通信系统范文第1篇
【关键词】扩频通信；煤矿通信；系统应用
扩频通讯是一种现代化信息通讯手段，广泛应用于现代通信之中。煤炭生产环境具有特殊性，对通信的依赖性更强。传统煤炭通信不能满足煤炭生产的需要，势必要引入一种新的信息通讯技术。扩频通讯技术由此进入人们视野。
一、现阶段我国煤炭通信的现状
在传统煤炭生产过程中，漏泄无线通信、感应通信和动力线载波通信是主要的通信形式，但由于上述通讯方式存在多方面问题，一直不能在煤炭生产中得到有效的推广，落后的通信方式成为阻碍现代煤炭事业发展的主要因素。煤炭生产人员也迫切的希望能都得到一种新的通信媒介，实现井下与地面之间的快速信息传播。近年来，国内外技术人员都在探讨如何制造一种传输速率块、成本低廉、无需重新布线的信息通讯系统。
二、扩频通信系统构成与原理
1、基本理论基础
香农公式成为扩频通信系统的理论基础，在香农公式C=W*log2（1+S/N）中，C代表信息传输速率，W代表频带宽度，S/N代表信噪比。由公式可以得知，提升C的方式主要有两种，一是增加W数值，二是增加S/N数值。在公式计算过程中，为了保持C的稳定性，W数值与S/N数值是可以互换的，这就保证当信号功率接近或低于噪音频率时，扩频通信可以通过宽带传输带换取信噪比，这也是扩频通信的基本理论基础。
2、SC1128 扩频通信芯片
直接序列扩频技术开发设计的SC1128扩频通信芯片，具有63位伪随机码，采用0.5μmCMOS技术，灵敏度为70参数μV。
在芯片设计之初，考虑到电力网阻抗具有不稳定性和信号衰减大等特点，将芯片设计成一个灵活透明并支持重新设计的电子系统。SC1128芯片采用拥有较强扩频技术入动态范围（120dB），具有抗干扰力强、接收灵敏度高（高达70μV）、抗干扰力强等优点。在运行过程中，扩频带宽为59～535kHz，数据传输最大波特率可达5.75kbps，并可以支持不同型号的软件设定。内置看门狗电路和电源监测电路等系统保护、检测系统；同时具有时钟电路，为相关时间运算、管理功能软件提供时钟支持；掉电保护可以在掉电时进行数据保护。输出正弦波和方波两种波形且具有功率放大作用。
3、直接系列扩频扩频通信模型
以伪随机码序列作为扩频函数直接序列扩展频谱通信为例，研究扩展频谱的系统模型。下图为系统的基本组成框图，将系统的发端简化为扩频和调制、收端简化为解调和解扩，由信源输出信号a（t）表示数字信息流，伪随机码产生器生产高速伪随机码c（t），将a（t）与c（t）进行相乘或模二加计算，产生一扩频序列。这一码系列由于码元很窄，占用了很多的频带，最终达到扩频的目的。之后可以利用扩频序列调制载波，可以得到已扩频调制射频信号s（t）。在接收端，接收到的扩频信号经混顿和高频放大之后，利用与发端相同且具有同步伪随机码的中频扩频信号进行运算（相乘）。这时，由于收发伪随机码相关系数为1，因此可以完全恢复出所传输的信息a（t），完成最终的数据（信息）传输.对于干扰声波与噪声，由于与接收机伪随机码不相关，在相关解调时大大降低了进入信号通频带内的干扰。
三、扩频通信系统在煤矿通信系统中的应用及未来发展
1、扩频通信在煤矿通信中的优势
（1）抗干扰能力强
扩频通信有很强的抗噪声干扰、单频干扰和其它干扰的能力，事实证明，当频谱展宽得系数越大，其抗干扰的能力越强，在煤炭通信系统应用过程中要重点研究这一点。
（2）其它通信设备的融合系数高
扩频通信功率密度低，且不干扰其它通信设备，受其它信号的干扰也较小，能实现不同通信设备之间共用信道，提升整个煤炭通信系统运行能力；也可以借助于已有的信道实现信道的复用，降低建设投资。
2、井下数据通信
井下作业数据主要来源于煤炭生产监控系统与信息传感器。在传统煤炭生产过程中，监测监控系统的数据传输速率不高于2400bps。因此，煤炭通信系统可以将多个监测监控系统汇接在一起，共用一个信道（64kbps）传输数据，不但节省了信息传输时间也节省了生产资金。但是，隨着煤炭业应用新技术和技术发展的需要，监测监控系统数据速将会大幅度上涨，这一现象已存在于煤炭生产中，例如巷道和采场矿压参数实时监测系统要同时对数百个传感器进行数据收集整理，数据量及其庞大。受通信条件的制约，目前该系统不能发挥应有的作用。现阶段扩频通信一般采用数字通信与码分多址技术，符合现阶段煤炭生产数据和图像传输的需要。
