现代数字通信技术精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的现代数字通信技术主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：现代数字通信技术范文

作者简介：李宗华（1944-），男，武汉科技大学中南分校信息工程学院副教授。

（武汉科技大学中南分校 信息工程学院，湖北 武汉 430223）

摘 要：简述自动识别技术和现代物流管理的概念，提出自动识别技术在物流管理应用的基本思路，介绍一个应用自动识别和其他技术，实现现代物流管理控制的信息系统。

关键词：自动识别技术；现代物流；条码；RFID；MIS

1 自动识别技术简述

自动识别技术通常可分为光学技术和无线电技术，采用光学技术的主要有条形码和摄像系统。采用无线电技术的主要是射频识别系统。

条码技术是在计算机技术与信息技术基础上发展起来的一门集编码、印刷、识别、数据采集和处理于一身的新兴技术。一维条码于20世纪70年代初期问世，由于其识读快速、准确、可靠、制作成本低等优点，被广泛应用在商业、图书管理、仓储、邮电、交通和工业控制等领域，可极大提高数据采集和信息处理的速度，提高工作效率。但由于信息容量小，一维条码仅仅是对物品的标识，而不是对物品的描述。二维条码正是为了解决一维条码无法解决的问题而产生的。它具有信息容量大（在国际标准的证卡有效面积上，相当于信用卡面积的2/3，约为76mm*25mm，PDF417条码可以容纳1848个字母字符或2729个数字字符，约500个汉字信息）、编码范围广（字符、汉字、图像等凡可数字化的信息都可进行编码）、译码可靠性高（普通条码的译码错误率约为百万分之二左右，而PDF417条码的误码率不超过千万分之一）、保密防伪性能好、容易制作且成本很低等特点，是大容量、高可靠性信息实现存储、携带并可被自动识读的较好方法。在当代物流管理，尤其在物资的存贮、运输过程中，用二维条码描述物品，得到了广泛的应用。

图1 二维条码

条形码价格虽然相对便宜，但它的信息无法更改，存储容量相对较小，识读距离小。随着现代物流的飞速发展，面对日益增长的物流信息流量，以及期待信息处理速度不断提高的需求，条码系统显得力不从心。而射频识别系统则以非接触式远距离、高速度、多目标识别的特点，在现代物流领域显示出巨大的应用潜力。

射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术，是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术（以下通称RFID技术）。

RFID系统主要由两部分组成：电子标签(以下简称标签)和读写器。其基本识别过程大致是：标签写入ID代码和被标识物品的有关信息后，附在被识别物品上的表面或内部；当附有标签的物品进入识读范围(即进入磁场)后，阅读器自动以非接触的方式读取标签中的目标识别信息；读写器读取信号并解码后，在通信网络的支持下将信息送至中央信息系统进行有关数据处理，可使管理者实时掌握被标识物品的相关信息（如品种、数量、位置、预测到达时间等），实现物流资源的透明化。

图2 射频识别系统组成

RFID的数据通信通过阅读器与标签之间的射频传输来进行，可以采用电感耦合或反向散射调制两种方式。电感耦合又称为负载调制，多用在近距离的低频系统。反向散射调制是指无源标签将数据发回阅读器时，通过控制标签天线的阻抗来实现数据的传输和交换，多用在远距离的系统。

手持阅读器(HR)是阅读器当中的一种，它适合于移动用户手持使用，其工作原理和其它的阅读器完全一样。它除了一般阅读器所具有的模块以外，还可以带有液晶显示屏、键盘和加入条形码扫描模块。HR的通信接口可选802.11接口，并安装有无线网络接口卡(NIC)，使HR能与WLAN的AP通信。

RFID技术最早的应用可追溯到第二次世界大战中飞机的敌我目标识别，但是由于技术和成本原因，一直没有得到广泛应用。近年来，随着大规模集成电路、网络通信、信息安全等技术的发展，RFID技术进入商业化应用阶段。由于具有高速移动物体识别、多目标识别和非接触识别等特点，RFID技术显示出巨大的发展潜力与应用空间，被认为是21世纪的最有发展前途的信息技术之一。现代物流管理的大信息流量、高效率运营、可视化监控等需求，正是RFID的英雄用武之地。

2 现代物流管理

物流概念在现代英语中的主流翻译是Logistics，本来是法语词汇，意为兵站，但在第二次世界大战中，美国军队将其作为专门的军事术语使用，用来强调军队在作战时，能否以最快的速度、最高的效率，安全无误地将武器、弹药及其它军需物品按要求供给前线。二战后，美国企业界便将这一科学有效的管理系统引入到企业经营之中，以期企业的物流运作也能像军队后勤那样，实施科学管理、高效运营。随着人们对物流的理论和实践认识的不断发展，物流概念也在不断发展。2001年，美国物流管理协议会对物流[3]的定义修改为：“物流是供应链流程的一部分，是为了满足客户需求而对商品、服务及相关信息从原产地到消费地的高效率、高效益的正向和反向流动及储存进行的计划、实施与控制过程。”

去年正式的《中华人民共和国国家标准物流术语》，将“物流(Logistics)”定义为“物品从供应地向接收地的实体流动过程。根据实际需要，将运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等基本功能实施有机结合”。其中，所谓“物品(Article)”，是指“经济活动中涉及到实体流动的物质资料”。而“物流管理(Loglstics management)”，则是“为了以最低的物流成本达到用户所满意的服务水平，对物流活动进行的计划、组织、协调与控制”[2]。

现代物流管理是建立在系统论、信息论和控制论的理论和现代物流技术基础上的物流管理。现代物流管理存在静态物资管理和动态物资管理两种管理活动。静态物资管理活动主要指物资在仓储管理中的作业和管理活动，动态物资管理主要指对在途运输或装卸过程中物资进行的作业和管理活动。将自动识别技术恰当地应用这两种物流管理过程之中，可大大提高物流管理效率和水平，更好地达到现代物流管理的所谓的“七个适当(7R)”目标，即将适当数量(Right Quantity)的适当产品(Right Product)，在适当的时间（Right Time）和适当的地点(Right Place)，以适当的条件（Right Condition）适当的质量（Right Quality）和适当的成本（Right Cost）交付给客户。

3 自动识别技术在物流管理应用的基本思路

如上所述，条码和射频虽同属自动识别技术，但由于技术特性不同，而有其各自不同的特点和优势。和射频相比，条码的优势在于超低的成本，条码的成本主要是条码纸，在纸条上印编码图形，其成本几可忽略不计；而目前射频卡的成本，即使是作为条码标签理想替代品的被动式无源射频标签(RFID电子标签),其单价约在2至3元人民币左右，两年后预计也只能降低到0.4元人民币左右。很明显，在目前物流领域，要想以RFID标签全面取代条码用于单品信息采集是不现实的。但对于满足现代物流管理的大流量、高效率、可视化等需求而言，则非射频技术莫属。

鉴于上述分析，根据条码和射频技术的不同特性，选择在不同应用对象上分别使用条码和射频卡，不失为扬长避短的明智抉择。其基本思路是：

将条码技术主要应用于单件物品(含出厂整包物品)。对于即将入库或出库的单件物品，有统一条码标签的，即将其条码信息通过条码阅读器采集到管理信息系统；对没有条码或条码破损的单品，或拆改包装的新包装品，则统一编码、印制条码标签，并录入到管理信息系统，集中实施条码化管理，实现对在储物资信息的实时监控。

对于待运物资，则以集装箱、集装方舱、运输汽车整车为运输单元，分配RFID射频标签，标签输入本单元所装物资品种、数量、到达地等基本信息，将射频卡号及其内含信息一并登录入管理信息系统，并建立射频卡号、运输单元和内装物资的条码信息之间的关联。运输途中可通过预设在运输线路的中间站或终点的射频识读设备，将采集信息传输到管理信息系统，从而实现对在途物资的及时监控。到达目的地后，则可直接将所运物资与射频卡信息自动核对入库，确保物资完整，提高收发作业效率。

4 基于自动识别技术的现代物流管理信息系统

自动识别技术在现代物流管理中的应用，目的在于进一步规范物资基础管理，大幅度提高物品信息采集效率和质量，提高企业的经济效益。它的应用主要是通过研制开发物流管理信息系统实现的。为了更好地实现现代物流管理所追求的“7R”系统目标，除了应用上述自动识别技术以外，还须综合集成GPS或PDA／北斗卫星定位、GIS地理信息系统、数据库管理、现代数据通信等技术，实现物流管理信息化。

信息处理平台

微型计算机和服务器系统作为主要信息处理设备，互联网＋物流管理局域网作为主要数据交换平台，通过Windose网络操作系统，采取C/S（客户机/服务器）＋B/S（浏览器/服务器）体系结构，连接成一体化的信息处理平台。后台数据库管理系统选用Oracle 9i 或SQL Server；地理空间数据库选用MapInfo。

