淺析數(shù)字信號的載波傳輸

作者/盧羽，廣東省電信工程有限公司

淺析數(shù)字信號的載波傳輸

作者/盧羽，廣東省電信工程有限公司

在信息時(shí)代背景下，數(shù)字信號應(yīng)用極為廣泛，在醫(yī)學(xué)、通信、軍事、交通、金融等各個(gè)方面都發(fā)揮了重要作用，通過數(shù)字信號的傳輸，不僅能夠創(chuàng)造出更多的價(jià)值，還能更好的為人們服務(wù)，提高服務(wù)質(zhì)量，為人們的生活提供便利，因而，研究數(shù)字信號的載波傳輸，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號的有效應(yīng)用至關(guān)重要，有助于促進(jìn)數(shù)字信號的應(yīng)用發(fā)展。

數(shù)字信號；載波；傳輸

引言

數(shù)字技術(shù)具有顯著優(yōu)勢，不僅具有較強(qiáng)的保密性與抗干擾性，融合性能與傳輸性能也較好，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信號的有效的傳播，提高數(shù)字信號載波傳輸效果，促進(jìn)信息技術(shù)的發(fā)展。大量數(shù)據(jù)顯示，數(shù)字信號在通信與電子產(chǎn)品領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用市場，是電子產(chǎn)品的核心，具有不可替代的重要作用，研究數(shù)字信號載波傳輸?shù)募夹g(shù)原理、傳輸方式等，能夠加深對數(shù)字信號技術(shù)的了解，對其進(jìn)一步研究，可以為數(shù)字信號的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.數(shù)字信號的載波傳輸方式

數(shù)字信號的載波傳輸方式有兩種，第一種，調(diào)制傳輸，調(diào)制傳輸是指運(yùn)用數(shù)字調(diào)制技術(shù)進(jìn)行數(shù)字信號傳輸?shù)姆绞剑ㄟ^數(shù)字調(diào)制技術(shù)，可以將帶有數(shù)字信號的頻譜放到適合的射頻傳輸通道之中，通過此方式進(jìn)行傳輸。調(diào)控傳輸?shù)闹饕攸c(diǎn)就是增加解調(diào)與調(diào)制兩個(gè)環(huán)節(jié)，解調(diào)是指從已調(diào)信號中將信息恢復(fù)解調(diào)的過程，在一般情況下，已調(diào)信號會攜帶大量消息，但是攜帶的消息無法直接使用，只能通過解調(diào)才能夠使用處理，調(diào)制則正好相反，就是將信息轉(zhuǎn)化為已調(diào)信號，從而方便運(yùn)輸，提高信號傳輸質(zhì)量，增強(qiáng)其抗干擾性。調(diào)控傳輸方式具有易擴(kuò)展、易交互的特性，且能量均勻、頻譜對稱，信號傳輸流暢快速，在信號傳輸中具有重要的作用，是一種主要的數(shù)字信號傳播方式。第二種，基帶傳輸方式，基帶傳輸方式的特點(diǎn)是主要依靠數(shù)變后的二進(jìn)制與多進(jìn)制進(jìn)行數(shù)字信號傳遞，在此情況下，數(shù)字信號多以脈沖的形式出現(xiàn)，且脈沖的頻率分量較低，占用頻帶較少，只為基本頻帶，可以直接進(jìn)入光纖電纜等傳輸信道，因此，稱之為數(shù)字信號的基帶傳輸，是一種較為常見的傳輸方式[1]。

2.數(shù)字信號的載波傳輸調(diào)制

數(shù)字信號的載波傳輸方式主要有三種，分別為移相鍵控、移頻鍵控以及有幅度鍵控，除此之外，還可以劃分為多進(jìn)制調(diào)制與二進(jìn)制調(diào)制兩種，由于，多進(jìn)制調(diào)制方式具有較好的信號傳輸碼率，應(yīng)用較為廣泛，因此，主要以多進(jìn)制調(diào)制方式為主，進(jìn)行數(shù)字信號信息的傳輸調(diào)制介紹。多進(jìn)制數(shù)字調(diào)控主要分為以下幾種，分別是擴(kuò)頻調(diào)制、QAM調(diào)制、QPSK調(diào)制、正交頻分多復(fù)用以及殘留邊帶調(diào)制等，此五種調(diào)制方式較為常見，其中，在數(shù)字電視傳輸中主要應(yīng)用的傳輸調(diào)制方式為QAM調(diào)制與QPSK調(diào)制，通過此兩種方式能夠產(chǎn)生較好的信號傳輸調(diào)制效果，下面，對QAM調(diào)制與QPSK調(diào)制進(jìn)行詳細(xì)的介紹[2]。此兩種調(diào)制技術(shù)各具特點(diǎn)，需要具體問題具體分析，QAM調(diào)制方式，對頻譜的利用率較高，在有線電視傳輸網(wǎng)絡(luò)下干擾較小，因而，對頻率資源開發(fā)具有特別重要的作用，在數(shù)字信號的載波傳輸調(diào)制中具有廣泛的應(yīng)用。QPSK調(diào)制與QAM調(diào)制相比，具有顯著優(yōu)勢，不僅頻譜利用率不高，抗干擾性也較強(qiáng)，適合應(yīng)用于出現(xiàn)漏斗效應(yīng)與噪音的有線信道上，進(jìn)行有效數(shù)字信號載波傳輸調(diào)制。另外，由于QPSK調(diào)制抗干擾能力較強(qiáng)，還能夠解決傳輸信道中存在的電磁干擾問題，因此，QPSK調(diào)制技術(shù)是數(shù)字信號的載波傳輸調(diào)制的主要方式之一。