3、煤矿通信的无线通信网
扩频通信技术更适合中小规模煤矿的生产通信。首先扩频码分多址技术理论已在实践中得到了检验并得到广泛推广。扩频技术通信还能与其它网络通信融合，符合小规模企业降低生产成本的需要。另外矿区的地理环境一般比较复杂、干扰源较多，建立有线通信投资大，而且维护困难。扩频通信的优点便是能在地形复杂的矿区建立无线网络系统。同时，扩频码分多址技术组成的通信网络组网灵活，没有入网的用户只要申请得到允许可随时入网，省去有线传输中重新布线的麻烦。
4、泄漏扩频通信
我国煤矿目前使用的漏泄通信的代表性产品是煤炭科学研究总院研制的KT6型漏泄通信系统，本文的通信系统将用扩频通信机取代该系统中的基地台、手持台与车载台的功能，新的系统将达到：①无中心控制，所有分机可以随时入网，实现码分多址；②通信距离可以加长；③研制泄漏电缆与感应信道的结合设备，完成两个信道信号的接口的优点。该系统将更加适合现阶段煤炭生产通信的需要。
结束语
扩频通信以其较强的抗干扰、抗衰落、抗多径性能而成为第三代通信的核心技术。在煤炭生产作业过程中，必须要拓广扩频通信在生产通信中的应用范围，强化扩频通信的使用频次，推动煤炭通信逐步走向科学化、现代化，保证安全生产、效率生产，提升企业效益，保证工作人员生命财产安全。
参考文献
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通信系统范文第2篇
【摘要】 在建设电力系统广域保护通信系统时，还要对系统的可靠性进行分析，从而为电力系统的安全运行提供保障。而就目前来看，在分层区域式保护通信系统中，主要采取的是SDH光网络结构。基于这种认识，本文对SDH光网络结构展开了分析，并对SDH光网络下分层区域式保护通信系统的可靠性分析问题进行了探讨。通过分析可以发现，采用SDH自愈环网结构，能够使光纤故障对系统可靠性的影响得到减小。
【关键词】 SDH光网络 分层区域式 保护通信系统 可靠性
引言
在电力系统中，需要利用广域保护系统进行设备运行状态的实时监控和保护。在这一过程中，系统需要利用专用通信网络进行各监测点动态实时信息的获取和传输，以便对系统故障进行综合判断。结合判断结果，系统则可以采取相应控制措施进行故障消除或损害控制，进而使电力系统保持稳定运行。加强对保护通信系统的可靠性分析，则能使系统运行的可靠性得到提高，从而为电力系统的安全运行提供更多保障。
一、SDH光网络的结构分析
在电力通信网络系统中，通信主干网和广域保护的区域网络采用的是SDH光网络。而SDH为在光纤上实现信号传输的网络，拥有统一网络接口标准，并多采用自愈环网结构进行组网。如下图1所示，为以自SDH愈环网为基础结构的广域保护系统。在该系统中，主要利用合并器进行各变电站内信息的传输，在保护子站接收到信息后，则可以采取相应保护措施，并利用SDH设备将信息传送至SDH网络。通过SDH网络，各子站和保护中心都能获得需要的信息[1]。结合获得的广域信息，保护中心则能制定相应的保护控制决策，从而控制子站执行相应保护命令。
二、SDH光网络下分层区域式保护通信系统的可靠性分析
2.1分层区域式保护通信网络系统结构分析
现阶段，广域保护系统有分布式、分层区域式和集中式三种形式。采取分层区域式结构，能够实现全局最优决策，并摆脱系统对保护中心的过度依赖。而该种系统需要借助专用通信网络实现保护功能，网络则由主干网和区域网构成。其中，主干网可以用于进行系统保护中心与区域保护中心的连接，区域网则用于进行变电站与区域保护中心的连接[2]。在广域保护区域网络中，目前可以采用的SDH光网络主要有两种结构，即SDH自愈环网结构和SDH星型网结构。具体选用哪种网络结构，还要根据连接的厂站类型及数量确定。
2.2分层区域式保护通信网络系统的可靠性分析
广域保护系统能否保持可靠运行，主要取决于专用通信网络是否具有较强的可靠性。而使用SDH光网络进行通信网络构建，可以利用光通信原理和状态空间法完成网络可靠性模型的构建，并对网络的可靠性展开分析。
2.2.1自愈环网结构的可靠性分析