技术应用方案

采用一维或二维条码，以数字、文字等信息对库存物资进行标识，提高物资入、出库信息采集和仓储物资管理的效率和质量；

采用射频卡／识读设备，对运输单元及其货物进行自动识别、记录和管理，及时掌握在途物流信息，并可实现库存物资瞬间动态增减；

采用PDA/北斗卫星定位技术或GPS技术，实时获得在途运输单元的地理位置等信息；

采用互联网＋移动通信技术，将目标相关地理信息，实时传送到后台数据库系统；

以地理空间数据库为基础，开发GIS地理信息系统，对空间相关数据采集、管理、操作、分析、模拟，并在指控中心显示，实现在途物资可视化管理和控制。

系统组成及其功能

仓储物资管理系统：除满足通常仓储管理系统具有的一般功能外，该系统采用二维条码描述物品属性，进行扫描快速录入；依托射频识别技术实现库存物资瞬间动态增减。

运输跟踪系统：采用GPS与GIS集成技术，通过GPS接收机或北斗卫星终端机将运载工具的运行轨迹坐标、速度等信息传送给GIS程序，将运载物资的当前位置及所经过的路线等信息实时显示在电子地图上，实现运输途中物资机动跟踪。

物流指挥控制系统：依托互联网、移动通信技术，将保障对象的需求及位置、现有资源及其分布、途中物资运送轨迹和保障力量分布等信息，实时显示在指挥屏幕的电子地图上，辅助指挥决策和机动控制。

系统运行描述

以一个运输车队为例。所派车队的指挥车上配一台GPS终端，其GPS代码保存在后方数据中心，代表该车队并对应其当前任务；该车队中每一台车分配一个射频卡，并将其射频卡号保存在后方数据中心，代表该车辆；在指定仓库装货时，出库物资信息通过二维条码扫描采集到后方数据中心，通过与射频卡号的对应匹配，代表车队上的物资明细，从而实现车队、车辆和该车所装物资的静态关联。车队行进过程中，物流指控中心不断接收该车队GPS代码的相关地理位置信息，并通过GIS实时展示在电子地图上，映射出该车队的动态信息（如车队现在所处地理位置、时速、所运物资明细、运达目的地等），从而实现该车队在途运输可见性。通过后方数据中心与该运输车队指挥车上PDA的即时通信，可调控车队的行进状态（更换路线、停止、返回等），实现该车队的在途可控制性。

参考文献

[1]裴向前.美军物资分发自动识别技术[J].物流技术,2000(3).

[2]蔡淑琴.物流信息系统[M].北京：中国物资出版社,2002.

[3]刘丽艳.对“物流管理”和“供应链管理”的辨析[J].大连海事大学学报(社会科学版),2005(4).

第2篇：现代数字通信技术范文

[关键词]UWB 数字电视接收机 接收天线 TDOA DTV-T

[中图分类号]TN[文献标识码]A[文章编号]1007-9416(2010)02-0017-03

1 引言

提到无线定位技术,最熟悉的莫过于美国的全球定位系统(Global Position System,GPS),应用范围最广,但由于多径效应、卫星轨道误差、电离层延迟效应等现象的存在,GPS在市区实现定位的概率为60%,室内定位概率则为0。面对这种情况,随着家用电视从模拟走向数字化以及地面数字电视的快速普及,由于地面数字电视(terrestrial digital TV,DTV-T)信号(下文简称“DTV-T信号”)具有较强的抗多径能力,传输速率较高,同时具备较好的发射站分布,且发射站位置不变,不像GPS系统中基于卫星定位要频繁更新,所以人们开始利用DTV-T信号进行定位,相比GPS定位系统,不仅提高了户外的定位精度,而且在DTV-T信号比较强的范围内可实现室内定位,定位精度在米级以上。但是在DTV-T信号弱覆盖的地区,由于DTV-T信号经过长距离的传输,信号干扰大,衰减严重,再加上信号穿过建筑墙到达室内强度会大大减弱,所以室内接收机很可能因为接收不到DTV-T信号而无法实现定位。超宽带(Ultra Wide Band,UWB)技术的提出,凭着自身功耗低、系统复杂度低、抗多径效果好、定位精度高等优点,相比于其他无线短距离通信技术,是实现精确室内定位的首选,成为了人们研究的热点。

2 超宽带(UWB)技术

超宽带技术不同于传统的正弦载波调制通信技术,它靠直接发送纳秒级的基带脉冲来实现信息的交互,无需进行载波调制,属于时域通信。通过在很宽的频带内(3.1GHz～10.6GHz)发送极窄基带信号,抗多径能力强,功耗低,而且可以在10m范围内实现500Mbps的高数据传输。UWB技术具有以下优点:

(1)系统结构的实现比较简单:UWB通过发送纳秒级脉冲来传输数据信号,其发射器直接用脉冲小型激励天线,不需要功放与混频器;同时在接收端,也不需要中频处理。

(2)高速的数据传输:UWB以非常宽的频率带宽来换取高速的数据传输,在10m的传输范围内,信号传输速率可达500Mbit/s。在10m到100m,甚至是几公里,均可实现中低速传输,速率为1Mbps～30Mbps。

(3)功耗低:UWB系统使用间歇的脉冲来发送数据,脉冲持续时间很短,系统耗电很低。

(4)保密性强:UWB信号一般把信号能量弥散在极宽的频带范围内,功率谱密度低于自然的电子噪声,采用编码对脉冲参数进行伪随机化后,脉冲的检测将更加困难。

(5)抗多径能力强:UWB发射的是持续时间极短的单周期脉冲,且占空比极低,多径信号在时间上是可分离的,因此具有很强的抗多径能力。

(6)定位精确:冲激脉冲具有很高的定位精度和穿透能力,采用超宽带无线电通信,很容易将定位与通信合一,在室内和地下进行精确定位。

随着人们对定位服务要求的提高,无线定位技术必须克服现有技术的缺点,实现高抗干扰力、高精度定位、低生产成本、低运营成本、高信息安全、低功耗和低发射功率以及具有小收发器的定位系统。针对现存的定位技术,都不可能同时满足这些要求,而对于UWB技术,根据上面所述的技术优势,基本上能够满足上述要求,是未来实现高精度无线定位的首选。

3 基于地面数字电视(DTV-T)信号的定位系统

中国数字电视地面广播标准--GB20600-2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》(以下简称“国标”)已在2006年8月出台,并在2007年8月开始实施,大大加速我国地面数字电视的发展步伐。按照国家规定,到2015年,所有的模拟信号发射机将被全部关闭,数字电视信号将取代模拟电视信号,覆盖我国所有地区,基于DTV-T信号的定位技术也会得到全方位的应用和发展。

3.1 基于地面数字电视(DTV-T)信号定位系统的原理

利用地面数字电视无线广播系统的信号进行定位的系统模型如图1所示,每个DTV发射塔首先通过接收GPS卫星的信号,信号中包括卫星的时间信息和位置信息,实现自身定位,并取得各发射塔时间的同步。由于DTV发射塔的位置保持不变,在以后的工作中将无需再定位;其次,DTV发射塔将自身的位置及时间信息与视频数据流一起发射出去;待定位接收机只要处在DTV发射塔的信号覆盖范围内,就能接收DTV发射塔发出的信号,并从信号中提取出DTV发射塔的位置信息和时间信息,利用定位算法计算出自身的空间位置。为了减小误差,采取伪距测量,如(1)式所示。

(1)

其中,为在时刻测得的第台DTV发射塔和待定位接收机之间的伪距;、、以及、、分别是待定位接收机及第台DTV发射塔在空间直角坐标系中的坐标;为时刻接收机时钟对发射机时钟的钟差,下文简称钟差。

综上所述,在同一时刻,待定位接收机若能同时收到四个DTV发射塔发出的信号,根据,其中为第台DTV发射塔的信号到达待定位接收机时的传输时间,可直接测得,从而可以得到,=1,2,3,4。分别将四台DTV发射塔的位置坐标和相应的代入(1)式,可解得接收机的三个空间位置坐标和钟差,即实现了接收机的空间定位。

3.2 基于地面数字电视(DTV-T)信号定位的精度分析

我国数字地面电视标准主要采用了清华大学的DMB-T技术方案,核心技术为TDS-OFDM,其物理信道帧结构如图2所示[1],采用了分级帧结构,便于实现快速同步。

帧结构的基本单元称为信号帧,225个信号帧定义为一个帧群,480个帧群定义为一个超帧。帧结构的顶层称为日帧,由1440个超帧组成,24小时一周期,与自然时间严格保持同步。信号帧由同步帧头和帧体组成,帧头和帧体的基带符号率相同,,由此可得:

码元宽度为:

码元间的距离为:

信号接收机的伪随机码序列和电视台发射的伪随机码序列是相同的,但是由于在传输中存在传播时间延迟,使两端的伪随机码序列之间产生了平移,码元无法完全对齐。假设平移间隔为码元宽度的～[2],不考虑室内多径干扰,则相应的测距误差约为0.40～4.01m,而GPS系统的定位精度为5m～20m,可见DTV信号的测距误差小于GPS卫星信号,而且解决了GPS冷启动慢的缺点。但是对于室内接收机,信号多径效应强,测距误差增大,定位精度在米级以上。

对于UWB信号,采用的是纳秒级的高斯脉冲,脉冲宽度约为0.2ns～1.5ns,理论上可以将测距误差控制在毫米到厘米级内,而且UWB信号的带宽在1GHz以上,具有较高的时间分辨率和很强的材料穿透能力,能有效抵抗室内信号的多径效应。但由于UWB信号有效的通信距离小,不适于室外定位,所以将地面数字电视无线广播系统和UWB技术结合起来,利用DTV-T信号和UWB信号实现户外室内全覆盖,高精度的定位,具有非常重大的意义。

