数字通信的缺点精选(九篇)

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第1篇：数字通信的缺点范文

关键词：数字通信原理；教学内容；教学模式；实践教学体系

《数字通信原理》是高职院校通信类、电子类等专业的专业基础课，既是基础课向专业课的过渡，也是电子通信学科的入门课，在通信类、电子类专业中占有非常重要的地位。这门课的教学直接影响这些专业的教学质量和所培养人才的知识结构及综合能力。这门课综合了电路分析基础、电子电路、高频电路、数字电路等电类基础课以及高等数学、概率论等数学课程，具有相当大的难度和理论深度。而高职高专学生基础普遍薄弱，数学功底和自学能力较差，如果强调数学推导和理论探讨，无疑将使学生产生畏难情绪，难以激发学生的学习兴趣和积极性；但如果完全不涉及理论分析，教学又无法达到高职院校的培养目标，即无法培养出既具备一定专业理论素养、又具有较强动手能力的技术应用型人才。

通过多年的教学实践，笔者认为，《数字通信原理》课的教学，一方面要强调基本理论、方法的分析，重点培养学生的思考能力，另一方面必须加强实验教学和实训环节，重点是培养岗位技能。该课程的教学目标是使学生掌握典型数字通信系统的组成、工作原理、性能特点、基本分析方法和实验技能等，熟悉当前数字通信技术发展的现状和最新进展。核心是培养学生良好的通信知识和素养，为后续专业课程的学习奠定坚实的基础。

考虑《数字通信原理》课的教学情况和课程地位，我院2003年将该门课程确定为院重点课程，通过不断转变教学理念、更新教学内容、完善教学方法、改进教学手段，在《数字通信原理》课程的教学内容、教学模式和实践教学体系等方面进行了富有特色的改革实践。

以线带点，改革教学内容

在《数字通信原理》的传统教学模式中，往往介绍许多通信的数学模型和原理，由于理论抽象、概念繁多，知识点显得零散，那些数学基础、自学能力和自制力均较差的学生难以接受。笔者认为，应遵循“以线带点”的改革思路进行教学内容的改革。

（一）强化学习路线图，建立数字通信系统的整体观念

在教学中，笔者强调数字通信系统整体观念的建立，即以数字通信系统的模型图作为学习的总路线图（如下图），以图中功能框图为“点”，有向线段为“线”。以路线图中的节点涉及的典型技术理论分析为重点，以信号的传输流程为主线，以线带点，使学生掌握通信系统的宏观分析思路和微观分析方法。

在教学初期，首先向学生介绍通信系统的基本概念，核心是让学生掌握通信的本质——将大量有用的信息高效率、无失真地进行传递，并在传递过程中抑制无用、有害的信息；其次，系统阐述数字通信模型如何体现通信的本质以及数字通信系统模型每个节点的知识点在各章的分配。

在教学过程中，根据信号的传递路径，教师应“顺藤摸瓜”，对每个节点进行功能分析，注重强调该节点在数字通信系统中的地位、层次以及关键性能和指标。随着教学的进行，不断强调或强化学习路线图，并标明学习进度在路线图上的体现，重点是强调前后节点之间的内在关系。

在教学后期，教师应不断阐述各节点存在的必要性以及相互间的逻辑关系，在技术实现的基础上进一步帮助学生建立数字通信系统的整体概念。例如，信源编码是保证通信有效性的技术手段，使用的关键技术是脉冲编码调制；信道编码是保障通信可靠性的技术手段，实现的关键技术涉及检错编码和纠错编码。信源编码和信道编码是互相补充的关系，但实现的方法是相互“矛盾”的，信源编码通过压缩消息冗余量实现，信道编码则通过增加消息冗余量实现，这是由通信过程中不同阶段的通信目标决定的。

（二）精选典型技术，强调基本模块的分析和知识运用

在宏观分析的基础上，以信号的传递流程为主线，逐步展开典型数字通信技术实现的具体分析。在教学活动中，针对高职学生的特点，对通信技术实现的讲解不应贪多求全，而要精选典型技术进行微观分析，关键是激发学生的学习兴趣和帮助学生建立数字通信技术的知识体系。具体方法是建立积木式教学模块，将全课程的数字通信技术实现分解为信源编码模块、信道编码模块、传输模块（基带传输与频带传输）、同步模块等四个核心模块。针对每个模块精心进行分析，挑选经典技术的实现进行分析，对经典技术坚持目的驱动的教学方式，核心是建立知识体系，充分认识和接受数字通信技术的概念，掌握基本模块的分析方法。

建立了各部分的知识模块后，必须精选相应模块的典型技术。例如，在频带传输分析中，选择ASK、FSK、PSK、DPSK等基本的数字调制技术作为必学内容，要求学生掌握这些典型数字调制技术的实现、解调、带宽分析、画图分析和抗噪声分析等内容。而将多进制调制技术和现代调制技术列入增强模块，仅进行简单的介绍，以知识扩展为目的，不做应会要求。

在对典型技术进行微观分析时，以注重比较研究、概念提炼，避免数学推导和理论复制，应以大量的图示进行理论知识的诠释，强调知识的运用。以数字调制方式的带宽分析为例，将授课重点放在各种调制方式的带宽图示比较上，不进行频域的数学演算；同样，在噪声分析中，不引入误差函数等概念，仅比较各种数字调制方式的抗噪声能力。关键是帮助学生理解带宽、抗噪声能力在实际应用中的意义和作用，理解当考虑带宽、抗噪声能力等因素时选择哪种调制方式才能满足实际需要。

强化互动，改革教学模式

在各种教学模式的争论中，主流的模式有两种，即以教师为中心的教学模式和以学生为中心的教学模式。前者的优点是有利于教师主导作用的发挥，重视情感因素在学习过程中的作用；其突出的缺点则是强调传递——接受式，在教学过程中把学生置于被动接受位置，学习者的主动性难以发挥，不利于激发高职学生的学习积极性。后者的突出优点是有利于激发学生的学习积极性；其缺点是忽视教师主导作用的发挥，不利于系统知识的传授，不重视情感因素在学习过程中的作用。高职学生的特点一方面是基础知识较差，厌学情绪严重，另一方面是学习的主动性、思考问题的积极性都较差，同时普遍存在自卑心理。若采用传统的以教师为中心的教学模式，显然无法实现教学目的。但是，如果完全采用以学生为中心的教学模式，也必然导致教学的失败。因此，必须进行教学模式的改革与探讨。

在高职院校的教学实践中，笔者基于现代网络教学平台，将两种教学模式结合起来，取长补短。一方面，针对高职学生自学能力差的特点，充分利用教师的指导作用，以教师的专业素养和个人品格强化学生的知识结构和学习态度；另一方面，充分利用网络教学的特点，基于世界上两大网络教学平台之一的Blackboard建立完整的虚拟教学课堂，提供课下网络教学资源，建立自主教学环境，加强教学互动，及时进行师生间的双向反馈，调动学生的学习积极性，培养他们自主学习的方法和独立思考的能力。

从目前的实践看，初期基本上还应以教师为中心的教学模式为主，随着教学的进展，逐步过渡到以学生为中心的教学模式。

突出技能培养，改革实践教学体系

《数字通信原理》是一门实践性很强的课程，对于高职院校学生来说，加强他们技能培养的途径是建立一套完善的课程实践教学体系。《数字通信原理》的特点是理论性强，知识点丰富，高度抽象，不建立感性的认识，学生很难巩固理论知识。因此，帮助学生建立通信系统的感性认识、培养他们分析和解决实际问题的能力、提高实际操作技能是实践教学体系的目标和出发点。

