模擬信號載波數(shù)字信息

王德龍

摘 要：因數(shù)字傳輸技術(shù)具有信號傳輸?shù)陌踩愿摺⒖煽啃愿?、抗干擾性強(qiáng)，所以通信系統(tǒng)中往往要實(shí)行經(jīng)典的PCM編碼進(jìn)行模數(shù)信號轉(zhuǎn)換。4G通信系統(tǒng)信息傳輸速度可達(dá)到10-100Mbps，而5G通信系統(tǒng)，峰值速率可達(dá)1Gbps。本文所述無線電模擬信號載波數(shù)字信息傳輸過程中新PCM編碼，在不增加4G通信系統(tǒng)基站總數(shù)量的情況下，理論信息傳輸速度可達(dá)到3Gbps，可深度挖掘4G通信系統(tǒng)信息傳輸速度潛力，繼續(xù)為網(wǎng)民服務(wù)。

關(guān)鍵詞：新PCM編碼;模數(shù)信號;模數(shù)載波;挖掘4G通信系統(tǒng)潛力

一、因數(shù)字信號抗干擾性強(qiáng)，通信系統(tǒng)中模擬信號的數(shù)字傳輸非常必要，如果在通信系統(tǒng)的收、發(fā)終端分別安裝一個(gè)模-數(shù)信號轉(zhuǎn)換裝置，即可實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)中模擬信號的數(shù)字傳輸了[1]。

二、近年來，通信技術(shù)不斷發(fā)展，通信系統(tǒng)中模擬信號的數(shù)字傳輸技術(shù)也在不斷的得到改進(jìn)和創(chuàng)新，本文淺談一下與經(jīng)典PCM編碼不同的、通信系統(tǒng)中模擬信號與數(shù)字信號轉(zhuǎn)換及載波的新PCM編碼問題，如有不當(dāng)還請有關(guān)大咖批評指正，本文的新PCM編碼：首先我們可以在通信系統(tǒng)的發(fā)送終端、接收終端分別安裝模擬信號載波數(shù)字信息的收發(fā)裝置，通過無線模擬信號傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)中的數(shù)字信息載波通信的高速傳輸問題，充分挖掘現(xiàn)有的2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)信息傳輸?shù)乃俣?，發(fā)揮并利用現(xiàn)有網(wǎng)速的余熱。

與經(jīng)典的PCM編碼類似，新PCM編碼如下：

（1）抽樣——是把時(shí)間連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換成時(shí)間上離散、幅度連續(xù)的抽樣信號;

（2）量化——是把時(shí)間離散、幅度連續(xù)的抽樣信號轉(zhuǎn)換成時(shí)間離散、幅度離散的數(shù)字信號;

（3）編碼——是將量化后的時(shí)間離散、幅度離散的模擬信號與脈沖供電信號、限幅電壓關(guān)聯(lián)，將二進(jìn)制數(shù)字信息的“1”與模擬信號的非零幅度對應(yīng)，數(shù)字信息的“0”與模擬信號的零幅度對應(yīng)，

在發(fā)送終端，通過計(jì)算機(jī)CPU的高速數(shù)字信息處理功能，使用脈沖供電信號控制模擬信號的收發(fā)，在最小單位抽樣時(shí)間t內(nèi)，如在1皮秒時(shí)間內(nèi)，（最快的晶體管CPU的運(yùn)行以皮秒計(jì)），將要發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)字信息的“1”與脈沖供電信號的“有”或“1”關(guān)聯(lián)或同步，二進(jìn)制數(shù)字信息的“0”與脈沖供電信號的“無”或“0”關(guān)聯(lián)或同步，再通過脈沖供電信號的“有”或“1”與模擬信號的限幅電壓U的“有”或非0伏關(guān)聯(lián)或同步，通過脈沖供電信號的“無”或“0”與模擬信號的限幅電壓U的“無”或0伏關(guān)聯(lián)或同步，即有脈沖信號時(shí)則模擬信號的限幅電壓U為非0伏，無脈沖信號時(shí)模擬信號的限幅電壓U為0伏，將抽樣、量化、編碼后的模擬-數(shù)字信息通過無線電波信道傳輸，將若干二進(jìn)制數(shù)字信息的“1”或“0”的數(shù)字信息通過載波在離散的脈沖模擬信號中發(fā)送到接收端，在接收終端，經(jīng)過模擬信號載波數(shù)字信息的收發(fā)裝置，收到發(fā)送方發(fā)送的若干二進(jìn)制數(shù)字信息。

新PCM編碼方法的信息傳輸速度取決于計(jì)算機(jī)CPU的數(shù)字信息處理速度及內(nèi)存的存取速度，及模擬信號載波數(shù)字信息的收發(fā)裝置對時(shí)間的單位抽樣大小、單位幅度量化的大小，CPU的數(shù)字信息處理速度越快，單位抽樣越小，單位幅度量化越小，則模擬信號中能夠載波的數(shù)字信息就越多，通信系統(tǒng)信息傳輸速度就越快。新PCM編碼、話音模擬信號載波數(shù)字信息示意圖，如圖1所示。

新PCM編碼主要與CPU的處理速度、內(nèi)存的存取速度極度相關(guān)，與波長、頻率關(guān)系不大。

通常情況下，長波甚低頻通信（波長在100Km ～10Km之間）主要沿地球表面?zhèn)鞑?，也可在地面與電離層之間傳播，傳播距離可達(dá)幾千Km至上萬Km。長波能穿透深海水及穿透土壤，多用于海面上下、地下的通信與導(dǎo)航業(yè)務(wù)。

使用本新PCM編碼方法，可用于岸上指揮所直接對一定深度水下潛艇進(jìn)行高速通信，在保障潛水艇隱蔽性的同時(shí)，又保證了通信的高速度。

超短波通信甚高頻通信（波長在10米～1米之間）及分米波特高頻通信（波長在10分米～1分米之間），二者廣泛應(yīng)用于傳送電視、調(diào)頻廣播、雷達(dá)、導(dǎo)航、移動(dòng)通信等業(yè)務(wù)中。

使用本新PCM編碼方法，理論上，在現(xiàn)有的2G、3G、4G通信系統(tǒng)設(shè)施基礎(chǔ)上，在通信系統(tǒng)的發(fā)送端、接收端安裝模擬信號載波數(shù)字信息的收發(fā)裝置，在不增加基站總數(shù)量的情況下，無論是2G、3G、還是4G通信系統(tǒng)，信息傳遞速度均可以成倍增加，若CPU的主頻在3.0GHz，則通信系統(tǒng)的網(wǎng)速均有望達(dá)到3.0Gbit/秒，充分挖掘了現(xiàn)有2G、3G、4G通信系統(tǒng)信息傳輸速度的潛力，在5G普及之前，繼續(xù)發(fā)揮2G、3G、4G通信系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的余熱。

三、結(jié)語

本文新PCM編碼方法在若干模數(shù)轉(zhuǎn)換通信方法中獨(dú)樹一幟。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，模數(shù)轉(zhuǎn)換方法、模數(shù)載波通信方法也隨之增多，通信系統(tǒng)的通信技術(shù)也將不斷的翻新，除新PCM編碼方法外，最具前景的無線量子通信裝置等技術(shù)或無線電子糾纏通信等技術(shù)也必將得到開發(fā)及應(yīng)用，并將服務(wù)于世界人民。

參考文獻(xiàn)

[1]韓濤.通信系統(tǒng)中的模擬信號的數(shù)字傳輸技術(shù)探析[J].電子技術(shù)與軟件工程2015年。