本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文

4 基于超宽带信号和地面数字电视信号的联合定位系统

4.1 联合定位系统的定位算法选取

在众多的定位算法中,由于到达时间差定位(TDOA)算法测量得到的是时间差而非绝对时间,不要求参考节点和被测节点要时间同步,只要求参考点间的时间要保持同步,可简化系统的设计复杂度,而且针对UWB信号高带宽和高速率的特点,系统选取TDOA定位算法进行定位计算,可充分发挥UWB的技术优势。

根据所要求的未知量――待定位接收机空间位置的三维坐标,需要选取四台数字电视接收机提供对应的四根接收天线作为参考基站。下图是待定位接收机利用TDOA算法实现定位的示意图,数字电视接收机的接收天线的定位实现与之类似。

假定四根接收天线的位置坐标为,,,。是第根接收天线发出的信号到达待定位接收机的时间与第一根接收天线发出的信号到达待定位接收机的时间差,为光速,均为已知。

待定位接收机的坐标为,为选定的参考接收天线与待定位接收机之间的距离,均为未知。

每根接收天线与待定位接收机之间的钟差相同,由于TDOA算法测得的是不同接收天线的UWB信号到达待定位接收机的时间差值,所以信号的到达时间相减后,将不存在。根据距离和时间的关系,可以得到以下计算公式:

(2)

(3)

将每根接收天线的空间位置坐标分别代入,由(2)式和(3)就可以解出X,Y,Z,,从而实现了对待定位接收机的空间定位。根据不同的精度要求,可以选取四个以上的基站测量数据进行计算,以减少计算误差。

4.2 数字电视接收机

数字电视接收机一般安装在室内,而配套的接收天线则放置在室外,以便获取高质量的信号。在基于DTV-T信号的定位系统中,户外DTV-T信号穿透建筑墙或者其它的阻碍物到达室内,由于信号反射、屏蔽等会使信号强度减弱,不利于室内接收机接收,室内定位实现难度大。针对这个问题,本系统引入了数字电视接收机(下文简称“电视机”),作为信号中转站,主要作用就是通过放置在室外的接收天线将DTV发射塔发出的信号引入室内,不仅实现视频音频信号的显示,而且能从信号中提取出发射塔的位置信息和时间信息,减少信号衰减,然后启动自身的定位处理模块,实现对接收天线的定位,最后将接收天线的位置信息和时间信息以UWB信号的方式通过线缆传输给接收天线,由接收天线发射此UWB信号给待定位接收机,降低干扰。

根据上面的设计要求,本文所述的电视机和现在大家所熟悉的数字电视一体机不一样,它必须能实现定位计算以及产生UWB信号,其接收天线在接收DTV-T信号的同时能发射UWB信号。为了实现上述额外的功能,需要在传统电视机的结构中加入定位处理模块、UWB信号产生模块,其接收天线为多频天线,如下图所示。

4.3 基于UWB信号和DTV-T信号的联合定位系统

基于UWB信号和DTV-T信号的联合定位系统架构如下图所示,位置计算可以在待定位接收机实现或者有关的定位处理器(计算机定位中心)完成。系统主要包含待定位接收机、数字电视接收机、接收天线、DTV发射塔和GPS卫星。

其中,DTV发射塔的位置自建立起基本保持不变,所以当其完成首次的自身定位后,只需接收GPS卫星信号中的时间信息,设定整个系统的时间,并使系统的各部分保持时间同步。联合定位系统的运作流程如下所示:

(1)当室内待定位接收机需要定位时,就会以广播的形式发送定位请求信号。考虑到后面接收天线发射UWB信号时,UWB信号的传输速率和传输距离之间的互换关系,为了保证待定位接收机能够接收到足够大的UWB信号强度,将定位请求信号的传输范围控制在50m内,速率可达20Mbps～30Mbps,属于UWB技术的中低速传输;

(2)在50m的广播范围内的电视机接收到此定位请求信号时,启动自身的定位处理模块,从接收到的来自接收天线的信号中提取各DTV发射塔的位置信息和系统的时间信息。电视机为了实现对接收天线空间位置的定位,要求接收天线必须同时接收四台DTV发射塔的信号,然后通过上面所给出的(2)式和(3)式算出接收天线的空间位置三维坐标;

(3)电视机将接收天线的位置信息和系统的时间信息以UWB信号的形式通过与接收天线之间的连接线传给接收天线,由接收天线发射此UWB信号。待定位接收机为了实现空间位置三维坐标的计算,要求在50m的范围内,至少存在四台电视机,才能提供四根发射UWB信号的接收天线;

(4)待定位接收机接收到四根接收天线发出的UWB信号后,若本身具有定位处理模块,可根据UWB信号到达时间的不同算出,=1,2,3,4,然后通过四根接收天线的位置信息和,利用(2)式和(3)式算出自己的空间坐标,实现自我定位;若自身没有定位处理模块,待定位接收机将接收到的各接收天线的位置信息和时间差值以适于远距离传输的信号方式发送到计算机定位中心,由计算机定位中心来进行定位计算并将计算出来的位置坐标信息发回待定位接收机,完成对待定位接收机的定位。

该联合定位系统在利用DTV-T信号进行室外定位的同时通过电视机的接收天线将户外DTV-T信号引入室内,再利用UWB信号实现室内定位。在50m的通信范围内,待定位接收机和电视机接收天线二者之间存在密集的阻碍物,采用穿透力极强和时间分辨力强的UWB信号,可以有效的减少信号衰减,克服多径效应,提高定位精度。相对于单一的利用DTV-T信号进行户外室内全方位的定位,还降低了对DTV发射塔的信号发射功率的要求,大大降低了地面数字电视广播定位系统的耗能成本。虽然面对现在数字电视接收机普及率不高以及UWB技术还不够成熟的现状,要满足在通信范围内(50m)至少存在四台电视机、电视机能进行定位计算和产生UWB信号、其接收天线能发射UWB信号和待定位接收机能接收UWB信号等系统要求难度比较大,然而随着组建无线个域网热潮的来临,基于数字电视的家庭智能网构建将会得到快速的发展,数字电视接收机将走入各家各户,利用UWB技术实现家电的高速互联也是趋势所向,所以在不久的将来,该联合定位系统将会得到快速的发展。

5 无线定位发展展望

从图5可以看出,系统实现对待定位接收机的定位之前,首先得先完成对选定的四台电视机的接收天线的定位,引入了一定的测量误差,降低了系统的定位精度。而且,由于每个国家关于数字电视地面无线广播的标准存在不同,将UWB技术和数字电视地面无线广播结合,利用UWB信号和DTV-T信号进行室内户外高精度的联合定位,各国的实现方案也会有所不同,应用上存在局限性。对于GPS技术,不存在国家之间的标准差别,GPS卫星信号覆盖全球,已经实现了全球性的应用,所以将UWB技术和GPS技术直接结合,实现高精度和范围广的定位,是未来无线定位技术发展的方向。

[参考文献]

[1] 周红飞.浅析数字电视传输标准DMB-T中的帧结构.广播电视技术,2008(5):52-55.

[2] 周忠谟,易杰军.GPS卫星测量原理与应用[M].测绘出版社,1992:73-99.

[3] 孙玉霞,吴乐南等.基于数字电视信号的无线定位技术.江苏技术师范学院学报.2002,8(4):15-19.

[4] Carl G. Eilers, Gary Sgrignoli. An Analysis of DTV Propagation Into and Within a Room in a Domestic Environment[J].IEEE Trans Broadcast,2002,48(1):1-9.

[5] 刘文开,刘远航.地面广播数字电视技术[M].第1版,人民邮电出版社,2003:10-11.

[6] 胡庆,葛明松.一种基于数字电视无线广播信号的定位新技术.广东通信技术.2009(2):51-54.

[基金项目]

第3篇：现代数字通信技术范文

[摘要] 当今社会随着经济的不断迅猛发展，我国通信规模不断的加大，这将给以不断升级的通信技术带来更大的发展空间。本文主要研究通信技术的发展历史和现代通信技术的新未来，以及通信技术目前主要显现出来的特点。我们希望以此为基础，探讨现代通信技术的发展趋势，实现新的突破，是具有很大的现实意义。此外通过分析通信技术的主要前沿动态来研究现代通信技术在高速公路通信系统、海洋地质调查作业、电力计量系统中的应用。

[关键词]通信技术的发展史 现代通信技术的特点 通信技术的应用领域 通信技术发展的前沿动态

一、 通信技术的定义与现状

1、通信技术的定义与发展

通信是人与人之间通过某种媒体进行的信息交流传递。在古代人们就通过简单的语言、壁画等方式交换信息。其中在中国古代民间的通信只能是让别人捎口信，官方也只是通过一个一个的驿站进行信息传递，这种通信方式对远距离来说，最快也要几天的时间。而现在的通信的方式，有电报，电话，快信，短信，E-MAIL等，实现了即时通信。

纵观通信的发展分为以下三个阶段：第一阶段是语言和文字通信阶段。第二阶段是电通信阶段。第三阶段是即时通信。

2.通信技术的现状

现代的通信一般是指电信，国际上称为远程通信。现代通信的基本特征是数字化，现代通信中传递和交流的基本上都是数字化的信息。美国著名未来学家、网络专家尼葛庞帝在《数字化生存》一书中，提出了要实现信息化，数字技术是关键。纵观已经使用的信息产品，通信技术与装备和更广泛的信息技术，如数字通信、数字光纤通信、数字卫星通信、数字移动通信以及数字电视系统等，无不在这些通信技术前面冠以"数字"二字。因此可以说，现代通信姓"数"。

