数字通信

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇数字通信范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

数字通信范文第1篇

关键词：数字通信系统；频偏；载波同步

中图分类号：G424文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 24-0000-01

Carrier Synchronization Technology Study in Digital Communication Systems

Tan Xuefei,Zhao Chunbo,Chen Gong

(Department of Computer science,Binzhou University,Binzhou256603,China)

Abstract:Carrier extraction performance was evaluated by receiver performance important standard,in order to ensure the reliable information transmission,the carrier phase offset and frequency offset estimation method is important.This thesis mainly focused on the design of digital communication system carrier synchronization technique performance requirements,the frequency offset and carrier phase on the communication system to study the effects of.

Keywords:Digital communication system;Frequency offset;Carrier synchronization

一、引言

在数字通信系统中解调方式可以决定数字调制系统的性能。载波恢复是数字通信系统中一个必不可少的部分，补偿了信号在传输过程中造成的频偏损害且跟踪相位。

二、载波同步信号的性能要求

载波同步系统的主要性能指标是精度、效率、相位抖动、同步建立时间等。

（一）精度

精度是指提取载波与需要的载波标准比较，相位误差应该尽量小。

（二）效率

效率指获取载波信号的过程中尽量少消耗发送功率。载波同步追求的是高效率。

（三）同步建立时间ts

同步建立时间是指从开机或失步到同步所需要的时间。为了使同步建立的更快载波同步系统要求ts越小越好。

三、频偏及载波相位误差对数字通信系统的影响

对双边带信号设 ， 是提取的相干载波，解调器滤波后输出低频信号m’(t)为

（1）

如果提取的相干载波与输入载波没有相位差，即 =0， =1，则解调输出 ，这时信号幅度最大。若存在相位误差 ，因为

（2）

对于单边带解调和残留边带解调而言，相位误差不仅会使信噪比下降，而且在解调器输出中会产生原基带信号的正交项，使基带信号发生畸变，这种影响将随 增大而严重。

（3）

在数字通信系统中因为发送端和接收端的本振时钟不一致，用在载频和中频上的射频振荡器的频率不确定性也会引起大的频偏，不同频偏时相邻符号间不仅有固定的相位差变化，而且还会随着时间的变化额外加上某个不确定相位。星座图上表现出来的就是星座图不是在固定的几个点而是随着时间变化在旋转。

图1是用MATLAB工软件仿真的不同频率偏移时 -DQPSK通信系统的误码率曲线。从图1可以看出频率偏移也会导致 -DQPSK通信系统在检测时误比特率(BER)性能变差，频偏对通信系统的误码率的影响很大，为此必须在接收端补偿这个频偏，这就需要进行载波恢复，评价接收机性能的重要标准之一就是载波提取性能的好坏，为了保证信息的可靠传输，对载波相位偏移以及频率偏移的估计方法的研究具有重要意义。

图1 不同频偏时 -DQPSK通信系统的误码率图

参考文献：

[1]樊昌信.通信原理第5版[M].北京:电子工业出版社,2001

[2]文元美,张树群,林家薇,黄爱华.现代通信原理第1版[M].北京:科学出版社,2005

[3]王兰勋,荣民.一种位同步时钟提取方案及实现[J].无线电工程,2003,33(10):59-61

[4]Martin Oerder,Heinrich Meyr.Digital filter and square timing recovery[J].IEEE Transactions On Communications,1988,36(5):605-612

数字通信范文第2篇

【关键词】数字通信;自动调制识别算法;研究

所谓的数字通信信号自动调制识别技术主要是对通信系统中的信号进行处理，包括：信号调制、信号检测、信号提取等处理技术。自动信号自动调节识别技术在通信领域获得了很大的发展，而且有很多的相关研究正在不断的涌现。数字通信信号自动调制识别技术属于非合作通信的基础，在民用和军用上都相当广泛。

一、数字通信信号调制识别方法分类介绍

通常数字信号调制识别的方法有传统两大分类，一类为基于决策理论的最大似然识别法;二类为特征提取的统计模式识别算法。而在统计模式识别法则主要有模式识别以及特征提取等，根据不同的调制信号中的不同设计来识别所有的分类器[1]。特征提取常常是对信号频谱、瞬时信号、均值、星座特征以及高阶统计等进行主要特征进行提取。决策理论的方法中，主要利用假设检验以及概率等来描述调制模式的识别问题，通过最小的识别误差来对调制模式进行检测判断，因此可将其划分为最优分类器。

