通信信號分析工程的關(guān)鍵技術(shù)分析

　　摘要：通信就是人類在生產(chǎn)和社會活動中進行的交換和信息傳輸?shù)幕顒?。將越來越多的信息以有效的通信手段從一個地方傳輸?shù)搅硪粋€地方，包括人類物質(zhì)所及和不及的地點，這就是現(xiàn)代通信的主要任務(wù)。而大容量、長距離、多用戶、抗干擾等則成為現(xiàn)代通信的幾大主要特點。如今，人類對通信的要求越來越高，而隨著通信事業(yè)的發(fā)展，通信手段的革新與應(yīng)用顯得尤為重要，從通信的發(fā)展趨勢來看，它所具備的信道編碼/譯碼（糾錯編碼技術(shù)）、復(fù)用技術(shù)、多址技術(shù)、同步技術(shù)、擴頻技術(shù)以及蜂窩技術(shù)等將受到廣泛應(yīng)用及熱捧。
　　關(guān)鍵詞：復(fù)接 同步 擴頻 多址
　　中圖分類號：TN91文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791(2011)02(a)-0000-00
　　
　　1 數(shù)字信號復(fù)接技術(shù)
　　為了擴大傳輸容量提高傳輸效率，在數(shù)字通信系統(tǒng)中，我們常常要利用時分復(fù)用的原理將若干低速信號合并成一個高速數(shù)字信號流，以便在高速信道中傳輸。
　　數(shù)字復(fù)接的設(shè)備則包括：數(shù)字復(fù)接器和數(shù)字分接器。數(shù)字復(fù)接器由同步定時、恢復(fù)單元和復(fù)接部分構(gòu)成。給復(fù)接器提供統(tǒng)一基準(zhǔn)時間信號的是定時單元而復(fù)接器的定時單元自身具備內(nèi)部時鐘，它同時可以由外部時鐘來推動；分接器的定時單元則只能由接收的時鐘來推動，并借助于同步單元的控制使得復(fù)接器與分接器的基準(zhǔn)保持同步。
　　根據(jù)復(fù)接器輸入端各支路的信號和本機定時信號的關(guān)系，數(shù)字復(fù)接方法分為：同步復(fù)接和異步復(fù)接兩類。同步復(fù)接可以說是數(shù)字復(fù)接的基礎(chǔ)，如果各輸入支路數(shù)字信號相當(dāng)于本機定時信號，并且是同步的，那么，采用同步復(fù)接，反之，則需采用異步復(fù)接，即同源信號的復(fù)接則可叫做同步復(fù)接，異源信號的復(fù)接則是異步復(fù)接。
　　數(shù)字信號的復(fù)接方式則有換位復(fù)接、按字復(fù)接和按幀復(fù)接三種。按位復(fù)接的設(shè)備簡單，比較容易實現(xiàn)，是目前用的最多的復(fù)接方式；按字復(fù)接雖然需要容量較大的緩存器，但因為它有利于多路合成處理和交換，因而，會得到更多的應(yīng)用；按幀復(fù)接雖然有利于交換，但由于它需要容量較大的緩存存儲器，目前并無實際應(yīng)用。
　　2 同步技術(shù)
　　數(shù)字通信的一大特點是：通過時間分割來實現(xiàn)多路復(fù)用，而為了使整個通信系統(tǒng)有序準(zhǔn)確可靠的工作，信息的收發(fā)雙方必須有一個統(tǒng)一的時間標(biāo)準(zhǔn)，這個時間標(biāo)準(zhǔn)就是靠定時去完成時間的同步，同步系統(tǒng)質(zhì)量的優(yōu)劣則直接影響到通信系統(tǒng)的正常工作，系統(tǒng)得以正常工作的前提和保證。
　　按照同步的功用來區(qū)分的話，則有載波同步、位同步、（碼元同步）、群同步（幀同步）和網(wǎng)同步四種。
　?。?）載波同步
　　數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能是由解調(diào)方式?jīng)Q定的，相干解調(diào)中首先要在接收端恢復(fù)出相干的載波，它應(yīng)該和發(fā)送端的載波再相位上保持特定的關(guān)系，在頻率上保持一致。在接收端獲得這樣相干載波的過程叫做載波跟蹤或叫做載波同步，它是實現(xiàn)相干解頻的先決條件。載波同步的方法一般有兩種，分別是直接法（自同步法）和插入導(dǎo)頻法（外同步法）。
　?。?）位同步
　　位同步有叫做碼元同步或者比特同步，不論是頻帶闡述還是基帶傳輸都需要做到位同步。而為了避免傳輸中產(chǎn)生的干擾失真和混有噪聲的的波形，則必須在接收器的一端產(chǎn)生一個“碼元定時脈沖序列”、，使此序列與接收器的接收碼相一致，方能使接收端的定時脈沖的重復(fù)頻率和發(fā)送端碼的速率保持相同，才能使取樣的判決時刻對準(zhǔn)最佳取樣判決位置。我們將碼元定時脈沖序列與碼元重復(fù)頻率和相位一致的狀況叫做位同步。