二、通信技术的主要体现

现代通信技术主要有四个方面技术。

1.现代通信技术的基础――微电子技术。

电子学，特别是微电子学是信息技术的关键，是现代通信产业的重要基础，它在很大程度上决定着硬件设备的运行能力。

2.现代通信技术的核心――计算机技术。

电话交换技术与计算机技术紧密结合，使交换技术数字程控化。通信与计算机融为一体，这使通信技术得到了飞跃发展，人们把数字通信与计算机的融合称为现代通信。

3.光通信的基础――光子技术。

从1964年英籍华人高锟博士首先提出利用玻璃纤维实现远距离通信到20世纪70年代的美国首先制成了实用的玻璃光导纤维--光纤，使光纤通信成为现实。

4.卫星通信技术的基础――空间技术

航天技术的发展，促进了现代空间通信的发展。从1957年苏联发射第一颗人造地球卫星来，火箭、航天飞机等空间技术发展非常迅速。

现代通信技术不论从什么角度来讲都是具备良好的发展前景的，也有越来越多的人投入到通信产业中去。从宏观上看，人们对通信的理想目标是：实现任何人、任何时间、 在任何地方、以任何方式、传递任何形式的信息内容。简单来说也就是5A目标：Anyone、Anytime、Anywhere、Anyway、Anything。

二、现代通信技术的发展趋势

1.综合化

综合化具有双重含义。其一是技术的综合化，即无论是传输、交换还是通信处理功能都采用数字技术，实现数字传输与数字交换的综合，使网络技术如电话网、数据网、电视网一体化。

2.宽带化

宽带化主要指现代数字通信宽带化。人们日益增长的物质文化需求，如高速数据、高速文件、可视电话、会议电视、宽带可视图文、高清晰度电视以及多媒介、多功能终端等促进了新的宽带业务的发展，从而研究开发了宽带数字信号交换和传输。

3.智能化

智能化主要指在现代通信中，大量采用计算机及其软件技术，使网络与终端，业务与管理都充满智能。

4.个人化

人们在日常生活中总会到处奔波、移动，现代通信已经能使移动中的用户方便快捷地实现信息的交流―移动通信。

5.网络全球化

近年来，Internet（互联网）像野火一样在全球蔓延，互联网的覆盖面已遍及五大洲，它已成为全球范围的公共网。

通信的发展都是在交换、传输、终端几个方面交替或同步发展的，各个时期在各个方面都有相应的技术热点。目前通信领域的技术热点很多，且随着时间推进会迅速发生变化，因此把握技术热点前沿的最好方法是紧跟时代，多看通信杂志和浏览相关网页，时时追踪其发展的脉搏。

三、通信技术的前沿动态

1.NGN（下一代网络）

NGN（Next Generation Network）即下一代网络。所谓“下一代网络”，从字面上理解，应该是以当前网络为基点的新一代网络，它是一个建立在IP技术基础上的新型公共电信网络，能够容纳各种形式的信息，提供各种宽带应用和传统电信业务，是一个真正实现宽带窄带一体化、有线无线一体化、有源无源一体化、传输接入一体化的综合业务网络。

2.IMS

IMS即IP多媒体子系统（IP Multimedia Subsystem），它是一种定义IP网络处理语音呼叫和数据会话方式的架构。基本上相当于在传统线路交换电话网络中控制基础设施的地位，但也存在一些关键的区别。在它的架构中，服务与其下层的网络是完全分离开来的。通过这种方式，文本信息、语音邮件和文件共享等服务就可以驻留在任何地点的应用服务器上，并且通过多家无线和有线服务商提供给用户。

3.第三代移动通信

第三代移动通信系统（3G）是一种能提供多种类型、高质量多媒体业务，能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力，与固定网络相兼容，并以小型便携式终端在任何时候、任何地点，进行任何类型通信的通信系统。

4.第四代移动通信

第四代移动通信系统（4G）是多功能集成的宽带移动通信系统，是宽带接入IP系统，可提供的最大带宽为4G是一个包括卫星通信在内的端到端IP系统，与其他技术共享一个IP核心网。

四、通信技术的广泛应用

随着现代通信技术的不断发展，其应用的范围也越来越广泛，并迅速向电力行业渗透。从技术成熟、应用广泛的有线通信方式，到近年发展迅速的无线通信方式，现代化通信技术在各个领域都体现出其重要性。现代通信技术的飞速发展，给电力系统的生产、运行提供了新的技术支撑，大大提高了电力企业的生产效率、给电力生产力的发展注入了新的活力。

在当今海洋地质调查作业中，声学通信技术，通信技术，卫星通信技术，局域网络通信技术等现代通信技术得到广泛应用。

高速公路通信系统是高速公路现代化管理的重要支撑系统，它要准确及时地传输监控系统、综合收费系统的话音、数据和图像等信息，保持高速公路各管理部门之间业务联络通讯的通畅，并要为高速公路内部各部门和外界建立必要的联系；同时高速公路通信系统作为交通专用通信网的重要组成部分，是交通信息的主要传输载体，为各种网络服务及会议电视系统提供传输通道。

当代通信网络技术的迅速发展，促使了通讯网络得到了很大的发展，在电力计量系统的应用上，无线方面表现为移动通信技术，有线方面则表现Internet宽带网络，在局域网络方面，有RS485总线、CAN总线等。

五、总结

现代通信作为信息产业核心技术，迅速进入了多媒体、电子商务、光纤通信、卫星电视广播等通信领域，为社会发展基础设施和经济发展基本条件提供了保障。现代通信技术是信息时代的生命线，现代通信网是一个综合性的为多种信息服务的通信网。现代通信网已经成为支撑现代经济的最重要的基础结构之一。

[参考文献]

【1】 甘良才编著，《现代通信的发展动态》，武汉大学电子信息学院；

【2】 张荣坤、孙解中编著，人民邮电出版社，现代通信技术；2009

第4篇：现代数字通信技术范文

【关键词】4G移动通信；OFDM；优点；缺点

1.4G的概念

4G是第四代移动通信及其技术的简称，是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。比较3G来分析，4G通信技术更完善设备的装置，以及给人们带来了更多的方便与价值。第四代移动通信与第三代移动通信相比，将在技术和应用上有质的飞跃。4G将适合所有的移动通信用户，最终实现商业无线网络、局域网、蓝牙、广播、电视卫星通信的无缝衔接并相互兼容。4G移动通信的应用广泛，例如应用到小区、交通、互联网等上面。

2.采用的主要技术

2.1 OFDM简介

OFDM的英文全称为Orthogonal Frequency-Division Multiplexing，中文含义为正交频分复用。这种技术是HPA联盟（HomePlug Powerline Alliance）工业规范的基础，它采用一种不连续的多音调技术，将被称为载波的不同频率中的大量信号合并成单一的信号，从而完成信号传送。由于这种技术具有在杂波干扰下传送信号的能力，因此常常会被利用在容易受外界干扰或者抵抗外界干扰能力较差的传输介质中。

2.2 时域和频域同步

一种在采用OFDM调制的传输系统中使多个设备在时域和频域上同步的方法，其可应用于与同一电网相连的不同设备之间经由该电网进行的双向通信，以便在接收中估计OFDM符号的起始以及所述设备中本地振荡器的频率误差，包括生成通过所述电网传输的同步序列和通过用于发送数据的同一信道发送这些同步序列，其中所述信道由一个设备与其余所有设备之间的连接确定，其特征在于它包括：将含有所述数据和同步序列的接收信号分解为不同频带或频率范围；通过在时间上应用同步算法以在每个频带中基于所述算法估计所述OFDM符号的起始和所述本地振荡器的频率误差，从而在接收中检测每个频率范围或频带中的同步序列；将每个频带中获得的估计值进行组合。

2.3 信道估计

所谓信道估计，就是描述物理信道对输入信号的影响而进行定性研究的过程，换句话说，信道估计就是估计发送天线到接收天线之间的无线信道的频率响应。

无线通信系统受周围环境的影响较大，建筑物，河流，山脉，森林等对电磁波的吸收较强，加之反射与衍射、多径衰落对信号的影响，到达接收端的信号，幅值和相位可能发生畸变，难以进行识别。为了提高通信的抗干扰性能，必须对发射机和接收机之间的无线信道进行估计，以满足信号的无失真传输。对于现代通信系统，信道在时域存在时间选择性衰落特性，在频域存在频率选择性衰落特性，而系统又必须适应突发性数据业务，因此，信道估计仍是目前学术界较难攻克的难题之一。一般地，信道估计算法要使误码率最低，均方误差最小，且算法复杂度不要太高，因此，信道估计器结构的选择至关重要。信道估计：在正交频分复用系统中，信道估计器的设计主要考虑以下两方面的因素：一是算法简单、硬件实现容易且估计性能优良的估计器的设计；二是导频图案的选择，无线信道一般是多径衰落信道，为提高通信可靠性，需要不断地发送导频信息来跟踪无线信道。在具体设计时，必须同时考虑以上两个问题，因为估计器性能优良与否与导频图案的排列方式息息相关。

常用的信道估计算法分类如下：（1）基于导频信息的信道估计；（2）盲信道估计；（3）半盲信道估计。工程中使用较多的是导频符号辅助调制（Pilot Symbol Assisted Modulation，PSAM）信道估计方法，其所用的数学模型合理，理论成熟，算法复杂度较低，估计性能优良。在正交频分复用系统中，一般情况下都采用此类信道估计算法。