二、调制识别技术概念

（一）调制

所谓的自动调制识别算法中的调制主要是当消息在传输过程中由于存在着频率较低的频谱分量，且不利于信号的直接传播，那么通信系统往往需要加入调制过程以此来达到信道调制的效果。调制技术可以对信号的频谱进行搬迁，将通信信号的频谱搬到既定的位置上，然后将通信信号转换成为适合信道传输的信号[2]。调制技术的方法种类有很多，而且根据信号的类型可将调制方法分为数字信号调制和模拟调制;根据信号在调制之后的频谱类型可分为线性调制以及非线性调制。线性调制是通过改变载波的幅度来达到对基带调制信号的频谱搬移，此时的信号也保持了基带信号的结构和线性关系，所以线性调制也被称为幅度调制。而非线性调制则是通过改变载波的频率和相位来实现频谱的搬迁，即始终保持载波的幅度不变，而载波的频率和相位却发生改变。

（二）识别

通信信号自动调制的识别主要是在进行信号调制的过程中清楚信号的调制参数以及信息内容等。可判断出信号所采取的调制方式，同时还可以根据某些调制的信息来确定调制的参数，那么我们在进行调制的过程中选取适当的算法为计算提供准确的参数[3]。识别技术中其主要的核心为分类器设计、特征提取等，其征的提取主要是对信号进行分析，根据不同的信号的时频域分析来进行特征识别。

三、自动调制识别算法探索

（一）自适应lr算法

Lr算法属于BP神经网络算法的一种，lr值本是固定不变的。但是自适应lr算法确有着其自变的规律，若计算过程中可以在较平坦的曲面提高lr，反而加速了收敛减少了lr。可以表示为：w（k+1）=w（k）-η（k）F（w（k））。据该公式可知，通调整η（k）可以获得较之BP神经网络更快的收敛速度。Lr算法中将动量和自适应lr梯度算法结合起来，可以有效的提升学习的效率，还能够限制网络陷入局部极小值。

（二）L-M算法

L-M算法主要是利用目标函数进行一阶和二阶求导，其迭代式子为：w（k+1）=w（k）-（JT（k）J（k）+uI）-1J（k）（w（k）），u表示阻尼因子;I表示单位矩阵;J（k）表示雅克比矩阵。L-M算法则是通过调节阻尼因子来对迭代收敛方向实现动态调整。该算法则是结合了牛顿法和梯度下降法进行快速收敛。

（三）RPROP算法

RPROP算法与BP神经网络算法的改进有所不同，该算法在调整网络的过程中主要是利用函数的误差，针对阀值偏导数、网络权值等进行符号替代，可以有效的提升收敛的速度，这就解决了BP神经网络收敛速度慢的缺点[5]。RPROP算法在调整网络的时候，可以先设置一个权更新值“”，则全修正值为w，其算法的计算公式为：

wij（t）=-（t） >0 （1）

wij（t）=+（t） <0 （2）

wij（t）=0 其他 （3）

式中，t表示训练的次数，而RPROP算法则采用批处理方式进行训练。

则表示在地t时训练时，训练集的所有模式梯度累加。权更新值ij则表示在i、j此训练之后E上的梯度信息，更能够适应于学习更新。则其公式为：

ij（t）=η+×ij（t-1）

>0 （4）

ij（t）=η-×ij（t-1）

<0 （5）

ij（t）=0 其他 （6）

从上述的（4）、（5）、（6）式子看出，如果E的梯度符号发生改变，则表示wij变化太大，则ij应该乘以η-，使之减小。如果E上的梯度符号不变，则随着wij增大，ij应乘以η+，则可以有效的加速误差曲面的收敛。

四、结束语

数字通信信号自动调制识别在合作和非合作领域具有非常重要的价值，而且已经成为了当前重要领域的研究热点技术。随着通信信息技术的快速发展，对于自动化的要求越来越高，因此针对数字通信信号自动化调制识别算法具有非常重要的意义，值得我们不断进行研究。

参考文献

[1]李敏.数字通信信号自动调制识别技术的研究[D].哈尔滨工程大学，2012.

[2]芦跃.数字信号调制识别及参数估计研究[D].苏州大学，2013.