（一）因材施教，分层次组织实验教学

在实践教学活动中，我院建立了验证性实验、仿真设计实验和创新性实验层层递进的实践教学体系，针对不同的学生分层次组织实践教学。

验证性实验是指在现有实验平台上对相关理论的正确性进行验证，目的是巩固和加深学生对相关理论知识的理解；仿真设计实验是在验证性实验的基础上，在相关通信技术原理的指导下，以通信系统仿真软件（如System View等）为平台进行通信系统的设计和验证；创新性实验则是组织掌握程度较好、学有余力的学生进行相关项目的开发，项目可以是创新的，也可以是现有的，一般与各类电子竞赛相联系。尤其是System View通过模块搭建进行通信系统的设计，与积木式模块教学方法呼应，不需要学生进行复杂的编码即可实现实际通信系统的仿真实验，并能将结果下载到FPGA芯片中得到实际的产品，对于激发高职学生的学习兴趣、培养高职学生的实际动手能力、加强高职学生的专业思想具有重大意义。

（二）改革实验形式，建立基于项目的实验方式

传统的实验组织形式是安排学生分组，往往全组学生依赖某个能力强的学生，学生中蒙混过关的情况严重。我们提出以项目组织实验，每个学生负责一个或两个具体的项目，做到“人人有项目”，组内其他学生进行辅助工作。

在项目选择上，要求完成数字通信系统模型中的基本“点”项目，同时鼓励学生积极参与综合性实验项目和各类各级竞赛项目，并在实验学分上进行倾斜。

在具体实验实施上，要求作为项目负责人的学生主动参与、进行人员分工，对实验项目的计划和实施全权负责，如安排实验内容讨论、选择实验方式等。鼓励能力强的学生同时选择多种实验平台。项目负责人要负责组织本组学生分析和评价实验结果，对本组学生实验情况进行评价。项目组学生在教师指导下，根据理论学习的进度自己设计实验，自己准备仪器完成实验，以达到培养和提高学生的组织能力、思维能力和创造能力的目的。

（三）改革考核方式，建立新的实验评价标准

《数字通信原理》课程的实验教学分为两个模块，即课内实验和期末集中实训（或课程设计）。传统教学中，课内实验的考核计入课程成绩，集中实训（或课程设计）作为单独的课程计分。我们认为这种实验考核的方式割裂了实验课程的内容，不利于实验课程的改革，应采取将课内实验和期末集中实训（或课程设计）统一为一门课程的考核方式。

具体的考核内容可覆盖实验表现、实验报告和成果、实验难度等方面，建立完整的《数字通信原理》实验考核评价体系，体现“强调过程，重视结果”的考核思想。“强调过程”体现在对实验表现的评价占据整个实验成绩的60%，引导学生重视岗位能力、团队精神、专业素养的培养；“重视结果”体现在对实验结果的分析、讨论上，而不在对错上，关键是分析出原因与对策。此外，如果学生在各级各类竞赛项目上获奖可以获得相应实验加分。

课程特点与高职学生的特点给《数字通信原理》的教学带来很大挑战，本文提出，在教学内容上，以线带点构建模块化教学，降低理论难度，强调系统概念的建立和典型技术的分析；在教学模式上，结合以教师为中心的教学模式和以学生为中心的教学模式的优点，以网络教学手段为平台，强化师生的互动；在实践教学上，构建验证性实验、仿真设计实验和创新性实验层层递进的实践教学体系，改革实验组织形式，建立新的评价体系。在教学实践中，这些方面的改革取得了良好的教学效果，学生在市、省、国家各级比赛中取得了优异成绩，毕业后受到用人单位的一致好评。

参考文献：

第2篇：数字通信的缺点范文

关键词：误码测试；C8051F310；DS2174QN

随着科技的进步与发展，数字通信已成为人们日常生活中非常重要的一部分。数字通信因其通信速度快、容量大、抗干扰能力强、通信距离远、通信保密性好等特点而得到广泛应用和迅速发展。所以数字通信的传输可靠性就尤为重要，而误码测试仪作为评估数据传输通道质量的重要工具被广泛地应用。

反映数据传输设备及其通信信道工作质量的一个重要指标是误码率。误码率就是误码测试仪通过检测数据传输系统误码的指标。误码测试仪是对系统的数据传输质量进行测试的一种工具。传统的误码仪大多数都具备诸如操作简单、结果直观、精确等优点，但也存在体积偏大、价格昂贵、测试频率点固定，频率范围小等缺点，只能适用于某些专用信道测试。因此分析和对比了现有的误码仪，研究和设计了一种基于C8051F310及DS2174QN的误码测试仪。

1 测试原理及组成

1.1 误码测试仪框图如下图

1.2 测试原理

PC主机设置误码测试仪的参数，将测试用的伪随机码型、测试时间、速率和启动信号等参数传送到C8051F310中，然后C8051F310先设置SI514的输出速率，再设置DS2174QN产生伪随机码型，最后启动误码测试仪运行的同时计时。DS2174QN在收到启动信号以后会根据设置产生相应的伪随机码型运行，将数据通过发射端输出到待测试设备中，待测设备接收到数据再传回DS2174QN接收端，然后开始判断同步头是否同步，当同步检查正确以后开始检测是否有误码，在测试的同时DS2174QN会将检测到的数据个数保存到48位存储区域中，如果有误码产生也会将误码的个数保存到一个48位的存储区域中。在测试的过程中PC主机通过C8051F310定时读取误码个数，判断是否有误码产生，同时在PC主机的界面上显示结果。

2 硬件设计

⑴DS2174QN是一个软件可编程的测试模式发生器，接收器，分析仪，能够满足最严格的错误，是增强的比特误码率测试仪（EBERT），通过8位并行端口控制，其具有生成和检测数字模式分析和故障排除数字通信系统，它具有位串行，半字节并行，字节并行数据接口和独特的同步伪随机码的形式2n-1，其中n可以取从1到32的值，和用户定义的任何长度的最多为512个八位位组的重复图案。串行模式下的时钟频率最高达为155MHz，字节模式为80MHz。输入时钟范围100KHZ～155MHZ。有48位计数和误码计数寄存器，可以软件编程控制位误码插入。

⑵在此设计应用中使用Silicon Laboratories公司的SI514晶体振荡器，给DS2147QN提供参考时钟，其工作频率范围100 KHz～250MHz，RMS抖动低于0.3 ps，并可以支持PECL、LVDS、CMOS和CML各种电平形式的输出。

⑶C8051F310属于Silicon Labs的小外型微控制器系列。C8051F310在极小的封装中集成了高速8051 CPU、Flash存储器和高性能模拟电路，允许设计者在提高系统性能的同时，大大减少所需元件的数目。具有高速、流水线结构的8051兼容的CIP-51内核（可达25MIPS），高精度可编程的25MHz内部振荡器，具有全速、非侵入式的在系统调试接口（片内），具有真正10位200ksps的25通道单端/差分ADC，有16KB可在系统编程的FLASH存储器和1280字节片内RAM。还有硬件实现的SMBus/I2C，增强型UART和增强型SPI串行接口，4个通用的16位定时器，具有5个捕捉/比较模块和看门狗定时器功能的可编程计数器/定时器阵列（PCA），片内上电复位、VDD监视器和温度传感器，片内电压比较器，29个端口I/O。

3 下位软件工作设计

系统上电之后C8051F310对系统进行默认配置，然后等待PC指令，当接收到指令以后根据指令的解释执行分别配置SI514和DS2174QN，启动误码测试仪运行测试误码，测试过程中定时300MS检查是否有误码产生，误码测试仪运行的过程中C8051F310还精确计时，当计时到或接收到PC主机停止指令以后即停止运行误码测试仪，同时判断是否有误码产生。

4 上位监控界面功能

PC主机显示的界面为上位机界面，主要用于设置伪随机码型、速率和运行时间，显示运行结果，还有误码测试仪的启动和停止。其中码型可以设置2n-1，其中n可以取从1到32的值，速率从100KHZ～155MHZ，运行时间小于等于1000小时，显示的结果是误码个数。

5 结语

本误码测试仪已成功开发并应用，效果满意，体积小、成本低、操作简单、运行稳定，可以代替进口的误码测试仪使用。现已批量使用。

[参考文献]

[1]SILICON LABS.C8051F310资料手册.2011.3.