采取自愈环网结构实现广域保护，可以采用两种组网方式，即通道保护环和复用段保护环。相比较而言，通道保护环组网方式采用的协议更加简单。而在该种组网方式中，二纤单向通道保护环的传输延时较小，所以得到了广泛应用。该种网络是由两路光纤和两路独立环网构成，网络业务和数据信号能够实现双发选收，并借助光发送设备得到发送[3]。通过倒换开关，光接收设备则能完成其中质量相对要好的一路信号的接收。如果光纤某段发生故障，通过倒换开关切换信号，则能接入备用光纤进行数据传输，所以能够使信号的连续性得到保障。IU为系统通信接口，由保护倒换模块和复用模块构成，如果一个IU出现故障，就会对信号传输产生影响。倒换开关多为并联冗余结构，可认为完全可靠，所以单个接口可用度可以利用下式（1）表示，式中λIU为接口故障率，μIU为修复率。
在对主干网进行可靠性评估时，可以利用如下图2所示的模型。该模型为利用状态空间法和网络法构建的模型，由独立故障和共同故障模型组成，能够反映一个区段光纤状态。图中，μL为一根光纤的修复率，对应的λL则为该光纤故障率。λ1则为光纤及备用光纤的共模故障率。
具體对广域保护通信网的可靠性进行飞行时，可以IEEE14母线系统为例。在电力系统中，通常使用复合地线光缆或自承式光缆进行网络构建，需要将通信线路与输电线路并行铺设[7]。所以一旦有电力线路存在，就有通信线路存在。在进行分层区域式广域保护通信网建设时，可以将系统划分为三个分层区域，即区域1、区域2和区域3，对应的保护中心分别为站2、站4和站5，利用光纤环网连接，从而完成系统通信主干网的建设，而各区域网络采用星型网结构。如下表1所示，为系统基本参数。
結合以往经验可知，在进行SDH自愈环网修复时，通常需要花费48h的时间进行光纤修复，设备接口故障修复则需要24h。通过采取上述可靠性分析方法，可以得到如下表2。
相较于设备接口，光纤故障率尽管较高，但是在自愈环网中使用却能使故障对网络可靠性的影响得到减小。所以想要使SDH环网保持较高可靠性，还要使设备接口的可靠性得到提高[8]。此外，相较于星型网，自愈环网使用的光纤数量更多，但是可靠性却要高一些。
三、结论
通过分析可以发现，在决策和组网方面，分层区域式广域保护系统拥有一定的优势。而在系统通信网络建设上，SDH光网络结构则得到了广泛使用。对系统可靠进行分析，则能得到各区段的故障概率和可用度等参数，从而更好的进行系统的设计论证和可靠性评价。参 考 文 献
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[2]崇志强，戴志辉，焦彦军.…典型广域保护通信网络的信息传输可靠性评估[J].…电力系统及其自动化学报，2014，04：20-24.…
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[8]杨卉卉，张华年，袁海涛等.…基于PTN网络的配电网区域保护控制系统研究及应用[J].…供用电，2016，03：46-49+45.…
通信系统范文第3篇
在党的正确领导和中国全体技术人员的努力下, 我国在交通方面取得了莫大的进步。不仅体现在我国不再依靠外国的交通建设技术, 能够自给自足, 更体现在我国如今铁路运输技术在世界上名列前茅。无论是铁路还是公路, 都是我国交通运输系统里不可或缺的一部分。更加便捷的交通服务, 更加先进的交通系统, 给全国人民带来了出行的极大便利与舒适。在电子信息时代的背景下, 网络覆盖了我们生活的方方面面, 人们在交通方面也对技术提出了更严厉的要求。长时间的旅途无疑是非常单调的, 因此列车需要对旅客们提供音像图片等各类娱乐信息来满足旅客的需求, 让他们享受更加优质的服务。因此我们需要更加高的科技来建设一个高水平完善的铁路通信系统, 这是人们当前在铁路建设面对的一个大问题之一。只有更加完善的建设, 列车才能在旅途中, 为旅客们提供更安全, 优质的服务, 满足旅客的需求。
二、铁路通信系统存在的问题
在我国铁路事业发展蓬勃的近几年, 我们还是需要承认, 在建设铁路通信系统的路上, 还有很多不足需要去完善。铁路通信系统并不等同于普通的通信系统, 二者之间有关联, 但更有区别, 尤其体现在结构上。由于铁路和普通公路不同, 其通信系统对周围环境的变化和使用机器的需求十分严格, 这种特殊的性质使它与一般的公共交通的系统建设不能混为一谈。