数字通信范文第3篇

关键词：数字通信；技术原理；应用

通信产业是国民经济结构的重要组成部分，渗透在各行各业中，没有通信技术的服务，各行业的正常运行和发展都会受到严重制约，可以说，不管是人们的日常生活还是工作生产都已经离不开通信技术，一旦出现特殊的社会环境，迫使人们不得不减少外出而需要在室内完成工作或者学习，这时候就需要强大的通信网络来支撑，所以通信技术的发展显得至关重要，随着社会的进步，对通信技术也不断提出更高的要求，只有满足这些需求，通信产业才能更好的生存和发展。当前，我们早已迈进了数字通信时代，所以对数字通信技术进行分析，展望其未来的发展具有重要的现实意义。

1数字通信技术的原理

数字通信系统模型如图1，数字通信就是利用数字信号进行信息的传递，所谓数字信号，在电子电路中是采用二值逻辑中的1和0来进行信息的表示，用多位二值数码的组合表示不同的信息。而在现实中，大多数信息都是模拟信号的形式，可以通过模数转换将其转换为数字信号，然后就可以在数字信道中进行信息的传递。为了保证信息传输的可靠性和保密性，以及为了提高信道的利用率，在传输之前通过对数字信号采用不同的编码方式，能够大大提高抗干扰能力，降低外界或者系统自身噪声的干扰。再利用调制器对信号进行调制，调制之后的信号频谱得到扩展，更适合在信道中传输，充分利用信道，提高传输性能。同时，在数字信号系统中，同步也是非常重要的环节，如果时钟同步或者帧同步不准确，也会直接导致信息出错。信号通过有线或者无线信道传输到接收端后，再经过解调、译码后可恢复信息。在数字通信系统中极其重要的技术还包括程控交换，在最初的电话交换机的基础上逐步发展为数字程控交换机，利用存储着交换控制程序的计算机来控制信息的接驳，信息的类型从最初单一的语音发展为多种形式的数据信息，程控交换机的使用使得通信系统的维护管理更加便捷可靠，增强了灵活性，功能更全面，在一定程度上，通过对软件的控制来增强硬件的功能扩展，从而更好的提供通信服务。

2数字通信技术的优点和缺点

2.1数字通信技术的优点

（1）数字通信技术具有很好的抗干扰性能。信息在通过信道传输的过程中，不可避免的会受到来自外界或者自身的噪声干扰，但是数字信号不同于模拟信号，数字信号本身是离散的信号，通常采用二值逻辑来表示，实际应用中可以用脉冲的两种不同状态代表1和0，只要能控制噪声信号不严重破坏脉冲的两种状态，就可以在接收端被识别，在这一点上，模拟信号是不能够相比的，噪声对模拟信号的影响是很明显的，很容易使信号失真，所以相对来说数字通信技术的抗干扰能力强于模拟通信技术。（2）数字通信技术有较好的保密性能。用数字信号进行信息的表示、存储和传输，更便于对信息加密，可以将数字信息进行各种运算处理，对其进行伪装，常用的方法就是采用密钥技术，一般密钥很难被外界破解，从而保证了通信信息的保密性。（3）数字通信技术能实现远距离的高质量信号传输。信号在传输过程中，距离越长，损耗越大，那么就必须对信号进行放大，但是同时也会放大噪声，甚至噪声可能会覆盖有用信号。在采用数字通信后，由于数字信号的波形在失真后可以通过整形电路恢复原有的信息，利用再生中继器可以大大增加传输距离，同时又保证了信号的不失真性。（4）数字通信技术支持多种形式信息传输。随着计算机、多媒体技术的发展，人们对信息的需求呈现多样性，但是不论何种形式的信息，都可以转换成数字信号，所以数字通信技术的普及也促进了综合业务数字网的形成。（5）数字通信系统普遍采用大规模集成电路，具有体积小、重量轻、耗电低、后期维护方便等等优势。另外随着光纤技术的发展，现代通信大量使用光纤作为传输媒介，大大节省了成本，提高了传输速度，加强了信息的保密性。

2.2数字通信技术的缺点

（1）数字通信技术对频带的利用率较低。相对于模拟通信，同样的电话业务，数字通信占用的带宽远高于模拟通信，当传输带宽有限的时候，就会影响频带利用率。（2）数字通信系统的设备更加复杂、繁琐。为了实现通信质量的提高，就要增加信号处理的复杂程度，相应的，通信设备的功能更多也就更加复杂。虽然数字通信技术存在一些缺点，但是随着宽带信道的采用、窄带调制技术和微电子技术的发展，这些缺点已经被弱化，数字通信必然会取代模拟通信，成为占主导地位的通信技术。

数字通信范文第4篇

关键词：数据链；无线通信系统

1 数据链系统的基本特征

1.1 信息格式化

数据链一般具有一套相对完备的消息标准，对包括指挥控制、侦察监视、平台协调、联合行动等静态和动态信息的参数规定进行描述。信息内容格式化是指固定长度或可变长度的信息编码，数据链网络成员对编码的语义具有相同的理解和解释，达到信息共享。