2.4 编码信道和交织

为了提高数字通信系统性能，信道编码和交织是普遍采用的方法。对于衰落信道中的随机错误，可以采用信道编码；对于衰落信道中的突发错误，可以采用交织技术。实际应用中，通常同时采用信道编码和交织，进一步改善整个系统的性能。DFT算法由于时域能量集中在少数抽样点上，减少了频谱泄露，因而信道估计性能较好；而改进DFT算法，由于汉宁窗的加入和线性变换，使得带外噪声迅速衰减，在低SNR下估计性能较DFT算法有所提高。编码可以采用各种码，如：分组码、卷积码等，其中卷积码的效果要比分组码好。

2.5 降低峰值平均功率比

LMMSE信道估计是最优的低阶估计器，它的核心思想在于对LS估计进行奇异值分解，在不降低估计器性能的条件下降低算法复杂度，并抑制AWGN和ICI，但是它也有缺点，就是需要知道每条子路径功率的先验信息，并利用此信息来构造自相关矩阵。由于OFDM信道时域上表现为N个正交子载波信号的叠加，当这N个信号恰好均以峰值叠加时，OFDM信号也将产生最大峰值，该峰值功率是平均功率的N倍。

2.6 均衡

在新兴通信技术的不断推动之下，3G即将成为通信技术的主流。在通信技术的加强条件下，主要介绍了第4代移动通信（4G）的含义、特点、国内外发展状况及发展趋势，指出4G移动通信中的关键技术及其目前存在的问题。这是，可以考虑加均衡器以使CP的长度适当减小，即通过增加系统的复杂性换取频带利用率的提高。

2.7 OFDM优点

OFDM技术之所以越来越受关注，是因为OFDM有很多独特的优点：

（1）频谱利用率高，频谱效率比串行系统高近一倍。OFDM信号的相邻子载波相互重叠，其频谱利用率可以接近Nyquist极限。

（2）抗衰落能力强。OFDM把用户信息通过多个子载波传输，这样在每个子载波上的信号时间就相应地比同速率的单载波系统上的信号时间长很多倍，从而使OFDM对脉冲噪声和信道快衰落的抵抗力更强。

（3）适合高速数据传输。

（4）抗码间干扰（ISI）能力强。

3.4G系统的应用特点

任何一项技术都不是完美无瑕的，正交频分复用技术也是如此，存在着如下优缺点。

OFDM技术的优点主要有：

（1）由于DSP技术的飞速发展，OFDM系统中各子信道的正交调制和解调可通过快速傅里叶变换（FFT）和逆变换（IFFT）来实现，从而大大降低了算法复杂度，且信息的实时处理更快更可靠。

（2）现代数据通信业务一般存在非对称性，OFDM系统可通过调制不同的子载波来获得相应的信息传输速率，从而满足现代通信的需求。

（3）通过编码技术可以解决系统的随机错误，交织技术可解决突发错误，OFDM系统通过编码与交织，能很好地提高系统的误码性能。

OFDM技术的缺点主要有：

（1）存在一定概率的PAPR。高峰均比信号通过功率放大器时，为防止信号畸变，功放必须具有较大的线性范围，这将降低功率放大器的工作效率。

（2）对频率偏移敏感。OFDM系统要求各信道之间严格正交，系统的定时同步精度非常高，对于快衰落环境引起的频偏，高精度定时同步算法发杂，且较难实现。

OFDM之所以是优秀的多载波调制方案，其原因不只是以上诸多优点，还与如下关键技术有关。

a.时域与频域同步技术：前文提到，OFDM系统对定时同步有很高的精度要求，且易受频偏影响；b.信道估计；c.信道编码与交织：信道编码与交织技术能够有效降低数字通信系统的误码率，提高通信的抗干扰能力；d.降低峰值平均功率比（PAPR）：在时域中，正交频分复用信号是N路子载波信号的叠加。

通过以上的介绍可以得出，OFDM系统在高速传输系统中具有无可比拟的优越性。也正因为信号的高速传输，要使接收端信号的误码率降低，必须对信道的传输特性进行估计。因此，设计好的信道估计器是OFDM系统必不可少的环节。

参考文献

[1]张重阳.数字移动通信技术[M].西安：江西科技大学出版社，2006.

[2]唐兴.移动通信技术的历史和发展趋势[J].江西通信科技，2008（2）.

[3]张献英.第四代移动通信技术浅析[J].数字通信世界，2008（6）.

[4]刘洪雷，王瑛玉.浅析第四代移动通信技术[J].网络与信息，2010（05）

[5]乔明月.浅析3G与4G移动通信技术[J].中国新技术新产品，2010（22）.

[6]张函清.第四代移动通信技术研究[J].黑龙江科技信息，2010（15）.

[7]梁璟，贾崇.第四代移动通信的核心技术——OFDM及SC-FDE[J].现代电子技术，2006（23）.

第5篇：现代数字通信技术范文

经过多年的培养和引进，本团队已经构建了较合理的师资队伍结构和比较扎实的师资基础，建立起一支具备扎实理论基础与丰富工程实践经验的“双师型”专业教师队伍。近年来，聘用有丰富实践经验、国内外知名高校的高学历、高水平的青年教师加入教学团队，近3年派遣1位中青年教师到美国做高级访问学者，3位年轻教师到知名大学继续深造。采取措施积极培养教师的职业责任感以及宽广的国际视野，同时还聘请有丰富工程实际经验的工程师来校教学和指导学生。逐步提升专业教师工程实践能力，选派1—2名教师到企业顶岗实训，参与企业技术开发、产品研制，提高其工程实践能力。逐步改变现行以科研项目和为主的教师业绩和学术水平评价体系，充分发挥和肯定部分工程实践能力强的教师在学生培养过程中的积极作用。鼓励年轻教师到企业进行工程实践训练或从事工程科技项目开发和工程项目设计，以加强自身的工程实践能力，并争取获得工程师或高级工程师职称。从现有合作企业中选聘具有丰富工程实践经验的技术骨干，作为学生的“企业导师”参与实践指导。注重引进有企业工作经历的高级工程师及参与过企业项目研发的博士毕业生，以提高师资队伍整体工程实践能力。设计“知识—能力—品格”一体化培养的教学模式借鉴先进的工程教育改革理念，结合本校的特色和人才培养定位，依托学校人才培养管理体系和架构，设计“知识—能力—品格”一体化培养的课程模式，以学生的理论知识、个人素质、发展能力、团队协作能力和在企业与社会环境下的工程综合能力为培养目标，加强工程实践能力的培养和训练。为了增强各个课程之间的联系，克服现有的以考试为驱动的教学模式的弊端(重理论轻实践、重知识学习轻知识应用)，本课程增开一系列专题教学环节，将各章节知识点进行渗透、融合，设置一系列专题，以增加章节之间的联系，强化知识的应用。同时将几个相关专题整合为一个实训(工程)项目，每个项目都有明确的训练目标和训练形式，由相应的核心章节和若干专题来支撑。项目以接受任务开始，以完成项目为目标展开学习，以完成项目设计为考核方式，构建一种项目(任务)驱动型的综合培养方案。综上所述，在原来的教学模式基础上，增加了专题教学、项目实训和参加竞赛三个实践性较强的教学环节，有利于学生将所学知识融合在一起，提高知识的应用能力，增强工程经验。有教学模式和改革后的教学模式的关系。建立起“组合合理、引入有效、结合市场”的教学环节(1)组合合理。课程组织按模拟通信系统、数字通信系统的组成顺序讲授，模拟通信系统作为独立的章节进行处理，数字通信系统按信源编码、基带传输系统、频带调制系统、最佳接收、信道编码和同步系统进行讲述，通过该方法使学生容易循序渐进地建立整个通信系统的结构联系，不会造成对通信系统组成支离破碎的理解，能够很好地建立起对课程核心的理解。(2)引入有效。课堂的引入要设计得当，衔接好前次课程的内容，例如如何利用信号与系统知识实现本课程的信号处理，如何利用数字电路、模拟电子线路、通信电子线路的知识实现通信系统的功能等，再如实现差分编码可以教授学生如何用编程方法或硬件D触发器方法设计实现要求的功能。(3)结合市场。适应市场需求，把产品引入课程中。学生在学习理论知识的同时，了解市场相关产品的动态，熟悉产品的功能和使用范围，也促使学生更加乐意完成书本的知识点转化为实际应用的过程，激发他们的探索欲望。同时，笔者在教学中，也经常把自身与企业合作的项目拿到课堂进行分析，从项目的创新型和技术指标等方面去拓展学生的专业知识面，让整个课程的学习内容更加丰富。这些措施对教师掌握新技术的要求大大提高，同时要求教师对前续课程有很深的了解。课程组教师都要求有讲授前续一些课程的经历，大大提高教师钻研技术的兴趣，基本消除了从书本到书本、从理论到理论的枯燥的教学过程，真正发挥本课程的承上启下的作用。