当前的铁路建设, 人们主要面临着三种困境:
首先是多普勒的频率移动。这是一种由接收机的使用过程中产生的现象。在列车的运行中, 车体不断移动, 列车和总站的距离越来越远, 导致这种频率的运动十分剧烈。在这种情况下, 通信质量会逐渐降低, 甚至有可能在列车运行途中发生明显的一次质量下降。通信质量在列车运行中是非常重要的一个因素, 也是我们迫在眉睫需要解决的一个问题。其次就是通信系统的范围。列车上的宽带, 就是通过减小列车的通信规模, 减小100m左右, 就能够供旅客们使用列车的无线网络信号。但是在列车的整个运行途中, 由于区域的不断幻化, 尺寸也在发生改变, 这样的情况就导致了列车上信号下降的问题发生。因此, 在铁路通信系统的建设过程中需要花更多的精力在完善系统的功率, 以达到更高的水平。最后就是关于隧道内的通信问题。隧道是许多铁路都会经过的路段, 隧道密闭的空间会大大削弱列车的信号, 因为隧道内部的信号覆盖规模以及通信方式和其他正常路段的信号的发源地不相同, 因此隧道内部无法覆盖正常的通信信号, 也就是说兼容性还没有做到。这就是隧道内列车信号弱甚至消失的原因。在当前的铁路建设过程中, 加强隧道信号, 完善通信设施, 保障这个旅程的顺利运行, 是铁路相关行业面临的重大问题。
三、铁路通信系统技术分析
改革开放至今, 我国的经济发展正在不断的提速, 科技发展水平也在日益提高。铁路方面的科技技术的普及率越来越高, 对于铁路通信系统技术分析也越来越全面, 现在的通信技术与人们的日常生活工作等等都越来越密切越来越分不开了。目前的情况来说, 通信系统对于铁路发展的信息化以及数字化是非常重要的, 可以说是现代铁路发展的关键技术所在, 因为如果没有通信系统的建立, 就不可以很好的将铁路的资料信息进行交流。为满足全社会对铁路通信系统的需求, 解决我国铁路建设面对的诸多问题, 完善我国铁路通信技术, 本章将建立于当前我国对铁路建设的要求具体分析在铁路建设过程中的技术方面问题, 使铁路通信系统达到更高的水平和质量。
(一) 通信传输及线路
主干层和接入层, 这是组成我国铁路通信系统缺一不可的两个重要部分。
在主要的传动系统中, 有一条为多重骨干层服务的传输链, 称为MSTP1+1。它是通过用更加先进的两芯光纤电缆, 在两个不同的铁路线路的物理作用下与10G骨干网进行同步数据传输, 构成在同环内的区域网, 值得注意的是, 二者都成为了四芯光纤。整个接入层的传输系统由多个设备构成, 包括站接入设备以及站汇率等等。通常情况下, 使用MSTP STM16 ADM站或者4 ADM和16 ADM来作为基础的信号设施, 通过汇聚设备来进行接入节点和站间接接入层的供电和牵引服务。并且, 为了更好地维护接入层的运行, 在铁路两侧建设了许多光纤回路。
(二) 综合业务接入系统
对铁路系统的要求其实多种多样, 在满足乘客通信方面的需要的同时, 还需要满足乘客在乘坐方面的要求, 这就意味着铁路通信系统需要结合客运中的各种专业传输接口, 甚至是业务管理系统。铁路线上的信息传递都是通过铁路线之间的传输点来进行的, 每一条铁路线都会建设非常多的传输点, 以便在铁路车站和总中心之间传递信息。为了满足旅客在业务上的各种需求, 还可以在这些传输点上设立许多网络单元和OLT设备。
(三) 综合无线通信GSM-R系统
在整个铁路通信系统中还存在着一种专门为铁路服务的数字无线网络, GSM-R。这一种无线系统不仅能够进行无线通信还能够进行群组通信, 提供分批分流的服务功能, 它由许多部门来构成, 其中包括交换子系统 (SSS) 、基站子系统 (BSS) 以及移动终端等等的6个子系统。并且可以为列车提供急救信息和调度方面的信息, GSM-R这种无线通信系统, 在整个铁路系统的平台上, 已经成为大势所趋, 在地面调度中心和列车之前及时准确地进行信息交流和传递, 网络信号的覆盖规模也达到了预期要求。
(四) 专用调度通信系统