第3篇：数字通信的缺点范文

【关键字】 低压载波通信 OFDM 通信

正交频分复用（OFDM）是一种正交多载波调试方式，它的原理是把原信号分解成大量的子信号，再把这些子信号调制成大量相互正交的子载波，然后把这些子载波一起发送并在接收端把这些数据进行合并，这样发能够提高数据的传输速率。传统的数字通信系统是将数据符号放在同一个载波上进行串行传输，这样，信道的全部可用宽带都没每个符号占用[1]。OFDM和传统的数字通信系统相比极大的提高了在抗多径干扰方面的能力，因此，在 低压载波通信的研究领域OFDM的技术应用就成了重点和热点。

一、OFDM的基本概念

1、OFDM的技术背景。OFDM是被广泛应用于实际系统中的一种利用多载波频率复用技术，它具有技术实现简单和对抗频率选择信道的优点。OFDM起源在20世纪50年代中期，直到60年代才正式使用这个概念，在2000年成立的家庭插座联盟为电力通信的发展第一个提出了电力通信技术协议HomePlug1.0。

2、OFDM技术的应用。OFDM技术具有抗干扰能力、频带利用率高的一些别的技术不具备的优势，这些优势使它受到了受到了世界的研究人员的重视，他们认为OFDM技术具有非常广大的应用前景。现在OFDM技术越来越多的应用在实际系统中，例如无线局域网、数字声音广播、电力通信技术和高清晰度数字电视等，这些领域都把OFDM技术运用在其中[2]。数据传输的信道是电力线，而电力线衰减能力强是绝大数电力网络需要克服的缺点，OFDM技术正好可以解决这些特点，因此，对OFDM技术的研究和和应用是电力线载波通信中的研究和应用的重点。

3、OFDM通信的基本原理。OFDM技术和普通的频分复用相似，就是把传输的数据分解调制成n个子载波，这样子载波的数率就会变得很低，这样所占用的宽带也会变得最大限度的窄，因此电力线的衰落也会变慢。因为子载波之间是相互交错重叠，这样可以最大限度的完成频谱使用率，这也是正交频分复用（OFDM）名字由来的原因。因为OFDM技术是把数据分到传输率相对较低的若干个并行传输的子信道中进行传输的。由无线信道的多径时延扩展带来的时间产生由于每个子信道的符号周期得到增加而可以最大限度的得到减轻。而且多径带来的符号间的干扰也可以通过符号之间的保护间隔的插入而得到最大限度的消除。

二、低压线载波与OFDM系统同步技术部研究

1、OFDM系统同步误差的组成。通信的时候，最重要的是通信双方的同步，只有通信同步才能使通信双方正常通信。在接收端要保证连续到来的信号能够得到正确的调解，而正确调解的前提是能够找到OFDM符号的正确位置，这就是OFDM符号的同步问题。现在常用的是基于盲估计的同步算法、基于导频的同步算法和基于循环前缀的同步算法。在OFDM系统中，只有实现载波频率同步、符号定时同同步、采样时钟同步这三方面的同步才能实现精确同步，但是根据大量的分析，载波频率偏差、符号当时偏差和采样时钟偏差这三个构成了OFDM主要的同步误差。

2、OFDM同步系统的构成。根据分析时间和频率的同步是基于帧结构的OFDM同步系统必须保证的。FFT窗的定位和建立帧定时可以通过时间同步来完成；而子载波的正交性需要用频率同步来保持，这是因为频率的错误会导致载波间的干扰[3]。通过频率的获取和跟踪完成频率的同步以求能够降低整个系统的复杂度。虽然频率的跟踪使用频率捕获精度较低，但是计算起来相对简单，能够实现计算较快的算法。

3、OFDM系统同步算法的研究。OFDM系统的同步根据同步所使用的数据来源可以分为基于训练序列信息的同步、基于导频符号信息的同步和循环前缀的保护间隔的同步。基于循环保护前缀的同步的计算精度较差，但是他能直接利用系统固有的资源，无需额外的辅助信息；基于训练徐磊信息的同步虽然增加了同步获取的时间，但是也限制了改革方法的进一步发展，不过这个办法可以使同步班的十分精确；基于导频符号信息的同步虽然可以精确地同步，但是需要牺牲信道频带。

结语：随着技术的发展，互联网越来越普及， 而且用户的要求也越来越多，作为一种价格低廉，使用灵活的技术，低压线载波已经成为了一个受到各个国家的研究人员关注的热点研究，但是由于它的传输率低和传输误码率高。导致它现在受到广大研究的OFDM技术进行调制，从而降低低压线载波出现的问题。

参 考 文 献

[1]孙海翠.OFDM技术及其在低压电力载波通信中的应用研究[D].河海大学，2007，（5）：112-114.

第4篇：数字通信的缺点范文

关键词：通信交换工程 组网 改造 数字通信

在人们的日程生活中，通信交换网络发挥着及其重要的作用。通信交换网络的建设影响着电力企业的生产经营管理、居民的生活交流以及电网的调度配置。随着信息化时代的到来，人们对图像处理的和数据传输的需求在不断增加，对现代化通信提出了更高的要求。这就给电力信息工程网络的管理及升级提出了更大的挑战。为了适应时代的发展要求，就需要通过通信交换工程的组网与改造来满足人们日益增长的各种需求。

一、我国通信交换工程组网与改造的必要性

随着信息化时代的到来，传统的通信交换网络体系已经不能满足时代的需求，表现出了一定的滞后性。要想满足人们日益增长的网络信息的需求，就需要改变这一传统的通信交换网络体系，通过通信交换工程组网及改造，来适应时代的发展要求。现阶段，人们对网络通信信息的传输要求变得越来越复杂，而供电公司覆盖面积过大，在其所覆盖的供电局与变电所内，如果还采用传统的网络模式，就不能达到很好的通信质量。为了提高通讯的可靠性及通讯质量，改变信息传输距离较短的问题，就需要改变传统的利用电力线载波或者音频电缆的通讯网络模式。为了实现通讯方式的根本改变，就需要在当前的背景下加大新技术和新设备的应用，通过新技术及新设备的升级改造来实现网络通讯质量的改善，实现通信电力网络的全面改善。

二、具体的通信交换工程的组网和改造

信息化时代的发展使得现有的通信交换工程组网及改造势在必行，在通信交换工程的组网与改造中，传输的载体选用上一般采用必WDH、SDH等组网与光纤，这种传输载体能够将数据信息、音频视频及图像远动等各种形式的信号进行混合传送，还能实现信息资源的高速度传播，在保障信息资源传输质量的基础上，实现交换网络的统一监控和维护管理。

（一）对中继传输与话路传输进行改造和设置

1. 中继传输的改造和设置

在通信交换工程的改造中，最先入手改造的就是中继传输的改造。通过中继传输通信网络的改造，能够满足现实庞大的需求连接，不断满足电信及计算机服务器的连接，在排队机、省电通公司以及省培训中心等方面的连接需求上也实现了很明显的改善效果。通过中继传输的设置改变，能够为用户提供更多的业务服务，还能实现网络呼叫接续速度。可以说在通信交换工程的改造中，中继传输的改造是及其重要的，做好此项工作关系着通信设备功能性与灵活性的实现，必须予以一定的重视。

2、话路传输的改造和设置

在原有的供电模式与通讯模式下，供电点和变电所存在设备落后陈旧的缺点，不能达到很好的通讯质量效果。在设备的维护及管理上投入的费用也比较多，不能实现成本的有效节约。在传统的供电及通讯模式下，传输介质的传输容量都是比较小的，不能实现较长距离的传输，信号的抗干扰能力也比较弱，在传输的速度上也不能达到理想的效果。为了实现这种情况的改变，就需要对话路传输重新进行改造和设置，在进行改造时，需要引进新的设备，要将这些新的设备安装在各个站点中，这样就能够为话路传输的改造提供比较可靠的通信专用电源。在各类最新电源的布线及施工中，要严格对按照电力网络管理的相关规定进行具体的施工，通过施工过程的有效控制，来最大程度上减少设备运行中安装问题的出现。值得注意的是，在各类设备安装完毕之后，还要组织相关人员完成专业的调试工作，以保证各类设备能够安全的投入到使用当中，实现设备的最佳运行状态。