搭建好“基础训练和创新实践相结合”的校内外实践平台实验环节是工科学生最重要的教学环节之一，是理论联系实际发挥学生创造性的重要过程，是理论应用到解决实际工程技术问题的关键手段。通信系统的研究设计首先是理论方面的研究，要求学生能够很好掌握和应用通信的基础理论，而后能够利用仿真手段评估理论可行性和先进性，并能够灵活应用所学技术实现自己的研究设计。为此，通过对多年的教学研究总结，本团队在通信原理实验中将基础训练、单元训练、综合训练相结合，验证实验与设计实验相结合，最终达到使学生对通信系统有一个全面了解的基础上，通过“搭积木”的方式，完成通信系统的原理性设计与实现。在实验平台的搭建上形成如下特点:第一，硬件平台采用模块化设计，可支持“通信原理”中的各类模拟、数字通信的单元实验、平台中的各种接口支持各类波形的观测，强化和提升学生对基本概念的理解;第二，更加注重基础实验的训练与升华，如对PCM、DPCM、CVSD、ASK、FSK、PSK(DPSK)、MSK、GMSK、QPSK、QAM编解码等实验进行扎实训练过关，在完成基础实验的基础上，可让学生根据自己的能力特点，适当选做一些设计性的课题，比如基于单片机(ARM)、A/D、DA、FPGA的数字振荡器的设计，各类调制解调通信实验等;第三，实验平台配合将学院建设的“无线通信技术研发与测试平台”，利用AgilentADS通信系统设计仿真软件，将信号发生器、示波器、频谱分析仪集中在一起，在取代传统示波器和替代高档频谱分析仪的基础上，可完成较复杂的数字通信综合实验，如信噪比对模拟、数字基带调制解调系统的传输误码率影响的研究、现代数字解调实验等教学内容，其中ADS软件系统主要有通信系统仿真软件包(E8852A)、射频微波电路设计软件包(E9004A－AK6)、3GPPWCDMA设计库(E8875A)、高级通信系统模型库(E8827A)等，该平台使学生能够接触到业界最先进的工具，取得良好的效果;第四，加强校外实践基地的建设，推进与厦门市电信局、联想移动通信科技有限公司、厦门市华泰视通科技有限公司、厦门工程机械股份有限公司、厦华恒达数据通讯设备有限公司等多家单位的合作，建立长期稳定的校外实习基地，开展实践教学活动，促进本课程校外实践基地的建设。

笔者根据集美大学近几年来的“通信原理”教学实践，适应通信新技术发展需要进行课程改革，取得良好的教学效果，促进了学生对通信原理课程内涵的深刻理解和对该课程知识体系的良好掌握，提高了学生的实际动手能力，较好地激发了学生的创造性和学习兴趣。

作者：陈朝阳 刘璟 查时应 单位：集美大学信息工程学院 上海远洋海事培训中心

第6篇：现代数字通信技术范文

从实践来看，当前我国数字光纤通信设备技术相关技术的维护主要表现在两个方面：第一，对数字光纤通信设备进行定期或不定期的检测；第二，对现代数字光纤通信设备管理系统中存在的各种问题与故障进行有效的处理。

（1）对数字光纤通信设备进行有效的检测

基于传统的设备检测方式和方法，结合当前我国数字光纤通信设备的运作特点，数字光纤通信设备中的各项电接口指标处于稳定状态以后，通常是免测试的。但对于现代数字光纤通信设备中的光接口指标与参数而言，则应当时刻把握其运行状态，并且还要定期的进行试验和测试，以保证光传输线路不受外界变化的影响。数字光纤设备中的激光器偏置电流应当时刻观测。这样可以全面的掌握LD设备的工作状态。

激光器中的电流变化是功率自动控制电流工作状态的真实反映，同时还可以反映出LD设备的实际工作状态。对于数字光纤通信设备而言，加强对其工作过程中的电源测试是非常必要的，这关系着数字光纤通信设备及其系统的实际运行状态；同时，通过对该系统的运行状态进行数据测试，可以有效地分析和发现通信系统中存在的实际问题，并在此基础上及时采取有效的处理措施予以应对。对数字光纤通信设备进行有效的检测，不仅要求具体检测人员对数字光纤通信设备及相关系统进行全面的掌握，而且还要具备非常丰富的工作经验，这样才能保证检测效果的实效性与准确性。对于数字光纤通信设备而言，通常是利用微机设备对其进行实时的监控，这对该设备和系统进行定期的检测非常的方便和及时。

（2）教字光纤通信设备及通信系统中的问题处理

基于当前国内光纤通信设备的维护实践与通信系统运行过程中存在的故障和问题分析，其主要表现在以下方面：光端机控制板上显示出故障和问题报警信号，比如电源故障、收亮光、PCM中断、LD寿命告警等；数字建用设备所显示的故障告警，如电源故障、支路系统的输入信号消失、电源变换器出现问题、群输入信号消失，接收对端告警以及帧失步等；PCM基群中的相关设备显示出现故障报警，比如电源出现故障、变换器出现问题、基群中的信号输入出现中断以及帧失步和误码率超限等。针对以上数字光纤通信系统运行过程中所出现的问题和故障，笔者认为应当对问题和故障出现的原因与部位进行全面的判定，而且故障和主要问题确定的重要依据是通信设备中的报警指示。对于数字光纤通信设备及其运行系统而言，故障和问题报警设备的布设基本要求是：上游的故障报警应当包含于下游故障报警信息之中，并且下游的故障与问题告警也体现在上游故障报警之中。总而言之，数字光纤通信设备出现故障时，可以及时地被发现。比如，相同光传输线路中，光接收机没有发出报警指示，若上游光发送过程中也出现了无光报警，那么一定要考虑光发送盘可能出现了问题。

数字光纤通信设备的管理

对于光纤通信设备进行管理，实际上是一项非常长期而又复杂的工作，笔者认为，只有加强对数字光纤通信设备的有效管理，梳理好数字光纤通信系统中的各项内容，才能保证通信设备与通信系统的正常运行。具体表现在以下几个方面：

（1）建立健全网络管理与服务系统

通过网络管理平台和服务系统，可以实现对光纤通信设备与相关系统的实时监控，一旦发现问题和故障，可以及时准确地进行处理。此外，还要建立健全系统运行监控管理网络，并认真做好各项管理记录，为日后的研究和分析提供准确的数字依据和数据参考。通过对这些历史数据进行有效的分析，可以及时地排查出运行系统中所存在的各种问题与故障，为管理工作奠定坚实的基础。

（2）进一步细化光纤通信设备管理工作流程

就当前实际使用过程中的所有光纤通信设备进行准确的统计，通过编号的形式予以明确。例如，对于光端机进行数字编号，并根据通信技术流程来编制通信设备的实然位置。对数字通信设备建立档案，以保证相关操作人员可以顺利地开展维护与管理工作。

（3）加强专业维护与管理队伍建设

对于数字光纤通信设备而言，作为一种高科技的通信产品，必须要有非常专业的工作人员和团队进行维护与管理，方可保证其正常运行。从这一层面而言，加强专业维护与管理队伍建设，建立高效率、专业化的维护与管理团队是数字光纤通信设备能够长期稳定运行的重要支撑点和基础保障。

（4）对数字光纤通信设备及系统加强监控，减少外界环境的不利影响

光纤通信设备与通信系统是不可分割的，通过对数字光纤通信系统进行有效的监控，可准确地判定数字光纤通信设备是否处于正常的工作状态。实践中我们可以看到，数字光纤通信系统可以有效地、直观地反应出问题和故障的所在。因此外要注意外部条件对数字光纤通信系统的不利影响。比如，自然现象中的太阳黑子如果运动过于剧烈，则会导致电磁场能量的增加，通信信号必将受到强烈的于扰；同时，潮湿的运作环境也会对数字光纤通信设备产生一定的影响，进行降低其使用寿命；此外，还要注意雷电等自然现象的影响，雷电现象发生时，会对光纤通信设备发出了信号产生非常严重的影响，因此应当加强管理。

第7篇：现代数字通信技术范文

关键词 数字滤波技术 应用现状 发展趋势

随着信息时代数字时代的到来，数字滤波技术已经成为一门极其重要的学科和技术领域，例如数字电视、语音、通信、雷达、声纳、遥感、图像、生物医学以及许多工程应用领域。以往的滤波器大多采用模拟电路技术，但是，模拟电路技术存在很多难以解决的问题，例如，模拟电路元件对温度的敏感性，等等。而采用数字技术则避免很多类似的难题，当然数字滤波器在其他方面也有很多突出的优点，这些都是模拟技术所不能及的，所以采用数字滤波器对信号进行处理是目前的发展方向。

1数字滤波器的优点

（1）信噪比高。数字滤波器中主要的噪声源是在数字系统之前的模拟电路中引入的电路噪声，以及在数字系统输入端的模数转换过程中产生的量化噪声。这些噪声在数字系统的运算中可能会被放大，但如果在设计数字滤波器时采用合适的结构，可以以降低输入噪声对系统性能的影响。（2）可靠性高。只要在数字电路的工作环境下，数字滤波器就能够稳定可靠的工作。（3）数字滤波器可以实现精确的线性相位和多速率处理等模拟滤波器无法实现的功能。（4）精度高。数字滤波器只要提高字长，可以实现任意精度的信号处理。（5）灵活性大。数字滤波器实现更加灵活，可用计算机软件实现，也可用大规模集成数字硬件实现。除此之外，数字滤波器还具有易于大规模集成、自适应算法、并行处理等优点。但是经典数字滤波器的设计还存在着一些缺点，如IIR（无限冲击响应）滤波器所用存储单元少，经济且效率高，但是系统不稳定，且其相位是非线性的；FIR（有限冲击响应）滤波器可以得到严格的线性相位，却需要用较高的阶数来实现其高选择性，所以成本较高，信号延迟也较大。上述Miroslav等人提出的方案这些问题都有能得以解决。