这是一种专门用来进行私人通信和与调度中心了解的特殊信息系统, 有效地控制铁路的运行调度, 以保证顺利运行和安全维护。这个专用调度通信系统在控制车辆是具有极好的性能, 安全又可靠。能够安全保障以声音图片为主的各种信息的传输。
四、结束语
正如上文所说, 改革开放以来, 我国就已经开始重视铁路建设事业, 经过了数十年的努力, 我国的交通建设行业终于开始绽放光芒。尤其是铁路行业更是突飞猛进, 为人们的出行做出了巨大贡献。然而, 随着铁路行业的建设, 人们对其的要求也逐渐增加, 越来越严格。如今, 我国的铁路建设技术在国际上获得了认可和推崇, 逐步走向完善。但在整个铁路通信的建设过程中不可否认地还存在着许多不可避免的问题。我们不得不开始思考如何来建设和完善这个铁路通信系统。经过本文的研究希望可以适当缓解这个问题, 本文的研究是基于当前我国铁路通信系统的现状和旅客们对铁路建设业的需求, 综合分析当前我国铁路建设存在的问题不足, 并提出有针对性的建议对策, 努力建设高科技高质量的铁路通信系统, 因此本论文对于这一课题还是比较有借鉴意义的。
摘要：改革开放以来, 我国就已经开始重视铁路建设事业, 经过了数十年的努力, 我国的交通建设行业终于开始绽放光芒。尤其是铁路行业更是突飞猛进, 为人们的出行做出了巨大贡献。然而, 随着铁路行业的建设, 人们对其的要求也逐渐增加, 越来越严格。如今, 我国的铁路建设技术在国际上获得了认可和推崇, 逐步走向完善。但在整个铁路通信的建设过程中不可否认地还存在着许多不可避免的问题。我们不得不开始思考如何来建设和完善这个铁路通信系统。本文将基于当前我国铁路通信系统的现状和旅客们对铁路建设业的需求, 综合分析当前我国铁路建设存在的问题不足, 并提出有针对性的建议对策, 努力建设高科技高质量的铁路通信系统。
关键词：铁路通信系统,技术
参考文献
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通信系统范文第4篇
俄罗斯公布“摩尔曼斯克”—BN远程干扰机
该系统为俄罗斯国家战略电子战系统的一部分，可以干扰超过3000千米距离内的无线通信。该系统被视为针对美国及北约网络中心战战略的一种非对称反制措施。它将用来破坏信息环境，阻止对手接收和发送指挥信息及全球定位信息。
该系统的样机已经成功通过了国家验收，近期将开始批量生产。该系统的服役时间还未公布。该系统专门用来干扰高频通信系统，包括“高频全球通信系统”，后者缩写为HFGCS，为一套全球联网的收发系统，为美国及其盟友军用飞机和舰船以及地面设施提供指挥、控制和通信服务。 （励）
通信系统范文第5篇
摘要：文章介绍了数字通信系统的技术特点，并与传统的模拟信号对比阐述了数字信号的优势，然后对数字通信系统的应用方法进行浅析。
关键词：数字通信系统 技术特点 应用方法
所谓通信系统,就是用电信号(或光信号)传递和交换信息过程的系统,也叫电信系统。可分成两类:数字通信与模拟通信,数字通信与模拟通信相比,他更能适应人类对通信的更高要求:(1)数字信号便于处理、存储,如VCD、DVD光盘等；(2)数字通信的抗干扰能力大大增强,因数字信号取值用二进制数码表示,有干扰时容易检测；(3)数字信号便于传输与交换,因数字信号易变为光脉冲信号,易于传输；(4)数字信号容易加密而且有良好的保密性；(5)可靠性高,传输与交换产生的差错便于控制；(6)灵活性与通用性良好,因数字通信中各类消息可变成统一二进制数码,便于计算机处理,可以形成综合业务数字网(ISDN)。
一、数字通信系统
数字通信是指用数字信号作为载体来传输信息，或者用数字信号对载波进行数字调制后在传输的通信方式。它的主要技术设备包括发射器、接收器以及传输介质。数字通信系统的通信模式主要包括数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统以及模拟信号数字化传输通信系统三种。