　　位同步的方法一般也有兩種是直接法（自同步法）和插入導(dǎo)頻法（外同步法）。而在此直接法還可以分為：濾波法、鎖相法、包絡(luò)檢波法等。
　?。?）群同步
　　群同步也稱作幀同步，由于數(shù)字信號是按照一定的數(shù)據(jù)格式傳送的一定數(shù)目的信息碼元構(gòu)成的一幀，從而形成群的數(shù)字信號序列。所以對于數(shù)字信號來說，有了載波同步和位同步之后，因為在接收端要正確的恢復(fù)信息就必須對于句或幀的起始時刻進行有效識別，在數(shù)字時分多路通信系統(tǒng)中形成的幀結(jié)構(gòu)，在接收端為了對各路信號進行正確分離，則必須要在接收端產(chǎn)生與字、句和幀起始時刻相一致的定時信號，我們稱獲得這些定時序列為群同步。
　　 它的方法有：起止法、同步法、集中插入法和分散插入法四種。
　?。?）網(wǎng)同步
　　通信是在點與點之間進行的。它完成載波同步、位同步、群同步之后，雖然可完成正常通信，但現(xiàn)代通信往往需要許多點相互連接，從而構(gòu)成通信網(wǎng)，在一個數(shù)字通信網(wǎng)中，需要按照不同的目的把各個方向傳來的信碼進行分路、合路以至交換，為了讓這些功能得以實現(xiàn)，就必須做到網(wǎng)同步。
　　3 擴頻技術(shù)
　　擴頻通信的理論基礎(chǔ)來源于信息論。指系統(tǒng)占用的頻帶寬度要超過傳輸?shù)挠脩艋鶐盘柕脑碱l帶寬度的通信方式。在發(fā)送端頻帶的展寬主要要通過擴頻調(diào)制的方法來實現(xiàn)。
　　擴頻技術(shù)的主要特征是信息碼元帶寬在擴頻前小于擴頻后的擴頻碼序列的帶寬，擴頻信息則具有擴頻編碼調(diào)制和信息相關(guān)處理的兩大特點，現(xiàn)如今CDMA已經(jīng)成為最主要的多址接入方式，而擴頻技術(shù)是實現(xiàn)它的基礎(chǔ)。
　　擴頻技術(shù)具有幾大優(yōu)點；
　　（1）易于實現(xiàn)更大容量的多址通信。（2）低功率譜密度。因為擴頻屬于寬帶系統(tǒng)，頻帶越寬，功率譜的密度越低，所以具有良好的隱蔽性對人體的影響和其他系統(tǒng)的影響小。（3）保密性好。無論采用什么方式，擴頻頻譜均近似白噪聲，具有很好的保密性。（4）抗干擾能力強并且處理增益GP越大，它的抗干擾能力越強。（5）易于實現(xiàn)分集的多種形式提高抗干擾性。（6）易于實現(xiàn)精確的測距與定時廣泛應(yīng)用于導(dǎo)航與雷達等系統(tǒng)。
　　擴頻技術(shù)的幾大缺陷：
　?。?）系統(tǒng)的實現(xiàn)較為復(fù)雜。（2）占用信道頻帶寬。擴頻后的碼序列大于擴頻前。（3）在時變信道中實現(xiàn)同步困難。
　　擴頻技術(shù)通過直接序列擴頻、跳變頻率擴頻、跳變時間擴頻和混合擴頻等方式進行工作。
　　 4 多址技術(shù)
　　基地臺需要實現(xiàn)多元連接的功能，多址技術(shù)是經(jīng)濟的利用頻譜和有效實現(xiàn)多元連接的關(guān)鍵。
　　多址技術(shù)可以分為：空分多址、時分多址、頻分多址和碼分多址等方式。需按用什么方式，要考慮蜂窩系統(tǒng)工作城市環(huán)境的惡劣狀況如：建筑物林立、多經(jīng)效應(yīng)影響的嚴(yán)重程度，電磁波的吸收與散射、工業(yè)和各種電磁干擾眾多用戶位置迅速變化而接收條件的迅速變化等等。為避免相同頻率信道的干擾，多址技術(shù)需要研究小區(qū)之間相隔的距離，相鄰的不同頻率的小區(qū)大小，小區(qū)內(nèi)多址方式的選取以及小區(qū)內(nèi)多址方式與空分區(qū)域的關(guān)系。
　　5 結(jié)語
　　在當(dāng)前通信飛速發(fā)展的今天，新技術(shù)層出不窮，不少人在描述未來信息社會中人們生活時說幾乎生活中的很多活動都要通過信息的交換與傳輸來完成的，為了適應(yīng)新形勢，原有的傳統(tǒng)通信系統(tǒng)受到?jīng)_擊，必須不斷發(fā)展和改良，以促進社會發(fā)展。
　　
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