable， high-speed and long-distance communication. This paper makes a simple analysis of the principle， characteristics and application of digital communication technology.

Keywords： digital communication; technical principle; application

通信產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，滲透在各行各業(yè)中，沒(méi)有通信技術(shù)的服務(wù)，各行業(yè)的正常運(yùn)行和發(fā)展都會(huì)受到嚴(yán)重制約，可以說(shuō)，不管是人們的日常生活還是工作生產(chǎn)都已經(jīng)離不開(kāi)通信技術(shù)，一旦出現(xiàn)特殊的社會(huì)環(huán)境，迫使人們不得不減少外出而需要在室內(nèi)完成工作或者學(xué)習(xí)，這時(shí)候就需要強(qiáng)大的通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)支撐，所以通信技術(shù)的發(fā)展顯得至關(guān)重要，隨著社會(huì)的進(jìn)步，對(duì)通信技術(shù)也不斷提出更高的要求，只有滿足這些需求，通信產(chǎn)業(yè)才能更好的生存和發(fā)展。當(dāng)前，我們?cè)缫堰~進(jìn)了數(shù)字通信時(shí)代，所以對(duì)數(shù)字通信技術(shù)進(jìn)行分析，展望其未來(lái)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 數(shù)字通信技術(shù)的原理

數(shù)字通信系統(tǒng)模型如圖1，數(shù)字通信就是利用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行信息的傳遞，所謂數(shù)字信號(hào)，在電子電路中是采用二值邏輯中的1和0來(lái)進(jìn)行信息的表示，用多位二值數(shù)碼的組合表示不同的信息。而在現(xiàn)實(shí)中，大多數(shù)信息都是模擬信號(hào)的形式，可以通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后就可以在數(shù)字信道中進(jìn)行信息的傳遞。為了保證信息傳輸?shù)目煽啃院捅Ｃ苄?，以及為了提高信道的利用率，在傳輸之前通過(guò)對(duì)數(shù)字信號(hào)采用不同的編碼方式，能夠大大提高抗干擾能力，降低外界或者系統(tǒng)自身噪聲的干擾。再利用調(diào)制器對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制之后的信號(hào)頻譜得到擴(kuò)展，更適合在信道中傳輸，充分利用信道，提高傳輸性能。同時(shí)，在數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)中，同步也是非常重要的環(huán)節(jié)，如果時(shí)鐘同步或者幀同步不準(zhǔn)確，也會(huì)直接導(dǎo)致信息出錯(cuò)。信號(hào)通過(guò)有線或者無(wú)線信道傳輸?shù)浇邮斩撕螅俳?jīng)過(guò)解調(diào)、譯碼后可恢復(fù)信息。在數(shù)字通信系統(tǒng)中極其重要的技術(shù)還包括程控交換，在最初的電話交換機(jī)的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展為數(shù)字程控交換機(jī)，利用存儲(chǔ)著交換控制程序的計(jì)算機(jī)來(lái)控制信息的接駁，信息的類(lèi)型從最初單一的語(yǔ)音發(fā)展為多種形式的數(shù)據(jù)信息，程控交換機(jī)的使用使得通信系統(tǒng)的維護(hù)管理更加便捷可靠，增強(qiáng)了靈活性，功能更全面，在一定程度上，通過(guò)對(duì)軟件的控制來(lái)增強(qiáng)硬件的功能擴(kuò)展，從而更好的提供通信服務(wù)。

2 數(shù)字通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

2.1 數(shù)字通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

（1）數(shù)字通信技術(shù)具有很好的抗干擾性能。信息在通過(guò)信道傳輸?shù)倪^(guò)程中，不可避免的會(huì)受到來(lái)自外界或者自身的噪聲干擾，但是數(shù)字信號(hào)不同于模擬信號(hào)，數(shù)字信號(hào)本身是離散的信號(hào)，通常采用二值邏輯來(lái)表示，實(shí)際應(yīng)用中可以用脈沖的兩種不同狀態(tài)代表1和0，只要能控制噪聲信號(hào)不嚴(yán)重破壞脈沖的兩種狀態(tài)，就可以在接收端被識(shí)別，在這一點(diǎn)上，模擬信號(hào)是不能夠相比的，噪聲對(duì)模擬信號(hào)的影響是很明顯的，很容易使信號(hào)失真，所以相對(duì)來(lái)說(shuō)數(shù)字通信技術(shù)的抗干擾能力強(qiáng)于模擬通信技術(shù)。

（2）數(shù)字通信技術(shù)有較好的保密性能。用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行信息的表示、存儲(chǔ)和傳輸，更便于對(duì)信息加密，可以將數(shù)字信息進(jìn)行各種運(yùn)算處理，對(duì)其進(jìn)行偽裝，常用的方法就是采用密鑰技術(shù)，一般密鑰很難被外界破解，從而保證了通信信息的保密性。

（3）數(shù)字通信技術(shù)能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的高質(zhì)量信號(hào)傳輸。信號(hào)在傳輸過(guò)程中，距離越長(zhǎng)，損耗越大，那么就必須對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，但是同時(shí)也會(huì)放大噪聲，甚至噪聲可能會(huì)覆蓋有用信號(hào)。在采用數(shù)字通信后，由于數(shù)字信號(hào)的波形在失真后可以通過(guò)整形電路恢復(fù)原有的信息，利用再生中繼器可以大大增加傳輸距離，同時(shí)又保證了信號(hào)的不失真性。