数字信号与传统的模拟信号不同，它是一种无论在时间上还是幅度上都属于离散的负载数据信息的信号。与传统的模拟通信相比其具以下优势：首先是数字信号有极强的抗干扰能力，由于在信号传输的过程中不可避免的会受到系统外部以及系统内部的噪声干扰，而且噪声会跟随信号的传输而进行放大，这无疑会干扰到通信质量。但是数字通信系统传输的是离散性的数字信号，虽然在整个过程中也会受到的噪声干扰，但只要噪声绝对值在一定的范围内就可以消除噪声干扰。其次是在进行远距离的信号传输时，通信质量依然能够得到有效保证。因为在数字通信系统当中利用再生中继方式，能够消除长距离传输噪音对数字信号的影响，而且再生的数字信号和原来的数字信号一样，可以继续进行传输，这样一来数字通信的质量就不是因为距离的增加而产生强烈的影响，所以它也比传统的模拟信号更适合进行高质量的远距离通信。此外数字信号要比模拟信号具有更强的保密性，而且与现代技术相结合的形式非常简便，目前的终端接口都采用数字信号，同时数字通信系统还能够适应各种类型的业务要求，例如电话、电报、图像以及数据传输等等，它的普及应用也方便实现统一的综合业务数字网，便于采用大规模集成电路，便于实现信息传输的保密处理，便于实现计算机通信网的管理等优点。
要进行数字通信就必须进行模数变换，也就是把由信号发射器发出的模拟信号转换为数字信号。基本的方法包括：首先把连续形的模拟信号用相等的时间间隔抽取出模拟信号的样值。然后将这些抽取出来的模拟信号样值转变成最接近的数字值。因为这些抽取出的样值虽然在时间进行了离散化处理，但是在幅度上仍然保持着连续性，而量化过程就是将这些样值在幅度上也进行离散化处理。最后是把量化过后的模拟信号样值转化为一组二进制数字代码，并最终实现模拟信号数字化地转变，然后将数字信号送入通信网进行传输。而在接收端则是一个还原过程，也就是把收到的数字信号变为模拟信号，通过数据模变换再现声音以及图像。如果信号发射器发出的信号本来就是数字信号，则不用在进行数据模变换的过程，可以直接进入数字网进行传输。
二、数字通信系统的应用
数字通信系统的关键性技术包括编码、调制、解调、解码以及过滤等。其中数字信号的调制以及解调是整个系统的核心也是最基本、最重要的技术。
数字调制是通过对信号源的编码进行调制，将其转换成为能够进行信道传输的频带信号，即把基带信号（调制信号）转变为一个高频率的带通信号（已调信号），而且由于在传输过程中为了避免信息失真、传输损耗以及确保带内特性等因素，在进行信号进行长途传输以及大规模通信活动时必须对数字信号进行载波调制。现阶段的数字信号调制主要分为调幅、调相以及调频三种。调幅是根据信号的不同，通过调节正弦波的幅度进行信号调制，目前最常见的数字信号是幅度取值为0和1为代表的波形，即二进制信号；调相是由于载波的相位受到数字基带信号（调制信号）的控制，通常情况下载波相位和基带信号是保持一致的，例如二进制基带信号为0时，载波相位相应也为0；调频是利用数字信号进行载波频率的调制。解调就是讲载波信号提取出来并经过还原得到信息的过程，它是调制的逆过程也被称为反调制。目前解调的类型分为相干解调和非相干解调两大类。数字通信的质量通常用信息传输速率、符号传输速率以及消息传输速率这三个指标来衡量。对于数字通信系统的性能指标通常用信息传输速率、符号传输速率以及消息传输速率这三个指标来衡量。
通信系统向数字化时代的转变就是要从有线通信想无线通信，从公用移动网络到专用网络，从而实现全球化的数字通信理念。而且通过现有的综合业务数字网络为基础，通过一个多用途的用户网络接口就可以轻松实现信号发出端到接收端全程数字传输与交换的新型通信网。利用这种新型技术可以扩充通信业务的范围，而且还具有更加经济以及灵活的特点，能够与现有的计算机互联网、多媒体信息网、公共电话网以及分组交换数字网等进行任意转换。随着数字通信设备的发展和不断完善，利用微处理技术对数字通信系统的信号进行转变，还能够使设备更加灵活的应用到各种长途以及市话当中。由于长途通信线路的投资远大于终端设备，为了提高长距离传输的经济性，未来高度、大容量的数字通信系统也将成为主流趋势，而且随着数字集成电路技术的发展，数字通信系统的设备制造也越来越容易，成本更低、可靠性也更高。
三、结语
数字通信系统是一种全新的利用数字信号进行消息传输的通信模式，伴随着社会的不断发展，数字通信的应用也已经越来越广泛，在我们日常生活中的电脑、手机上网、视频电话、网络会议以及数字电视等都是通过数字通信系统来进行信号传输的，而且由于社会的发展人们对各种通信业务的需求量也在逐渐增加，在光纤传输媒介还没有完全普及以前，数字通信系统主要是利用电缆、微波等有限的媒介进行传输，但目前光纤技术的发展无疑将会推动数字通信的发展。随着数字通信系统也正在向智能化化、高速度以及大容量的方向迅速发展，相信在未来数字通信系统将会取代传统的模拟通信系统而成为主导。