3.链路数据的配置

在进行中继传输与话路传输改造的同时，还要按照准确的顺序进行相应的链路数据的配置。在链路数据的配置中，要做好本局信息的设置，还有根据情况来适当增加MTP的目的信令点，再根据信令点来增加MTP的链路集。除此之外，在链路数据的配置中，还要做好MTP路由及链路的增加。在对中继话路的数据设置中，严格按照相关的顺序进行设置，要按照局向、子路由、中继群及中继电路的顺序来实现链路数据的设置。

（二）引进SDH技术，建立健全同步数字通信体系

随着数字化信息时代的到来，很多领域的数字化程度都得到了一定的普及，在电力通信交换网络中也是如此，数字化技术的应用改变了传统的通信交换网络格局。未来的电力通信交换网络，将改变简单的语音通话业务，会逐步的将电视会议、虚拟网络的划分、LAN数据的传送等进行综合，构建了一个多业务服务的通信交换网络平台。在改造的过程中，还需要具备一定的超前意识，特别是为了满足大量光纤传输的业务需求，在同步光网络标准的基础上，需要加大SDH等先进技术的引进力度，以推进同步数字通信体系的建立。SDH技术如果运用到长途干线传输网络中，能够有效的发挥其强大的网管能力，还能够实现较为灵活的电路上下，是一种非常实用的先进技术。这一技术的应用能够在光接口的出现时，实现各生产厂家设备的互通，为此现在很多运营商都将同步数字体系的传输网构建作为主要的工作重点。在宽带城域网中，SDH技术已经在本地的骨干传输网络中得到了成功的应用，为此这一技术的应用程度还是较为普遍的。同步数字体系的构建是今后通信网络构建中的重要内容，这一体系的构建离不开先进技术的运用，在通信交换网络的构建中就需要注重技术的应用，以实现通信交换网络的改造和升级。

（三）构建通信网络的统一控制与管理平台

实践证明，现有的通信网络交换管理方式已经不能满足社会的需求，存在很多弊端和不足之处，急需改造升级。为了实现通信交换管理方式的改变，就需要加快构建通信网络统一管理与控制的平台，这样才能有力的实现调度的自动化，改变变电站和配电网络的自动化升级水平，还能实现负荷的集中控制。在通信网络周边网络设备的建设过程中，通过先进的网络平台能够实现信息综合通道的互相协作，以实现通信交换信息资源的优化配置，避免了信息管理混乱现象的出现，还在很大程度上减少了资源的浪费。在具体的调试设置过程中，要首先保证2M的成功连接，在此基础上再进行改造升级。通过城网的一系列改造，就能逐步完成网络格局构建，实现以供电所的主，调楼为中心和其余的供电站点为辅助的统一管控格局，最终确保各个站点的集中统一管理。通信网络的统一控制与管理平台的构建，能够满足社会对信息传输的需求，实现了通信交换工程的改造升级。

结 语

总而言之，随着经济的发展及技术的进步，我国的很多基础设施都在经历一个更新换代的过程，通信交换工程的领域也不例外。在信息化社会的推动下，通信交换工程的组网与改造已经势在必行。只有做好通信交换工程组网与改造的工作，才能不断的促进各种社会公益设施的建设与发展，为此必须将这项基本的基础性工作落到实处。为了实现同步数字通信体系和通信网络统一控制与管理平台的构建，就需要调动全社会的力量，通过管理制度的不断创新来逐步推进通信交换工程的组网与改造进程。

参考文献

[1]杨绍文.谈通信网络未来的六大信息技术[J].科技信息，2011，7：38

[2]付莹，常德刚.齐齐哈尔通信交换工程的组网与改造[J].黑龙江电力技术，2009，6：123-129

第5篇：数字通信的缺点范文

关键词：QPSK 符号同步 数字通信

中图分类号：TN919.3 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）05-0000-00

近几年来，我国通信技术正在迅速的发展着，现如今，已经深入到我们生活的各个方面中。随着客户的迅速增长，需求也渐渐提高，我们已经不能够满足于他们的需求，通信体系的技术不仅仅要适应于这样的社会需求，还要赶在人们需求之前，做好最新的通信设备。所以，只有实现解调这一技术，才能够保证通信技术更好的发展。

1数字调制

由于社会的需求往往会大于我们所拥有的，所以，现如今的通信系统已经渐渐落后。只有采用相应的调制方式，才能够去保证信号传输时候工作的效率还有误码的特点。也只有这样，才会满足于社会群众的需求。

1.1数字调制的特点

数字调制是现代通信的重要方法，它与模拟的调制相比往往有着很多的优点。数字调制能够具备着更好的抗干扰的特点，还有更强的抗信道损耗，还有更好的安全性。在一般的熟悉传输系统中可以去使用差错控制技术，支持复杂信号条件和处理技术，比如说，信源编码、加密技术以及均衡等。在数字调制中，调制信号可以表示为符号或者脉冲的时间序列。

1.2QPSK的概念

QPSK是四相相移键控信号的简称，它的意思是正交相移键控，是一种常用的数字调制方式。它一般会分为绝对相移和相对相移两种，由于绝对相移方式存在相位模糊的问题，所以在实际主要的相对移相方式DQPSK。它具有一系列独特的优点，广泛的应用在无线通信技术，成为一种现代通信技术中一种十分重要的调制方式。QPSK四位相移键控是最常用的一种卫星数字信号调制方式[1]。

1.3 QPSK的工作原理

QPSK通常包括模数转换、抽取、插值、匹配滤波、时钟和载波恢复等。它实际工作的情况中，一般是在调谐的电路中，用常采用的是非相干载波解调，本振信号与发射端的载波信号往往会存在着频率偏差和相位抖动，因此，解调出来的模拟I、Q基带信号是带有载波误差的信号。这样的模拟方法即使是采用定时准确的时钟进行取样的判断，因而，得到的数字信号也不是原来发射端的调制信号，如果一定的失误进行积累，就会导致抽样的判断错误率也渐渐地增大，因此，数字QPSK解调电路要对载波误差进行补偿。

1.4 QPSK的技术优点

在数字信号的调制方式中，QPSK四相移键控是最常用的一种卫星数字信号的调制方式，它具有比较高的频谱利用器、较强的抗干扰性，在电路上能够实现也是很简单的。偏移四相相移键控信号简称为“O-QPSK”。全称为offsetQPSK，也就是相对移相方式 OQPSK.它具有一系列独特的优点，已经广泛的适用于无线通信中，成为了现代的通信中一种十分重要的调制解调方式。

2改进的切实方案

由于QPSK在进行一系列工作的时候，往往会被一些个别的因素干扰着，这样会使整个数字系统的工作率渐渐下降。所以，只有经过一系列的改进方式，才会使整个数字系统的工作率提高。要进行多项的检测，以此来减少误差，其次就是改变符号的同步方法，才能够来解决这个问题。

2.1符号同步

符号同步是因为信息传送的时候因为延迟的不确定性，进而导致在接受新的信号时，最开始的位置不确定进而造成不良的结果，还因为多径的存在而造成前后数据出现重合的部分，所以，引起了数据间的干扰。因此，找到一个准确的位置，对于符号同步是极其重要的。一种符号同步的方法，它在移动通信技术中，用于在从和移动台通信中的1个或者1个以上的第1基站切换到重新开始通信的第2基站时，从由该移动台中分别接收的、包含用第1扩展符号扩展的组合扩展的信息符号以及第2扩展符号的组合扩展的信息符号和只用该第1扩展的掩码符号的接收信号中，进行被分配给该第2基站的第2扩展符号的同步检测。