（4）數(shù)字通信技術(shù)支持多種形式信息傳輸。隨著計(jì)算機(jī)、多媒體技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)信息的需求呈現(xiàn)多樣性，但是不論何種形式的信息，都可以轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，所以數(shù)字通信技術(shù)的普及也促進(jìn)了綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的形成。

（5）數(shù)字通信系統(tǒng)普遍采用大規(guī)模集成電路，具有體積小、重量輕、耗電低、后期維護(hù)方便等等優(yōu)勢(shì)。另外隨著光纖技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代通信大量使用光纖作為傳輸媒介，大大節(jié)省了成本，提高了傳輸速度，加強(qiáng)了信息的保密性。

2.2 數(shù)字通信技術(shù)的缺點(diǎn)

（1）數(shù)字通信技術(shù)對(duì)頻帶的利用率較低。相對(duì)于模擬通信，同樣的電話業(yè)務(wù)，數(shù)字通信占用的帶寬遠(yuǎn)高于模擬通信，當(dāng)傳輸帶寬有限的時(shí)候，就會(huì)影響頻帶利用率。

（2）數(shù)字通信系統(tǒng)的設(shè)備更加復(fù)雜、繁瑣。為了實(shí)現(xiàn)通信質(zhì)量的提高，就要增加信號(hào)處理的復(fù)雜程度，相應(yīng)的，通信設(shè)備的功能更多也就更加復(fù)雜。

雖然數(shù)字通信技術(shù)存在一些缺點(diǎn)，但是隨著寬帶信道的采用、窄帶調(diào)制技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，這些缺點(diǎn)已經(jīng)被弱化，數(shù)字通信必然會(huì)取代模擬通信，成為占主導(dǎo)地位的通信技術(shù)。

3 數(shù)字通信系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展

數(shù)字通信系統(tǒng)之所以能夠?qū)崿F(xiàn)較好的抗干擾、保密性等特點(diǎn)，關(guān)鍵就是對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼、調(diào)制、解調(diào)以及解碼，其中調(diào)制技術(shù)是保證信號(hào)可靠傳輸?shù)淖罨A(chǔ)、最重要的技術(shù)，基本的調(diào)制方式包括調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相，如圖2所示。調(diào)幅就是根據(jù)基帶信號(hào)的二進(jìn)制取值，將正弦波的幅度進(jìn)行調(diào)制，使其幅度的變化規(guī)律與基帶信號(hào)的取值規(guī)律一致，從而可以表示基帶信號(hào)的信息。調(diào)頻就是對(duì)載波的頻率進(jìn)行調(diào)制，如圖2所示，調(diào)制后的正弦波對(duì)應(yīng)基帶信號(hào)的1、0取值，呈現(xiàn)兩種不同的頻率。調(diào)相就是對(duì)載波的相位進(jìn)行調(diào)制，圖2中，基帶信號(hào)的1、0取值分別對(duì)應(yīng)載波的兩種不同相位，此圖中，二者是反相的關(guān)系。數(shù)字通信技術(shù)經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展，其調(diào)制方法已經(jīng)不僅僅是以上三種，在它們的基礎(chǔ)上還演變出了多種調(diào)制方法，例如：幅移鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK），還有目前使用廣泛的正交幅度調(diào)制（QAM），調(diào)制方法的不斷改進(jìn)，使得數(shù)字通信系統(tǒng)的性能得到不斷的優(yōu)化和改良。

在日常生活中，人們使用的各種終端設(shè)備包括手機(jī)、計(jì)算機(jī)、數(shù)字電視等等，都是通過(guò)數(shù)字通信系統(tǒng)獲取各種信息，極大的方便了人們的工作和生活。此外，數(shù)字通信系統(tǒng)也為國(guó)防、軍事、航空等領(lǐng)域提供信息保障，使得我們的社會(huì)體系能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著通信系統(tǒng)的不斷發(fā)展，從有線通信發(fā)展為無(wú)線通信，從利用電纜傳輸?shù)焦饫w傳輸，通信技術(shù)的進(jìn)步是有巨大成效的，實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)通信方式的一次次變革，未來(lái)人類(lèi)社會(huì)也會(huì)隨著通信技術(shù)的發(fā)展獲得長(zhǎng)足的進(jìn)步。盡管數(shù)字通信技術(shù)在當(dāng)前已經(jīng)取代了模擬通信占據(jù)了主導(dǎo)地位，但任何事物都不是絕對(duì)的而是相對(duì)的，所以數(shù)字通信技術(shù)還有無(wú)限的發(fā)展空間，要進(jìn)一步加強(qiáng)抗干擾性能、進(jìn)一步提升傳輸速度、進(jìn)一步延伸傳輸距離，當(dāng)通信系統(tǒng)的性能得到進(jìn)一步提升，才能促進(jìn)各種終端設(shè)備的先進(jìn)程度，就像5G通信網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始實(shí)施后，各種支持5G網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備也陸續(xù)出現(xiàn)，在一定程度上刺激了終端設(shè)備的更新?lián)Q代，刺激整個(gè)通信產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。總之，數(shù)字通信體系會(huì)幫助我們走進(jìn)可期的未來(lái)世界。

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