通信系统范文第6篇
【摘要】 頻谱资源紧缺已成为限制无线通信技术发展的瓶颈，轨道角动量作为一种新型复用维度，由于其能够实现在同一频率同时传输多路信号，可以有效的提高系统的容量。本文通过对轨道角动量通信系统的误码率进行分析，并在此基础上引入信道编译码，建立了基于轨道角动量的通信系统编译码模型。实验结果表明，高斯噪声环境下，不同调制方式下轨道角动量通信系统误码率与标准通信信道结果相近，相比较2FSK、2PSK而言， 轨道角动量通信系统中QAM调制具有更稳定、更优秀的性能。同时，模型中信道编译码的引入为今后轨道角动量通信系统在提高通信系统容量、解决系统模式串扰等方面建立了研究基础。
【关键词】 轨道角动量 RS码 模式串扰 模型 误码率
随着通信技术的不断发展与更新，频谱资源需求也随之上升，如何能够更有效的利用频谱资源已经成为了人们研究的热点。轨道角动量作（orbital angular momentum ，OAM）为一种与相位、幅度、极化完全不同的新型维度被引入到无线通信中。关于OAM的编码[1]问题，主要有两个方向，一种是对OAM本身进行编码，将不同的模态对应成不同的码字进行传输；另外一种就是将OAM涡旋波作为载体进行信息传输。理论上OAM涡旋波在同一频率的各模态之间是正交的，互不干扰。但是，实际无线通信系统信号在传输过程中，由于涡旋电磁波产生方法存在的一些缺陷，会引起信号的失真、模式串扰等问题[2]，信道编译码技术此时就显得尤为重要。里所（Reed-Solomon，RS）码其纠错能力强、构造方便算法相对简单等优点，逐步成为一种最有效、应用最广泛的信道编码。
本文提出一种基于RS码的多模态OAM通信系统信道编译码的实现方法。首先通过对OAM通信系统的研究，建立相应的模型。然后在此模型中引入RS编译码模块来实现多模态OAM通信系统信道编译码，为解决OAM各个模态串扰、信号失真等建立研究基础。
一、轨道角动量的信道编译码原理
在这一部分，我们提出如何通过在轨道角动量通信系统引入信道编译码来解决系统出现信号的失真、模式串扰等问题。
其中E，B分别为电场强度和磁感应强度， ε0为真空中的介电常数，r为场点的矢径。
SAM只有水平极化、垂直极化和圆极化三种状态，而OAM在理论上是具有无限多个状态的，而这无限多个状态又是相互正交的。
对具有OAM的通信系统进行信道编译码，实现多路信息的同频传输，有利于提高系统性能。图1为OAM通信系统编译码框图，通过在多模态OAM通信系统引入传统的RS码，将RS码与OAM很好的结合在一起，能够有效的降低系统误码率。
RS码的译码是从计算接收码字的伴随式入手。首先通过接收多项式r（x）求得N-K个伴随式。然后通过求解错误位置多项式来求解错误位置，根据错误位置找出错误值，得到实际错误符号个数，确定错误多项式。最后，将错误多项式与接收多项式对应位置相加，完成纠错。
二、通信系统建立
由于涡旋电磁波受相位影响较大，所以假设本文的OAM通信系统的发送端与接收端是视线传播。
本文所讨论的OAM通信系统是采用均匀圆形阵列天线（uniform circular arrays，UCA）产生携带OAM的电磁波。基于UCA的OAM通信系统模型如图2所示。OAM通信系统在发送端和接收端分别采用阵列天线，在发送端，可以通过改变阵元间馈电相位的关系来获得不同模态的OAM波。规则排列的圆形阵列多天线系统，利用电磁波的干涉和叠加原理，控制各个阵元之间馈电的相位差，获得涡旋电磁波的不同模态值。在接收端，系统通过UCA接收涡旋信号，实现涡旋信号的解调后，信息得以恢复。