2数字滤波器的应用现状与发展趋势

在信号处理过程中，所处理的信号往往混有噪音，从接收到的信号中消除或减弱噪音是信号传输和处理中十分重要的问题。根据有用信号和噪音的不同特性，提取有用信号的过程称为滤波，实现滤波功能的系统称为滤波器。在近代电信设备和各类控制系统中，数字滤波器应用极为广泛，这里只列举部分应用最成功的领域。

2.1语音处理

语音处理是最早应用数字滤波器的领域之一，也是最早推动数字信号处理理论发展的领域之一。该领域主要包括5个方面的内容：第一，语音信号分析。即对语音信号的波形特征、统计特性、模型参数等进行分析计算；第二，语音合成。即利用专用数字硬件或在通用计算机上运行软件来产生语音；第三，语音识别。即用专用硬件或计算机识别人讲的话，或者识别说话的人；第四，语音增强。即从噪音或干扰中提取被掩盖的语音信号。第五，语音编码。主要用于语音数据压缩，目前已经建立了一系列语音编码的国际标准，大量用于通信和音频处理。

2.2图像处理

数字滤波技术以成功地应用于静止图像和活动图像的恢复和增强、数据压缩、去噪音和干扰、图像识别以及层析X射线摄影，还成功地应用于雷达、声纳、超声波和红外信号的可见图像成像。在现代通信技术领域内，几乎没有一个分支不受到数字滤波技术的影响。信源编码、信道编码、调制、多路复用、数据压缩以及自适应信道均衡等，都广泛地采用数字滤波器，特别是在数字通信、网络通信、图像通信、多媒体通信等应用中，离开了数字滤波器，几乎是寸步难行。其中，被认为是通信技术未来发展方向的软件无线电技术，更是以数字滤波技术为基础。

2.3电视、雷达

数字电视取代模拟电视已是必然趋势。高清晰度电视的普及指日可待，与之配套的视频光盘技术已形成具有巨大市场的产业；可视电话和会议电视产品不断更新换代。视频压缩和音频压缩技术所取得的成就和标准化工作，促成了电视领域产业的蓬勃发展，而数字滤波器及其相关技术是视频压缩和音频压缩技术的重要基础。雷达信号占有的频带非常宽，数据传输速率也非常高，因而压缩数据量和降低数据传输速率是雷达信号数字处理面临的首要问题。告诉数字器件的出现促进了雷达信号处理技术的进步。在现代雷达系统中，数字信号处理部分是不可缺少的，因为从信号的产生、滤波、加工到目标参数的估计和目标成像显示都离不开数字滤波技术。雷达信号的数字滤波器是当今十分活跃的研究领域之一。声纳信号处理分为两大类，即有源声纳信号处理和无源声纳信号处理，有源声纳系统涉及的许多理论和技术与雷达系统相同。

2.4音乐

数字滤波器为音乐领域开辟了一个新局面，在对音乐信号进行编辑、合成、以及在音乐中加入交混回响、合声等特殊效果特殊方面，数字滤波技术都显示出了强大的威力。数字滤波器还可用于作曲、录音和播放，或对旧录音带的音质进行恢复等。

数字滤波器的应用领域如此广泛，以至于想完全列举他们是根本不可能的，除了以上几个领域外，还有很多其他的应用领域。例如，在军事上被大量应用于导航、制导、电子对抗、战场侦察；在电力系统中被应用于能源分布规划和自动检测；在环境保护中被应用于对空气污染和噪声干扰的自动监测，在经济领域中被应用于股票市场预测和经济效益分析等等。

参考文献

第8篇：现代数字通信技术范文

【关键词】数字集群；350兆；无线覆盖；TETRA

一、滨海新区350兆数字集群系统的研究背景

数字集群共网是一种利用现代数字通信技术，共用频率、共用设施、共享覆盖、共享业务、分担费用，使每个部门在集群网络基础上建立功能性的虚拟专网，从而享受方便、可靠服务的数字集群组网方式。北京、上海、广州、深圳等地已经建设了数字集群政府共网，为应急联动部门提供了统一、安全、快速、高效的无线指挥调度系统，保障了各类大型活动和重大事件的指挥调度通信畅通。

天津市滨海新区公安局研究采用先进的TETRA技术，建成一套覆盖新区全境的350兆TETRA数字集群系统，建立安全、可靠、灵活的系统结构，为天津滨海新区各部门的专业用户提供统一、高效的话音通信和数据应用。

二、滨海新区警用350兆TETRA数字集群系统的总体设计

（一）设计原则

按照统一领导、统一规划、统一标准的建设原则，建设覆盖新区全境的350兆TETRA数字集群系统。

1、可靠性 系统架构设计采用多级故障弱化模式和冗余备份机制，有效提高系统的可靠性和稳定性。

2、先进性 系统采用先进的主流技术来保证系统功能的实现；系统组网设计科学合理，符合用户实际应用需求。

3、实用性 系统采用统一网管，使用全中文操作界面，界面友好、易于操作，方便管理人员对系统及设备实施维护和管理。

（二）系统设计

1、设计标准

《公安数字集群移动通信系统总体技术规范》

2、工作频段

351MHz—356MHz（移动终端发、基站收）；

361MHz—366MHz（基站发、移动终端收）；

双工间隔为10MHz。

3、无线覆盖范围

实现天津市滨海新区全区的室外覆盖，包括天津港、天津经济技术开发区、天津保税区、塘沽、汉沽、大港等区域的覆盖。

4、用户容量要求

5000终端用户。

（三）系统总体架构

1、建设规模

建立2部交换机、1套网管系统、60个调度台、30个基站、5000部移动终端。

2、无线基站规划

随着滨海新区的成立，现代化、产业化进程的加快，新区开发开放的全面推进，新区人口聚集明显提速。结合滨海新区的地理特征，规划建设20个基站实现新区主要地区的室外覆盖，包括天津港、天津经济技术开发区、天津保税区、塘沽、汉沽、大港等人口密集区域的无线覆盖；规划建设10个基站实现新区其他非人口密集区域的无线覆盖。

3、系统组成

滨海新区警用350兆TETRA数字集群系统由2个TETRA数字交换机、30个TETRA基站以及调度台、网管终端等应用系统组成，实现新区的全境覆盖。数字交换中心控制设备和基站间通过2M传输链路相连。

（四）系统功能

1、组呼功能

TETRA系统具有强大的组呼功能。主要包括用户身份认证、通话组扫描、优先扫描、动态重组，迟后进入、通话组合并、预占优先、紧急组呼等等功能。

2、单呼功能

TETRA系统具有私密的个呼功能。系统能够对用户的个呼权限进行设置。包括TETRA网内的全双工个呼、半双工个呼和与PSTN/PABX的全双工个呼。

3、全呼功能

TETRA系统具有高级别的全呼功能。该呼叫具有最高的扫描优先级，一旦发起呼叫，即使终端正在进行组呼，也会自动转入系统全呼。

4、电话互联功能

TETRA系统提供电话互联业务。主叫用户拨打被叫用户号码，然后按通话键，被叫用户的终端振铃，按通话键应答。

5、优先呼叫功能

TETRA系统提供丰富的优先呼叫。高优先级的用户发起优先呼叫，系统繁忙时将优先获取通话信道建立呼叫。

6、缩位寻址功能

TETRA终端支持个人呼叫缩位拨号，即缩位寻址。用户只需要输入被叫号码的低位号码，终端自动根据本终端号码补齐相应的高位，发起呼叫。

7、紧急呼叫功能

紧急呼叫是TETRA系统中最重要的呼叫之一，对信令和接入资源具有最高优先级，系统在功能设计上要能在任何情况下都保证呼叫能被接通。

8、通播组呼叫功能

调度员可以多种方式对多个通话组进行通播。通播的通话组及区域可以在呼叫请求时由调度员选择。

三、滨海新区350兆数字集群系统的应用

（一）地理信息系统应用

地理信息系统（GIS）应用主要将公安现有GIS系统与350兆TETRA系统融合，将现有GIS数据库与信息处理平台中定位数据子系统相连接。用户需在定位数据子系统中将现有用户定位信息格式与TETRA终端LIP格式进行分别分析，并转换成GIS系统或TETRA二次开发电子地图中可识别的方式。在不影响现有指挥调度的情况下，现有GIS地图上能够显示出350兆TETRA移动终端的位置。也可以在自行研发的GIS地图上显示出TETRA移动终端和GIS数据库用户的位置信息。从而实现以地理信息系统（GIS）为基础的电子地图上对现场人员、车辆的实时定位、跟踪，实时监控和警员个人信息显示，实现巡防力量在地理信息系统中的动态标注、管理；实现对公安警力日常到岗到位的可视化展示、考核；方便进行可视化指挥调度。

（二）接处警系统应用

指挥中心接处警系统和350兆TETRA系统是两个相对独立的系统，TETRA系统提供了一种安全有效的无线网络通信技术，将两者有机的结合起来。滨海新区公安局指挥中心接处警系统在350兆TETRA系统的基础上，能够实现警务信息、GPS车辆定位等新的业务功能。譬如，指挥中心将警情信息发送给持有TETRA系统终端的警员，警员再通过TETRA系统实时反馈处警信息。接处警系统能够通过信息处理子系统接收到出勤警员及车辆的状态信息、位置信息等信息。指挥中心接处警员接到报警后，根据报警情况，对相应的分局进行布控，并指令相关的巡逻车和民警前去处理，接处警系统会根据巡逻车和民警的编号，通过信息处理子系统和TETRA系统将警务信息发送到相关人员的TETRA移动终端设备上。同时，也可通过TETRA系统调度台对现场巡逻车和民警进行无线语音指挥调度。