2.2进行多项的检测来减少误差

如果符号同步的时候，出现一些误差，就会使系统不能够接收信号。所以，想要保证数字系统的正常进行，就要在一定的时间内进行误差检测。一般传统的接收系统，在进行误差检测的时候通常是进行模拟式的方式实现的，它可以通过很多的方法去实现。一般的误差检测法，需要在两个可以接收信号的两个点之间能够恢复最佳的信号点，这样它不会收到载波相位偏移出现的影响，除此之外，也不用符号同步的完成。与此同时，我们也可以使用一些仿真的模拟实验，来验证符号同步的一些特点[2]。

2.3插值法

插值法是利用函数f（x）在某区间中插入若干点的函数值，作出适当的特定函数，还需要在这些点上取已知值，在区间其他点上用这些特定函数的值作为函数f（x）的近似值。如果这特定的函数是多项式，就称它为插值多项式。主要就有lagrange插值、newton插值、hermite插值、分段多项式插值及样条插值法。因此，想要去提高数字系统的工作率，还要去改变它的插值法。在一般的情况下，可以去改变插值滤波器或者改变插值多项式的算法来达到我们想要的结果。

3结语

在数字通信技术中，我们需要改进的地方的还有很多。通信的技术在通信的领域中已经成为了最有活力、最具有发展前途的一种通信方式。每一种调制的方式都有它自己的优点和缺点，但是每一种调制都围绕着有效性、可靠性 、还有安全性不断的改进的，他们在通信系统中占据着很重要的地位。因此，通信技术在这个新的世纪将会发展的越来越好。

参考文献：

第6篇：数字通信的缺点范文

【关键词】：无线电通信技术；发展现状；改进策略

1、无线电通信技术的发展现状

1.1无线电通信技术的优点。人与人之间的交流会随着通信技术的发展而更加密切，所以需要加快速度研究通信技术。为了提高通信过程的稳定性和便利性，需要将无线电技术和通信技术进行结合，从而形成作用力非常强的无线电通信技术，促进通信过程的稳定，而且使用无线电通信技术成本非常低，信息传输效率较高。无线电通信技术主要具备以下三方面的优点：首先，利用无线电通信技术，可以使信息在不同区域和不同时间内进行快速传输与交流共享，实现信息的高效传递。其次，随着国家以及专业人士对无线电通信技术的重视程度越来越高，它发展规模越来越小，可是功能越来越强大，这就给人们提供了很大的便利性；最后，除了提高人与人之间交流的便利性之外，使用无线电通信技术进行信息传输能够抵抗外界自然因素的袭击，只要是不受到电磁波的影响，有效信息都能够进行无阻碍的传输。由此可见，利用无线电通信技术对信息进行传输能够保证信息传输的速度和质量，提升传输的稳定性，而且信息损耗程度也非常低。

1.2无线电通信技术的缺点。虽然无线电通信技术的优点有很多，可以使得人与人之间的交流更加密切，可以提高信息传输的稳定性和速度，但是，并不是代表无线电通信技术就没有任何的缺点可言，因为任何事物都是具有两面性的，所以无线电通信技术同样如此，我们必须知道，尽管无线电通信技术可以解决架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等难题，但是，使用无线电通信技术进行传播信息数据，其信号非常有可能受到干扰和影响，影响信号的稳定传输，除此之外，此项技术的保密工作做得不是很到位，因为有可能会在信息传输的过程信息被截获，难以保证信息的安全保密性。

2、我国沿用无线电通信技术过程中需要实施的改造创新策略解析

2.1数字通信技术的创新推广。数字通信技术的创新主要就是结合现在最新的技术设备，维持信号源的稳定性，提升系统频率谱资源综合的利用效率，使其主动的避开信号通信后会出现的一系列干扰迹象，让系统其本身的通信容量也能全面增长，给用户提供更加丰富、安全的语音、图像、数据传输服务等，防止用户因为自身一些保密信息的泄露而出现的一些危机，例如严重的经济危机或者声誉挑战危机。

2.2通信技术宽带化调试应用。一直以来，我国网络传输技术与无线电信宽带化调试创新工作都有很大的联系，而且也在不断的深入扩展，尤其是近阶段，国际经济、政治、文化交流活动越来越频繁，在这样的环境下，无线电通信和宽带技术的融合应用是必不可免得，因为这是维持无线电信信号源安全性的重要渠道。

2.3个人信息化规范体制的积极树立。当前，个人信息化规范体制也要积极树立。现在个人信息化在国际通信技术领域占有主导地位，无线电通信传输接收的频率能够尽其所能的和现阶段国际规范需求相结合，将以前频繁出现的传输路线信息量堵塞现象消除。

2.4接入网络手段的及时创新开拓。为了能够更好地服务，在无线电通信技术必须在WAP应用协议的基础上，施行了创新，大幅度改良数据，来维持不久的将来网络业务信息传输的高效性。现在市场竞争越来越激烈，传统的网络要与现在网络技术相结合，这样才能更有潜质的接入网，更好地浸入固定宽带、移动蜂窝、无线本地环路当中，和现代通信设备更好地对接，满足现代人生活生产的要求。

2.5过渡电路交换网络体系的全面构建。对于现在的发展来说，经过对我国过渡电路交换网格格局的观察可以发现，IP网络在内部发挥着重要作用，它为网络数据的提升以及交换网络数据提供了真实可靠的信息，也解决了以前网络信号严重侵扰的问题，使得通信用户一切活动都变得更加安全、畅通便利。

2.5.1针对现在已经拥有的蓝牙技术进行改造完善成为无线电通信信号传感器。通过以前的实例证明，蓝牙技术本身安全性高，而且灵活适用，经过改造后，即便在不同时间不同地点也可以清晰地映射出不同用户急需的信号方向，如果和计算机网络连接的话，益处会更多。更能显示其机动和可用特性。

2.5.2目前我们要推动无线电功能的开展进度。现代科学技术不断发展，科技更新的步伐也不断加快，我国社会全方位也对涉及软件无线电通信侦察和对抗功能开始关注，但是我国在经济和研究实力上有一定的限制，只是单纯的想把这个项目实行在军事通信上，所以，要针对这个通信技术的保密性来进行改善创新，才能在合理的时间空间内将其转移到市场空间中。

2.5.3制定实用无线电通信网络应用管理体制。如果无线电的实用没有达到监管或者长期高效的配置。就有可能发生一些安全隐患，局势也会遭受扭转。所以我们现在要做的就是为使用无线电通信网络制定一些规范制度，依据设备配置条件改善、网络设备性能提升和备份数据冗余处理等途径，显示无线电网络技术的真实可靠性。要更加强调的是地空无线电通讯系统不仅需要掌握更完全的飞行运输原始实时化信息特性，还要精准的处理各种信息的搜集、交换、流通集中控制任务，来直接承接民航安全飞行的保障职责。根本上来说，就是要保障地空无线电数据安全传输和管理绩效，并为其通讯提供语音传输服务项目和多元化数据，其变得更加有效，不断满足一些航空客户对于广播和视频的规范类要求。

结束语

无线电通信技术具有广阔的发展舞台及光明的发展前景，在人们生产生活中具有重要作用及地位，但是，其在实际应用中还存在一些缺点与不足，需要进一步改进创新。该项技术具有专业性及复杂性较强的特点，需要从线路传输、传输距离控制、传输灵活性、信号稳定性及保密性等方面改进创新。

【参考文献】：

[1]宫雅利.浅谈无线电通信技术的发展现状[J].信息与电脑：理论版，2015.

