通信行业信号分析工程的关键技术

发布时间：2022-10-05 21:43 热度：

　　通信就是人类在生产和社会活动中进行的交换和信息传输的活动。将越来越多的信息以有效的通信手段从一个地方传输到另一个地方，包括人类物质所及和不及的地点，这就是现代通信的主要任务。而大容量、长距离、多用户、抗干扰等则成为现代通信的几大主要特点。如今，人类对通信的要求越来越高，而随着通信事业的发展，通信手段的革新与应用显得尤为重要，从通信的发展趋势来看，它所具备的信道编码/译码(纠错编码技术)、复用技术、多址技术、同步技术、扩频技术以及蜂窝技术等将受到广泛应用及热捧。

　　关键词：复接，同步，扩频

　　一、数字信号复接技术

　　为了扩大传输容量提高传输效率，在数字通信系统中，我们常常要利用时分复用的原理将若干低速信号合并成一个高速数字信号流，以便在高速信道中传输。

　　数字复接的设备则包括：数字复接器和数字分接器。数字复接器由同步定时、恢复单元和复接部分构成。给复接器提供统一基准时间信号的是定时单元而复接器的定时单元自身具备内部时钟，它同时可以由外部时钟来推动;分接器的定时单元则只能由接收的时钟来推动，并借助于同步单元的控制使得复接器与分接器

　　的基准保持同步。

　　根据复接器输入端各支路的信号和本机定时信号的关系，数字复接方法分为：同步复接和异步复接两类。同步复接可以说是数字复接的基础，如果各输入支路数字信号相当于本机定时信号，并且是同步的，那么，采用同步复接，反之，则需采用异步复接，即同源信号的复接则可叫做同步复接，异源信号的复接则是异步复接。

　　数字信号的复接方式则有换位复接、按字复接和按帧复接三种。按位复接的设备简单，比较容易实现，是目前用的最多的复接方式;按字复接虽然需要容量较大的缓存器，但因为它有利于多路合成处理和交换，因而，会得到更多的应用;按帧复接虽然有利于交换，但由于它需要容量较大的缓存存储器，目前并无实际应用。

　　二、同步技术

　　数字通信的一大特点是：通过时间分割来实现多路复用，而为了使整个通信系统有序准确可靠的工作，信息的收发双方必须有一个统一的时间标准，这个时间标准就是靠定时去完成时间的同步，同步系统质量的优劣则直接影响到通信系统的正常工作，系统得以正常工作的前提和保证。

　　按照同步的功用来区分的话，则有载波同步、位同步、(码元同步)、群同步(帧同步)和网同步四种。

　　1、载波同步

　　数字调制系统的性能是由解调方式决定的，相干解调中首先要在接收端恢复出相干的载波，它应该和发送端的载波再相位上保持特定的关系，在频率上保持一致。在接收端获得这样相干载波的过程叫做载波跟踪或叫做载波同步，它是实现相干解频的先决条件。载波同步的方法一般有两种，分别是直接法(自同步法)和插入导频法(外同步法)。

　　2、位同步

　　位同步有叫做码元同步或者比特同步，不论是频带阐述还是基带传输都需要做到位同步。而为了避免传输中产生的干扰失真和混有噪声的的波形，则必须在接收器的一端产生一个“码元定时脉冲序列”、，使此序列与接收器的接收码相一致，方能使接收端的定时脉冲的重复频率和发送端码的速率保持相同，才能使取样的判决时刻对准最佳取样判决位置。我们将码元定时脉冲序列与码元重复频率和相位一致的状况叫做位同步。

　　位同步的方法一般也有两种是直接法(自同步法)和插入导频法(外同步法)。而在此直接法还可以分为：滤波法、锁相法、包络检波法等。

　　3、群同步

　　群同步也称作帧同步，由于数字信号是按照一定的数据格式传送的一定数目的信息码元构成的一帧，从而形成群的数字信号序列。所以对于数字信号来说，有了载波同步和位同步之后，因为在接收端要正确的恢复信息就必须对于句或帧的起始时刻进行有效识别，在数字时分多路通信系统中形成的帧结构，在接收端为了对各路信号进行正确分离，则必须要在接收端产生与字、句和帧起始时刻相一致的定时信号，我们称获得这些定时序列为群同步。

　　它的方法有：起止法、同步法、集中插入法和分散插入法四种。

　　4、网同步

　　通信是在点与点之间进行的。它完成载波同步、位同步、群同步之后，虽然可完成正常通信，但现代通信往往需要许多点相互连接，从而构成通信网，在一个数字通信网中，需要按照不同的目的把各个方向传来的信码进行分路、合路以至交换，为了让这些功能得以实现，就必须做到网同步。

　　三、扩频技术

　　扩频通信的理论基础来源于信息论。指系统占用的频带宽度要超过传输的用户基带信号的原始频带宽度的通信方式。在发送端频带的展宽主要要通过扩频调制的方法来实现。

　　扩频技术的主要特征是信息码元带宽在扩频前小于扩频后的扩频码序列的带宽，扩频信息则具有扩频编码调制和信息相关处理的两大特点，现如今CDMA已经成为最主要的多址接入方式，而扩频技术是实现它的基础。

　　扩频技术具有几大优点;

　　1、易于实现更大容量的多址通信。

　　2、低功率谱密度。因为扩频属于宽带系统，频带越宽，功率谱的密度越低，所以具有良好的隐蔽性对人体的影响和其他系统的影响小。

　　3、保密性好。无论采用什么方式，扩频频谱均近似白噪声，具有很好的保密性。

　　4、抗干扰能力强并且处理增益GP越大，它的抗干扰能力越强。

　　5、易于实现分集的多种形式提高抗干扰性。

　　6、易于实现精确的测距与定时广泛应用于导航与雷达等系统。

　　扩频技术的几大缺陷：

　　1、系统的实现较为复杂。

　　2、占用信道频带宽。扩频后的码序列大于扩频前。

　　3、在时变信道中实现同步困难。

　　扩频技术通过直接序列扩频、跳变频率扩频、跳变时间扩频和混合扩频等方式进行工作。

　　四、多址技术

　　基地台需要实现多元连接的功能，多址技术是经济的利用频谱和有效实现多元连接的关键。

　　多址技术可以分为：空分多址、时分多址、频分多址和码分多址等方式。需按用什么方式，要考虑蜂窝系统工作城市环境的恶劣状况如：建筑物林立、多经效应影响的严重程度，电磁波的吸收与散射、工业和各种电磁干扰众多用户位置迅速变化而接收条件的迅速变化等等。为避免相同频率信道的干扰，多址技术需要研究小区之间相隔的距离，相邻的不同频率的小区大小，小区内多址方式的选取以及小区内多址方式与空分区域的关系。

　　结语：在当前通信飞速发展的今天，新技术层出不穷，不少人在描述未来信息社会中人们生活时说几乎生活中的很多活动都要通过信息的交换与传输来完成的，为了适应新形势，原有的传统通信系统受到冲击，必须不断发展和改良，以促进社会发展。