第9篇：现代数字通信技术范文

【关键词】用户信息采集系统 智能电网 负控终端

伴随着科学技术的进步以及计算机技术的普及应用，供电企业的日常运行管理中也已经开始广泛使用高科技技术。在供电企业的营销管理中，用电信息采集系统是一个已经应用的较为成熟的项目。其是一种基于计算机技术、数字通信技术、电力营销技术的操作管理平台，能够给供电企业的用电管理提供巨大的技术支持。

1 用电信息采集系统系统设计

1.1 构成部分

用电信息采集系统基于计算机技术、现代数字通信技术、电力营销技术下的通信平台。其构成部分主要为软硬件，包括主站系统、通信通道、集抄终端、安全防护等一系列设备等。

1.2 安全防护体系

安全防护体系包括密钥管理、三级密钥管理等。在使用用电信息采集系统的过程中制定严格的使用管理制度，与密码通行制度。用电信息采集系统中的任何功能的实现都需要单独的权限来进行操作，同时在操作过程中相关的记录会进行保存。另外，为了保证系统使用的安全，防止网络病毒攻击，系统需要安装常用与专业的防病毒入侵检测与杀毒软件。同时，系统管理员要定期对系统的使用安全进行检查。

1.3 采集方案

专变客户：对100kVA以及以上的专变客户通230M无线专用信道采集；对于50-100kVA专变客户通过GPRS无线公网通道采集。低压客户：低压客户采集方案为小范围内先行集中采集，然后再统一上传至主站系统处理。

2 用电信息采集系统在智能电网中的应用

2.1 远程抄表

通过远程抄表这一功能的应用能够收集用户的各类详细数据，包括户号、户名用电地质、最大需求量值、最大需量值发生时间等等。居民用电抄表系统是用电信息采集系统中主要功能构成部分之一。供电企业营销部门可以与该系统进行信息共享。电力用户在使用过程中每户都已经配备电表集抄器，利用该系统可以将分散的电表集抄器通过共享的方式进行统计，然后把统计结果录入到供电营销部门的使用系统中去，最后可以根据相关数据来进行电费核算即可。

2.2 超容量整治

利用用电信息采集系统开展超容量整理工作主要分为三个步骤。

（1）使用该系统的负控终端数据来计算电力用户的最大需量与二次电流，在获得相关数据后对电力用户的用电负荷进行计算。

（2）利用负控网络打印用电负荷的相关数据，并且选择相应时间段来计算出电力用户的用电负荷。

（3）根据实际情况来发相关致用户函件，并且附上所打印的相关数据图表，电力用户需要在收到通知的限定时间内进行增容处理，并且需要法人代表签字。

2.3 反违约用电

违约用电主要的表现就是窃电。而窃电就是利用各种隐蔽的手段来非法占用电能。供电企业通常发现窃电行为的策略有在日常抄表的时候发现，通过用户的用电数据分析发现，通过用电检查发现。对于供电企业来说反违约用电是用电检查中不可忽视的步骤之一。用电信息采集系统以及日常抄表、用电检查等工作步骤相应配合可以有针对性的对电力用户的电力使用情况开展总体与局部的分析，然后通过分析过来断定电力用户的用电情况是否异常。

如发现任何异常需要进一步的调查用户用电信息，通过用电检查来获取用户的窃电证据。利用用电信息采集系统负控终端进行数据监督控制以及异常情况警报能够有效提升反窃电工作的有效性。其作为维护供用电秩序的重要方式需要大力普及推广，用以防止窃电、违约用电。

2.4 有序用电

有序用电即为在地区政府的领导下针对可以预测的电力供应不足的情况，综合使用行政、经济与技术等方式来对用电管理进行进一步的控制管理，以最大程度的优化电力资源配置，保障可靠安全平稳的用电秩序。尽力调节供电矛盾，降低其给社会带来的负面影响。有序用电即为通知用户合理安排用电情况，以便电力用户可以及时调整电力使用。如处于功率控制与跳闸控制投入之前，供电企业可以选择以短信的方式来提醒用户有序的根据用电计划来降低负荷。当功率控制投入后如果用户超限用电，则以短信的方式来提醒用户自觉降低负荷，如在规定的时间内没有降低到规定规定界限，系统将会自动发出跳闸信号进行提醒，以强制的手段来降低用户负荷。利用用电信息采集系统进行有序用电管理的步骤为：设置基本参数――限电措施设置――预警方案设置――限电计划下发――投入运行。在设计明确了每个用户的预警方案后，供电企业需要配合地区的缺电情况来对终端下发警报等级。在预警等级已下发后终端就会根据设定的周期来进行限电的管制，进而实现有序用电的目的。

2.5 线损管理

线损管理即为电能在传输过程中所不可避免的形成的用功、无功电能与电压的损失。发电机传递电能到电力用户的过程中需要一系列步骤。其中必须经过多个输变电元件，当电能经过输变电元件的时候，该元件所附带的电阻与电抗会导致电能消耗，导致电能的流失。计量设备误差、设备泄露等情况同样也会形成电能流失。通过用电信息采集系统能够对线损加强管理。对于公用变压器的监测来说，用电信息采集系统的数据采集能够实现实时性与精确性，并且可以直接开展线损统计以及负荷分析，第一时间发掘变压器等种种异常现象，给工作人员提供更加准确可靠的数据，以第一时间有效的措施来提升变压的运行率，降低线损。利用用电信息采集系统在公用变压器负控终端和居民集抄器可以有效提升抄表的工作效率，减少抄表失误。利用用电信息采集系统所获得的数据进行统计分析能够对台区进行在线的线损管理，以提升台区检查水平，改善反窃电的工作情况。建立分片、分压、分线与分台区的线损管理，得出线损异常的原因以及相应的降低损耗的策略。

2.6 用电信息采集系统技术

2.6.1 通信技术

通信技术是用电信息采集系统实现的基础性技术。当前用电信息采集系统中的通信技术主要包括无线公网通信、有电力线载波通信、光纤通信等等。无线公网通信的运行成本较高，维护及时性较弱，局部地区信号不佳，数据采集难度大。电力线载波通信施工过程简便，不需要重新布线，缺陷在于通信过程的可靠性、安全性欠缺。光纤通信技术的一次性投入成本过高，布线难度大。

2.6.2 主站应用技术

用电信息采集系统的主站运行模式可以分为集中式与分布式两种。其中集中式运行模式的投资成本较低，运行维护工作统一，但是其一旦发生故障涉及范围较大，对系统业务处理能力的要求较高。分布式运行模式对企业内部信息网的安全可靠性要求较低，网络资源负担夜宵，但是投资成本过大。在实际应用方面，用电信息采集系统主站主要用于满足电费核算、电量分析、线损控制、电能计量装置等日常业务需求。

2.6.3 智能费控技术

用电信息采集系统主站会自动发送催费预警，告知电力用户及时电费。智能费控技术的实现方式包括主站费控技术、采集终端费控技术以及电能表费控技术。

（1）主站电费技术。主站开展电费余额与预警金额限制的对比，电费余额与跳闸金额限值，如果两者数据相同或前者小于后者限值则采集系统会自动执行跳闸命令停止对用户的供电行为。只有当电力用户结清相关费用之后才能够恢复正常供电。

（2）电能表费控技术。电力用户的缴费情况、各项参数数据会通过主站发送到电能表进行存储备份。当有需要对电力用户进行监测控制的时候，则可以核算出剩余电费，根据跳闸金额限制、预警金额限制等进行不同形式的警告。只有当用户缴清欠费之后才能够恢复正常供电。

（3）采集终端费控技术。采集终端开展费控管理，提示费控信息并且进行相应的缴费预警或跳闸控制。

3 结束语

综上所述，用电信息采集系统不仅仅能够保障供电企业的日常正常运行，还能够有效提升供电企业的工作效率，提升供电企业的经济效益。从目前用电信息采集系统的实际应用情况来看，该系统在电力营销领域中已经发挥了巨大的作用。其将会成为供电企业与电力用户之间沟通的桥梁，不仅仅能够给供电企业各个部门提供信息数据与技术支持，还能够推动供电企业电力服务质量的提升。

参考文献

[1]柯磊.用电信息采集系统在智能电网中的应用和实现[J].科技资讯，2013，（22）：138.

[2]袁静.无线传感网技术在智能电网用电信息采集系统中的应用[J].计量与测试技术，2010，（08）：5-7.

[3]陈盛，吕敏.电力用户用电信息采集系统及其应用[J].供用电，2011，（04）：45-49.

[4]赵，冯伟.浅谈用电信息采集系统在供电新型营销发展中的作用[J].科技致富向导，2014，（33）：114.

[5]刘峰.基于BPLC的智能电网用电信息采集系统的应用研究[J].黑龙江电力，2013， （05）：384-387+390.

[6]王琳.智能电能表在青海电网用电信息采集系统建设中的应用[J].青海电力，2011， （04）：30-32.

作者简介

张曦（1975-），男，湖南省吉首市人。大学本科学历。现为国网湖南省电力公司湘西供电分公司工程师。主要研究方向为电力负控采集系统应用及管理。