第7篇：数字通信的缺点范文

关键词：通信安全；发展趋势；混沌通信

1 混沌通信的发展历史

一九九零年世界上的与混沌通信的研究取得了极大的进展，代表为控制方法和同步法以及相关的实验也取得了成果。美国用电路将混沌同步实现了还提出了相关的信息的保密业务以及信息的处理方法。这成为国际上对于混沌学研究的又一大突破，二十年来，与混沌通信有关的刊物不断出版，从不同的方面对于通信混沌进行了研究和论述，使其成为一门重要的科学学科，其中的许多著作对于后世的研究和发展都具有深厚的指导意义。近二十年来，混沌通信取得了长足的发展，其中更甚者不乏发达国家对于混沌通信保密工作的进一步研究计划，并且取得了重大成果。其中尤以美国和欧盟为重，我国对于相关技术的研究主要是从上世纪九十年代开始就对国外的研究技术进行跟踪，虽然我国在相关的基金上是有所投入的，但是同其他国家相比我国的投入仍然不够，可喜的是也取得了一定的研究成果。

混沌通信长足发展的另一方面则是九八年对于混沌通信学科理论在学术界的重要地位；还有一个方面则是国际上对于混沌通信的相关刊物的刊登对于后世有深刻的指导意义；还有就是混沌通信的保密工作相关的专利增加。

2 混沌通信的数字化进程

到现在为止，混沌通信和数字化通信的结合已经成为新的研究领域，由于当下数字通信具有易于加密、集成的大规模和强能力的抗干扰优点，导致了最终的混沌通信会被数字通信所取代，为了通信的稳健长足的发展，最好的解决方法就是将两者相结合，已达到取两者的优点去两者的缺点，实现它们的优势互补。这也就需要我们研究混沌数字化技术，使用它来实现数字化通信和混沌通信的结合。经过事实证明，这种结合的通信最后也可以保持两者的优点。例如对于最初值的高度的敏感、序列的混沌貌似随机性等等特点，除此之外还保持了密码学所需要的特点。

当下的混沌通信主要有无线和有线两种通信，其中有线的方式是在理想的信道中进行信号传送，在混沌通信的基础上比较容易实现，与之相比无线的方式则比较难以实现。无线的数字通信和模拟通信组成了完整的无线通信，在混沌电路基础之上的保密系统是以同步技术为主要核心的，关键则是数字混沌的相关序列的产生、接收和传输双方的同步技术、对于群同步的利用以及混沌的信号的编码等方式来实现对于原信号的恢复。

当下两者结合最大的问题是混沌的数字化之后特性变异、短周期、轨道的退化分布和不在预想中的特性；其次就是与加密有关的各种技术，在当下面临的缺乏标准问题；最后就是面临的测度问题和加密所需要的特殊算法。

3 混沌通信的超时空

混沌通信的高维时空保密是当下存在的又一个研究方向，并且拥有很多的门类和模型。最近产生的神经细胞的网络混沌通信可能被用于空间的信息处理之中。比如在国防领域中对于卫星、无人机、飞艇的应用。又因为该系统的混沌力学的相关特性的不可预测性和复杂的随机性会影响多址和保密通信。所以利用该技术可以将通信系统的抗攻击和抗干扰能力提高。

4 混沌的通信应用的频分复用技术

当下各多采用时分复用、频分复用以及波分复用等技术相结合的方式来满足各国信息对于保密技术的高要求。就现在的情况而言，主要是用混沌的加密技术来实现混沌通信的保密工作，在以收发的硬件参数作为保密的密钥为基础之上来实现相关的保密工作。这种情况的保密工作适用于低误码率、长距离的信息传输。可是计算机的计算能力的提高使得加密过程的数字解码面临更大的挑战。在种种情况下可以使用用半导体制成的激光器来改善相关的不足。

5 关于通信中的噪声

在混沌通信中，假如仅仅从噪声的方面考虑，在混沌通信上的噪声是不如传统通信的噪声的。为了实现国防的安全例如对于陆海空的监视等，需要通信系统拥有较高的保密性能、抗干扰能力和抗攻击能力，而且要求在设备的终端拥有好的抗多址性能、远近效应等等。因此就会用到在混沌内的根据宽谱完成多址接入和扩频。需要考虑到在对于混沌特性加以运用的情况下实现通信系统的可靠性和有效性。

6 混沌保密密码的高性能

现下存在的流密码是一种单一的钥匙加密体系中对于分组密码中的加密技术，其软件具有加密速度快、同步通信容易实现好可实现性能好等优点，因此一经出现就备受广大用户的关注，并在此基础上制定了各种国际标准，现在已经被广泛的应用。

7 混沌通信的宽带无线技术

现下的通信由于其数字化、智能化和宽带化的演进，逐步实现了由内容的单一传输向多媒体传输的进化，传输速率也随之增加，与此同时通信面临的安全问题也随之增加。因此，现在各国都在研究相应的保密技术和加密方法来保证通信过程的安全。各种方法中必须要明白的是传统的加密方法与现在要说的通过密钥控制的数据加密方法具有本质上的不同，传统方法就是将数据加密过后仍然为数据，而数据加密的方法将数据加密后其有可能变成符号，不再单单的只是数据。

8 与互联网相关的混沌通信

近年来对于互联网的研究也随之升温，对其的研究不仅仅包括与网络相关的理论，还包括混沌科学。混沌理论可以用于处理传输操作和数据资源的业务竞争的不相关的作用以及流量相关的统计特性，揭示网络和业务之间更进一步的联系。

9 混沌通信专利

国际上对于混沌应用的专利现已达到四百项之多，我国在这上面的应用也很多。混沌的应用领域极其广泛，包括了工业、农业、国防以及医疗等等。近二十年来，混沌在网络的安全和保密通信方面的应用已经投入，在其他的领域也是极为广泛。和混沌相关领域的研究，只要更加重视和努力，必定会取得更令人满意的成果。

参考文献

[1] 方锦清.驾驭混沌与发展高新技术[M].北京：原子能出版社，2002.

[2] 赵耿，方锦清.现代信息安全与混沌保密通信[J].物理学进展，2003，23（2）：212-255.

[3] 吴伟陵.移动通信中的关键技术[M].北京：北京邮电大学出版社，2001：126-146.

[4] 唐雄燕.宽带无线接入技术及应用―WiMax与WiFi[M].北京：电子工业出版社，2006：95-172.

[5] 赵北雁.OFDM在未来无线通信系统中的应用分析[J].中国无线电，2008，（5）：35-39.

[6] 陈良民，OFDM第四代移动通信的主流技术[J].计算机技术与发展，2009，18（3）：184-187.

[7] 方锦清，李 永，刘 强.核科技相关领域的若干复杂网络研究进展与应用前景[J].原子能科学技术，2009，43（增刊）：18-31.

[8] 王相生，甘骏人.一种基于混沌的序列密码生成方法[J].计算机学报，2002，（4）：351-356.

[9] 赵 耿，方锦清.混沌通信分类及其保密通信的研究[J].自然杂志，2003，25（1）：25-31.

[10] 刘 强，方锦清，李 永.束流传输网络中多目标的分区耦合牵制控制[J].复杂系统与复杂性科学，2007，4（1）：13-19.

第8篇：数字通信的缺点范文

关键词：信道模拟器;高斯分布误码;混和同余法;中心极限定理

中图分类号：TN911.4 文献标识码：B

文章编号：1004373X(2008)0100403オ

Design and Implementation of Gaussian[CD*2]distribution Error Code Insertion

ZHANG Huping,YAO Yuancheng,FENG Li

(School of Information Engineering,Southwest University of Science & Technology,Mianyang,621010,China)

オ

Abstract：This paper presents a method for designing a high accuracy Gaussian[CD*2]distribution error code insertion suitable for digital channel simulator.The proposed solution is based on the combined use of the improved mixing congruent method and the central limit theorem.The resulting architecture provides a high accuracy Gaussian[CD*2]distribution error code insertion with low complexity architecture for a digital implementation in FPGA and ARM.The performance is studied by means of Matlab simulations and test data.