系统中数字调制与解调主要采用三种方式： FSK，PSK， QAM。仿真系统的构建主要在于两个部分，发送端的螺旋调制器和接收端的螺旋解调器[6]。系统中采用缓存器对数据进行缓存，以此得到一个完整周期的数据。发送端螺旋调制器的功能就是将要传输的信号进行复制和移动相位l？？ false，相当于将一列串联信号转换成并联信号进行发送。其中，φ表示相移的大小。各个相移信号对应一个天线，各个天线的信号相同且独立。要产生l个模态值，需要2l+1个天线。接收端螺旋解调器就是螺旋调制器的反向处理过程。螺旋解调器的作用就是将接收到的涡旋电磁波信号进行相移，使他们具有相同的相位并且叠加，如同并联信号到串联信号的转换。
三、实验结果
本文对所建立的OAM通信系统进行研究，分别对不同调制方式下未引入信道编译码的OAM通信系统与引入信道编译码的OAM通信系统进行了仿真分析。
3.1 不同调制方式下OAM通信系统的误码率
2FSK调制方式下基带系统的误码率曲线与理论的非相干检测误码率曲线相近。本文分别取本征值为l=2、l=3、l=4，对系统进行了误码率曲线的绘制，结果如图3（a）所示。2PSK调制方式下系统的误码率曲线如图3（b）所示，与2PSK调制下的误码率理论值相比较，当具有高的信噪比的时候OAM通信系统误码率更高，主要是因为OAM通信系统是通过相移操作来达到我们要的效果，所以对相移比较敏感。相比较2FSK、2PSK，无线通信中QAM调制具有更稳定、更优秀的性能。QAM调制比2PSK的具有更高的比特率，比2FSK有更低的错误概率。当QAM调制方式引入到OAM通信系统中，系统的误码率也比传统的QAM调制的误码率理论值更低，如图3（c）所示。仿真中所采用的QAM星座映射方式是最简单的星座映射方式环状8-QAM。
3.2 基于RS碼信道编译码的实现
为了解决因电磁涡旋波产生方法存在的一些缺陷，如涡旋电磁波在发送接收时天线不能对准、信道失真等情况引起的模式串扰等问题，需要在系统中加入信道编译码。
本文采用了多进制编码RS（7，3）码，调制方法采用8-QAM调制，以此来分析基于RS码的OAM通信系统的信道编译码实现。仿真结果如图4所示：
图4中QAM调制方式下，OAM通信系统的性能比理论上的QAM调制下更好。为获得同一误码率，OAM通信系统需要更低的信噪比。同时，在同一信噪比的条件下，OAM通信系统比传统的通信系统具有更低的误码率。
五、结束语
在本文中，我们研究了将OAM作为无线通信中一种调制方式应用RS编译码的一种通信系统。采用门特卡罗仿真来验证OAM应用在无线通信中的可行性，通过分析可以看出实现多路信息在同一频率的传输，可以提高频谱利用率，最终解决频谱资源有限的问题。所以，基于OAM系统的无线通信系统在下一代无线通信技术中具有很大的应用价值。我们可以采用多种方式来解决OAM在无线通信中的模式串扰问题 ，如：均衡技术、OAM时分编码、自适应调制和信道编码等。本文通过在OAM通信系统引入RS码，为今后研究OAM通信系统信道编译码提供了研究基础。RS码是一种特殊的多进制码，它可以解决生成多项式纠错能力的关系问题。并且由于RS码具有纠正多个错误的能力、编码效率高等特点，很适合用作OAM通信系统信道编译码的前期研究，并且可以为后期对OAM通信系统信道编译码的研究建立一定的研究基础。
参 考 文 献
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[3] Nevels.R， Kish.L. Twisted waves： concept and limitations[J].Antennas and Propagation Society International Symposium（APSURSI） on IEEE ， 2013，978（1）：1460-1461.
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[6] Gaffoglio R， Cagliero A， De Vita A， et al. OAM multiple transmission using uniform circular arrays： numerical modelling and experimental verification with two digital television signals. arXiv preprintar Xiv：1511.02341，2015