3.數(shù)字信號的載波傳輸技術(shù)

■3.1 四相移相鍵控調(diào)制原理

四相移相鍵控調(diào)制是一種應(yīng)用廣泛的調(diào)制技術(shù)，此技術(shù)具有顯著特性，能夠快速的將4種信息以及2位數(shù)碼調(diào)制到4個(gè)相位互成90度，幅度與頻率相同的模擬載波上，如此一來，四相移相鍵控調(diào)制的信息傳輸速率得到了快速的提升，提高了數(shù)字信息傳播速度，發(fā)揮了重要的作用[3]。四相移相鍵控調(diào)制對傳送途徑的信噪比要求較低，因而應(yīng)用較為廣泛，特別適合衛(wèi)星廣播，在西方國家，是數(shù)字電視首先考慮的衛(wèi)星信道，研究四相移相鍵控調(diào)制的技術(shù)原理，進(jìn)行進(jìn)一步研究完善具有重要價(jià)值，有利于促進(jìn)四相移相鍵控調(diào)制技術(shù)在中國的發(fā)展應(yīng)用。四相移相鍵控調(diào)制的工作原理就是震蕩相同頻率的載波，使兩個(gè)頻率同時(shí)達(dá)到正負(fù)最大值，通過信號震蕩，同相與反相的轉(zhuǎn)換，使載波的初始相位進(jìn)行移動(dòng)，從而就攜帶了信息，達(dá)到了信息傳遞的目的，以完成數(shù)字信號的載波傳輸。

■3.2 DVB-S技術(shù)原理

DVB-S技術(shù)是數(shù)字信號傳輸?shù)闹饕獋鬏敿夹g(shù)之一，具有重要的作用，研究DVB-S技術(shù)原理具有重要價(jià)值。研究發(fā)現(xiàn)，一個(gè)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器能夠轉(zhuǎn)發(fā)多套數(shù)字信息信號，滿足數(shù)字電視的不同需求，當(dāng)前，將電視節(jié)目送上衛(wèi)星的方式主要有兩種，第一種，單路多載波方式，單路多載波方式是指各地的節(jié)目獨(dú)自將信號發(fā)送至上行站，在上行站進(jìn)行匯接，匯接完成之后，利用多種載波方式發(fā)往衛(wèi)星的發(fā)送方式，單路多載波方式的優(yōu)勢是各種數(shù)字信號間的干擾較小，傳輸效果較好，但同樣存在轉(zhuǎn)發(fā)器功率運(yùn)用低的問題，無法實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。第二種，多路單載波方式，多路單載波方式是指將多個(gè)節(jié)目送到一個(gè)上行站進(jìn)行匯接，匯接完成之后，在統(tǒng)一調(diào)制在一個(gè)載頻上發(fā)往衛(wèi)星的發(fā)送方式，多路單載波傳輸方式具有顯著優(yōu)勢，能夠充分利用轉(zhuǎn)發(fā)器功率，實(shí)現(xiàn)資源的合理配置，解決單路多載波方式存在的問題。

■3.3 DVB-C技術(shù)原理

通過研究DVB-C技術(shù)原理，能夠了解數(shù)字信號的傳播與接收方式，了解數(shù)字信號的傳輸技術(shù)，分析傳輸技術(shù)存在的利弊，加深對傳輸技術(shù)的了解，促進(jìn)數(shù)字信號傳輸技術(shù)的發(fā)展，為數(shù)字信號載波研究提供參考依據(jù)。DVB-C技術(shù)原理如下，首先，將多套電視節(jié)目送至編碼系統(tǒng)處理，其次，在處理完成后，運(yùn)用QAM調(diào)制方式將其調(diào)制到一個(gè)有線電視頻道上，并將多路數(shù)字電視節(jié)目放到一個(gè)模擬電視頻道中，輸出載波頻率不同的波頻，最后，將調(diào)制的信號混合在同一根電纜上傳輸，輸出完成后則完成任務(wù)。

4.總結(jié)

數(shù)字信號是時(shí)代發(fā)展下的產(chǎn)物，在多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，對人們醫(yī)療、通信、娛樂等方面都產(chǎn)生了重要影響，豐富了人們的生活，提高了人們的生活品質(zhì)，基于此，對數(shù)字信號的傳輸方式、傳輸技術(shù)以及載波調(diào)制展開研究，有助于進(jìn)一步發(fā)展數(shù)字信號技術(shù)，使數(shù)字信號技術(shù)更加完善，具有更強(qiáng)的應(yīng)用性與實(shí)用性。

＊ [1]賈天慶.基于多載波調(diào)制技術(shù)及在數(shù)字電視信號傳輸中應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2013(19)

＊ [2]劉達(dá),李曉蕾.數(shù)字電視傳輸技術(shù)及其系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案[J].有線電視技術(shù).2015(20)

＊ [3]王安琪,劉飛,白月文.數(shù)字電視信號傳輸技術(shù)及其應(yīng)用[J].中國傳媒科技.2013(08)