Keywords：channel simulator;Gaussian[CD*2]distribution error code;mixing congruent method;central limit theorem

オ

1 引 言

数字信道模拟器中，需要对输入的数字信号插入一定的误码和延时。而插入的误码一般有随机误码和突发误码，其中信号随机误码插入一般是具有高斯分布特性误码的插入，是模拟器设计中的难点。相对于传统的软件方法，硬件实现方法具有速度快的优点。在文献\[1\]中提出了实现随机误码插入的软硬相结合的方法，结合了软件产生伪随机数长和硬件速度快的优点，但需要占用大量的存储空间。针对信道模拟器的噪声发生器设计，在文献\[2\]中将Box[CD*2]Muller算法和中心极限定理应用在FPGA中产生加性高斯白噪声。

本文将改进型混和同余法和中心极限定理应用在数字信道模拟器的高斯误码插入设计中，采用FPGA＋ARM全数字硬件架构，具有精度高、硬件实现容易、节约硬件逻辑资源的优点，可广泛应用于高速无线和有线通信信道模拟器。

2 设计原理

数字模拟器的高斯分布误码插入的性能指标为：插入具有高斯白噪声下的误比特特性，误比特率为0，1.0×10-8 ～9.9×10-3 可调，每量级上步进均为0.1，且每个信道每个方向上可独立仿真随机误比特。

数字信道中接收信号的误码特性可以用误码分布和误码率来描述。因此，对数字信道器中误码的插入，实质上是要解决误码分布的产生及误码数量的控制问题。随机误码插入的过程如图1所示。

首先，根据误码分布特性，随机数发生器产生与随机误码分布特性相一致的随机数序列，同时借鉴真实数字信道中误码数量与判决电平选取相关，模拟器误码数量的控制通过设置与误比特率和误码分布相关的阈值TH来实现。接着，比较器将阈值TH和随机数发生器产生的随机数R相比较，若R≤THг蚴涑鑫舐氡昙1，否则输出0，这样就产生了0和1误码图案数据流。显然误码图案数据流中的误码标记1的分布与误码分布一致，且其个数与误码数量一致。最后，将具有误码分布特性和数量特性误码图案数据流与模拟器输入的无误码的数据作模二和运算，完成随机误码的插入。

由上面的论述可知随机误码的插入有4个关键点：

(1) 具有误码分布特性的随机数的产生；

(2) 由误码分布特性和误比特率求取阈值；

(3) 将产生的随机数和阈值作比较获取误码图案数据流；

(4) 将误码图案数据流叠加到输入的无误码数据，完成随机误码插入。

其中产生具有误码分布特性的随机数和计算阈值是随机误码插入中的难点，下面将对这两个步骤进行分析。

2.1 具有误码分布特性的随机数的产生

受高斯白噪声的影响的传输信号其误比特的分布也服从高斯分布，所以设计中产生的随机数应具有高斯分布特性。

高斯分布的随机数可由(0，1)区间均匀分布的随机数近似得到[3]，因此这里先讨论均匀分布随机数的产生。

2.1.1 均匀分布随机数的产生

均匀分布随机数是产生其他分布随机数的基础，如高斯分布、指数分布等，因此产生独立的、均匀的且具有大周期的均匀随机数至关重要。

常用的均匀随机数的产生方法主要有线性同余法、反馈位移寄存法和组合同余法。其中线性同余法实现简单、占用存储单元少，是目前应用最广泛的方法之一，他包括同余与线性同余法，混和同余法，乘同余法和素数乘同余法。但用线性同余法产生的随机数的周期与处理器的数据位数有关，不易得到大周期的随机数，而且每个随机数仅能出现1次而不能重复。

在文献\[4\]中提出的一种生产大周期随机数的新算法――改进的混和同余法，他克服了一般生产的随机数周期小，每个随机数仅能出现1次而不能重复的缺点。这种改进的混和同余法迭代公式为：

И

其中a,x0和M是正整数，i是迭代次数，ri是(0，1)区间均匀分布的随机数。

2.1.2 高斯分布随机数的产生

用均匀分布随机数产生高斯分布随机数常用的方法有：直接抽样、变化抽样、舍选抽样和近似抽样[2]。其中，近似抽样中基于中心极限定理的方法硬件实现简单且精度适中[3,5]。

由中心极限定理可知，独立同分布且具有相同的均值Е毯头讲瞀要2(σ2≠0)的随机变量,X1，

2.1.3 仿真结果

应用式(1)，取a＝75、初值x0=51，并考虑到系统要求的最小误比特率为1.0×10-81.0×10-25，因此取M＝226－1，通过Matlab仿真得到(0，M)区间分布的随机数xi，其样本均值为3.367 5×107，方差为3.757 5×1014。而其标准均值为M/2=3.355 4×107，方差为M2/12=3.753 0×1014。

采用32路(0，226－1)区间均匀分布的随机数合成一路(0，231－1)区间的高斯分布随机数。

图2给出了Matlab仿真产生的10 000个高斯分布随机数。图3,图4分别给出了Matlab 中hist函数和normplot函数绘制的图2中随机数的直方图和正态校验图。

用Matlab中的mean函数和var函数计算出图2中10 000个随机数的样本均值和方差分别为1.073 8×109,1.296 1×1016。

从图3所示直方图可以看出，这10 000个随机数的分布与高斯分布相一致。此外，从图4中的分布情况看，基本上所有的随机数都落在虚线上，满足高斯分布。所以可以得出结论：采用32路改进型混和同余法产生的均匀分布的随机数求和合成的随机数完全符合高斯分布随机数的统计特性。

2.2 阈值的求取

根据设置的误比特率Pe和误码分布的概率密度函数(如高斯分布),可以通过式(3)求出阈值TH。

该积分函数可以通过分位数的概念来求，需要查表。因此采用该方法虽然理论上比较严谨，但是实际中求取阈值TH是比较困难的，并且求出来的阈值不一定使错误概率等于Pe，Щ岽嬖谝欢ǖ奈蟛睢N闹兄苯硬捎谜态分布的分布函数来求解，正态分布的分布函数为：

其中Иerf(x)=2π∫x0e－t2dt，在Matlab中可识别这个函数，因此可以通过仿真求得一个特定值(误比特率)所对应的x即TH值。表1给出了均值为1.073 8×109,方差为1.296 1×1016高斯分布误码率Pe和阈值TH对应典型值。И

3 误码插入的实现

图5给出了数字信道模拟器的误码插入实现框图。其中，ARM作为模拟器主控器，提供PC机配置接口、液晶显示和键盘操作、存储器接口以及ARM与FPGA间协议转换；FPGA作为信号实时处理器，实现信号的输入/输出以及随机误码的实时插入。

设计中，主控器ARM采用了ARM公司的32位ARM7TDMI处理器，FPGA采用了Xilinx公司的Spartan III系列150万门的XC3S1500 FPGA。ARM7TDMI具有高的指令吞吐量、出色的实时中断响应等优异的性能，但功耗缺很低，使用门的数量也很少。XC3S1500封装为FG456，兼容同系统的40、100万门FPGA，支持MicroBlaze32位微处理器IP和Chipscope片内逻辑分析仪，具有资源丰富、功耗低调试方便的优点。

这种方案的优点是：采用ARM作为主控器可以利用其丰富的硬件资源实现多种人机交互接口；采用FPGA作为实时信号处理器可以利用其强大的实时信号处理能力完成高速的数据流的误码实时插入，且FPGA具有无限次可编程的优点使得系统的扩展和升级变得非常容易。此外利用配置PC机通过ARM将阈值存储到存储器中，使得更新阈值库变得非常方便；同时利用FPGA产生随机数，不需要额外的存储空间或器件充分利用FPGA，节约了成本，降低了设计难度。

4 测 试

所研制的数字信道模拟器具多种信号协议接口，利用电子工业部第41研究所制造的AV5223B误码测试仪，搭建测试环境测试了数字信道模拟器的E1接口下信号的误比特率。

AV5223B误码测试仪具有E1接口，可以测试2 M、8 M和34 M数据流的误码。 所以，只需直接将数字信道模拟器E1接口和AV5223B误码仪直接连接便可测试。

测试时，通过数字信号模拟器的人机交互接口设置了不同随机误比特率值进行了测试，测试结果见表2。

5 结 语

本文提出了一种高斯误码插入方法，通过实际测试数据表明该方法能较好地模拟各种数字通信信道，用以检测数字设备的抗干扰能力。与已有的误码插入方法相比，本文方法具有以下优点：首先，通过采用改进型混和同余法和中心极限定理来产生高斯分布随机数，从而保证了误码具有足够的随机性，Matlab仿真实验表明该方法产生的高斯分布随机数完全符合高斯分布随机数的统计特性；其次，本文采用FPGA实现了多种误码图案,使得数字信道模拟器可根据需要模拟不同误码特性的数字信道；最后，通过ARM主控器提供了友好的人机交互窗口，使得误码率和传输速率可调，从而增加了系统的灵活性。

参 考 文 献

［1］成晓雄，余松煜.数字通信系统中实时误码发生器的一种设计方法[J].通信技术，1997(3)：58-63.

［2］Boutillon E,Danger J L,Gazel A.Design of High Speed AWGN Communication Channel Emulator[J].Analog Integrated Circuits and Signal Processing,2003,34(2):133-142.

［3］张传林，林立东.伪[CD*2]随机数发生器及其应用[J].数值计算与计算机应用，2002，9(3)：188-196.

［4］郭凤鸣.一种生成大周期伪随机数的新算法――改进型的混和同余法[J].中国地质大学学报，1992，17(6)：733-738.

［5］Lee D,Luk W,Villasenor J D,et al.A Hardware Gaussian Noise Generator Using the Wallace Method[J].IEEE Transactions on Very Large Integration(VLSI) Systems,2005,13( 8): 911-920.

作者简介 张 女，1980年出生，四川成都人，硕士在读。主要从事数字通信和信号处理的研究。

姚远程 男，1962年出生，四川阆中人，教授。主要从事通信系统设计与信号处理的研究。

冯 立 男，1981年出生，四川内江人，硕士在读。主要从事信息处理和数字通信的研究。

第9篇：数字通信的缺点范文

关键词：CAN总线技术；实时性；电网调度；静态调度

中图分类号：TP315 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2009）01-0071-02

随着经济的发展，现代电网结构日趋复杂，电网容量不断扩大，对电网运行的可靠性要求也越来越高。而电力系统对变电站又提出了减员增效的要求，这两者之间的矛盾可以通过CAN总线技术来解决。

一、现场总线及其特点

现场总线是一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备与控制装置之间实现双向、串行、多节点数字通信的技术。它的产生是自动化仪表发展的必然趋势，同时也是企业综合自动化发展的需要[1]。

和以往的控制系统相比，现场总线具有以下特点：

全数字通信、多分支结构、现场设备状态可控、互操作性和互换性、控制分散等等特点简化了系统结构，提高了系统的可靠性、自治性和灵活性。

CAN（Controller Area Network）是控制器局域网的简称，它属于现场总线的范畴，是德国Bosch公司在1986年为解决现代汽车中众多测量控制部件之间的数据交换问题而开发的一种串行数据通信总线，支持分布式控制或实时控制。已经被列入ISO国际标准，称为ISO11898。今天，CAN已成为工业数据通信的主流技术之一。

经过十余年的发展，出现了CAN，FF，P rofibus，Lonworks等多种现场总线产品，其中CAN总线因为具有执行成本低，高可靠性和实时性等特点，广泛应用于工控自动化，过程控制等领域，成为主流现场总线之一。

二、CAN总线及其特点

CAN总线协议建立在国际标准化组织的开放系统互连参考模型基础上，但是，其模型结构只有两层，即只取OSI底层的物理层和数据链路层。CAN总线协议的数据链路层主要分为逻辑链路控制子层（LLC）和媒体访问控制子层（MAC） [2]。

和其他现场总线相比，CAN总线具有以下特点：

CAN总线通信机制――仲裁场、节点不分主从通信方式灵活、CSMA/CA、多种方式传送接收数据、传输距离远通信速率高、采用短帧结构、通信介质选择灵活。

三、CAN总线的实时性

尽管CAN具有诸多优点，但也存在许多不足。基本的CAN总线协议中采用的是固定优先级机制，它比较适合于确定性硬实时系统中的消息调度，但灵活性较差，即只适用于系统时间特性固定不变的系统，如果网络中某个节点传输消息的时间特性发生变化，则会造成整个静态调度的重新构建；同时，如果网络中初始优先级较高的任务较多，就会导致优先级较低的任务总也得不到机会发送，直至被丢弃，这就降低了系统的执行性能，甚至可能造成严重错误；CAN总线通信协议采用事件触发机制，而在工业控制中同时存在时间触发和事件触发信息，且以时间触发为主，这就需要我们对CAN总线设计合理有效的调度策略，消除或减小信号抖动，降低网络时延，提高系统的实时性[3]。

在CAN总线应用于实际系统的过程中，实时性是一个非常关键的问题。实时是指信号的输入、运算和输出都要在极短的时间内完成，并根据生产过程工况的变化及时地进行处理。而实时系统指在事件或数据产生的同时，能够在规定的时间内给予响应，以足够快的速度处理，及时地将处理结果送往目的地的一种处理系统。研究CAN协议的实时性问题，采取合理的措施克服CAN协议中固定优先级机制的缺陷，提高CAN总线通信系统的实时性具有重要的应用价值。设计一种有效的优化调度方式与算法实现，提高CAN总线在工控领域的通信实时性[4]。

首先以CAN总线通信机制为基础对系统进行数学建模，采用有效的调度方案与算法实现通信信息的实时调度，以便消除或减小信号抖动，降低网络时延，通过仿真实验验证其有效性；设计CAN总线硬件平台，编写相关算法，进行试验测试、分析与改进。以CAN总线通信机制为基础，应用实时调度理论和优化算法，提出一种基于CAN总线的有效的工控优化调度方案与算法，消除或减少信号抖动，降低网络时延，提高控制系统的实时性。根据CAN总线对应用层开放的特点，应用SCM芯片设计硬件平台，编写和验证所提优化调度方案与算法的有效性。进一步将TTCAN（Time-triggered CAN）和容错控制算法引入到研究中。

基于CAN总线的实时调度算法有多种分类方式，整体上可以分为两类：静态调度算法和动态调度算法，其中动态调度算法又包括混合调度算法。

静态优先级是指系统中需要调度的各任务的优先级是事先固定的，在运行过程中不再发生变化，因此，静态优先级调度算法也可以称为固定优先级调度算法[5]。

静态优先级调度算法的缺点是不灵活，缺少对系统运行过程中突发事件的实时处理能力，需要事先考虑系统中各种可能出现的情况；并且可能出现低优先级信息等待时间过长、总也得不到发送机会的情况，这对实际系统的运行是非常不利的。因此，我们需要考虑采用更加灵活的调度算法：动态优先级调度算法。

动态优先级是指系统中需要调度的各任务的优先级，是随时间推移而动态变化的，在动态优先级调度算法中，任务的调度优先级随着系统中任务运行而变化，任务优先级不仅仅与任务自身有关系，而且与系统中的其他任务有关。这使得系统应用的灵活性大大提高。

将动态调度算法与静态调度算法相结合，同时将神经网络、启发式算法等思想融入其中，称为混合调度算法。

综上所述，对于一个CAN总线的应用系统，通常都混合有实时和非实时的信息，所以需要根据实际系统的要求，仔细分析上述各种调度算法的优缺点，选定一种合理的调度算法满足信息传输的实时性与可预测性要求。

参考文献

[1]阳宪惠．工业数据通信与控制网络[M]．清华大学出版社，2003．

[2]冯冬芹，等．以太网与现场总线[J]．自动化仪表．2003，24（6）．

[3]Jean Pierre Thomesse， Intelligent Components， The Fieldbus， Proceedings of the International Symposium on The and Instruments for Control Application， 1997．

[4]David A．Glanzer， Interoperable Fieldbus Devices: A Technical Overview， ISA Transaction 1996，34(2)．