1.2 传输组网综合化

数据链主要采用无线传输信道，针对一些应用平台具有高机动性高灵活性的特点，综合数字化技术进行处理，具备跳频、扩频、猝发等通信方式以及加密手段，使其具有抗干扰和保密功能。传输信息资源按照需求进行共享是数据链在组网过程中关注的重点，每个网络节点既能接收也能共享网络中其他成员节点发送出的信息，也能根据实时信息的缓急程度分配总的信息发送带宽和发送时间。

1.3 传输介质多样化

数据链一般可以采用多种传输介质和方式，能够适应各种应用平台的不同信息交换需求，既有点到点的单链路传输，也有点到多点和多点到多点的网络传输，而且网络结构和通信协议都可以具有多种形式。数据链可采用短波通信、超短波通信、微波通信、卫星通信以及有线信道，或者是组合信道传输信息以适应应用环境和应用需求的不同。

1.4 链路对象智能化

数据链链接具有较强的数字化能力和智能化水平，链接对象担负信息的采集、加工、传递等重要功能，它们之间通过数据链形成紧密的关系，实现信息的自动化流转和处理从而较好完成任务。紧密链接主要体现在两个层面：一是数据链的各个链接对象之间形成信息资源共享关系；二是各个链接对象内部功能单元信息的综合。

1.5 信息交换实时化

数据链实时传输信息采用多种技术设计：一是设计始终把握传输可靠性稳定性要服从于实时性原则；二是采用相对固定的网络结构和快捷的信息传输路径，而不采用繁杂的路由选择方案；三是选用高效实用的交换协议，将有限的无线信道资源优先分配传输等级高的信息；四是综合考虑信道传输特性，进行整体优化设计信号波形、通信控制协议、组网方式和消息标准等环节。

2 数据链系统与无线数字通信系统的关系

数据链的重要技术基础包括无线数字通信技术，两者不是完全相等的。数据链一般要完成数据传送功能，同时还要对数据进行处理，提取出信息。并且，数据链的组网方式与应用密切相关，根据情况变化应用系统可以适时地调整网络配置和模式与之匹配。无线数字通信的主要功能仅仅是按一定的要求将数据从发端送到收端的透明传输，通常只完成承载任务，不关心所传输数据表征的信息。

2.1 与应用需求的关联程度不同

数据链网络设计是根据特定的任务，决定每个具体终端可以访问的数据、传输的消息，什么数据被中继。数据链的网络设计方案是根据任务确定的，从预先规划的网络库中挑选一种设计配置，在初始化时加载到终端上。数据链的组网配置直接取决于当前面临的任务、参与单元和使用区域。数据链的实际应用直接受指挥控制关系、平台系统控制要求、信息提供方式等因素的制约，与应用的需要有着高度关联。而无线数字通信系统的配置和应用与这些因素的关联度相对较低，相对于应用需求关系不紧。

2.2 实际使用中的目的不同

数据链用于提高指挥控制、态势感知及平台协同能力，从而实现对平台的同步控制和提高平台应用的实时性。而无线数字通信系统则是用于提高数据传输能力，达到实现传输数据的目的，无线数字通信技术是数据链的主要技术基础之一。

2.3 信息传输要求不同

数据链传输的是应用单元所需要的实时信息，要对数据进行合理的整合、处理，提取出具有价值的信息；而无线数字通信一般是比较透明的传输，总体上是为了保证数据传输质量，对数据所包含的信息内容不作识别和处理。另外，无线通信系统一般不考虑用户的绝对时间基准与空间位置的关系，其相对时间同步解决传输的准确性问题。

2.4 具体使用的方式方法不同

数据链直接与指挥控制系统、传感器、平台链接，可以实现“机一机”方式交换信息，而无线数字通信系统一般以“人一机一人”方式传送信息。无线数字通信终端通常为即插即用方式，在通信网络一次性配置好后一般不作变动。但是，数据链设备的使用针对性很强，在每次参加行动前都要根据当前的任务需求，进行比较复杂的数据链网络规划，必须使数据链网络结构和资源的规划与该次任务达到最佳匹配。

3 结束语

无线数字通信系统是解决各种用户和信息传输的普遍性问题，而数据链是有针对性地完成用户使用时的实时信息交换任务。无线数字通信系统涉及传输信道、传输规程和信息交换，但不关心信息内容等，可形象地比喻成商品流通中的集装箱运输环节。数据链要求严格得多，除了涉及这些内容以外，还涉及到信息格式、信息内容、链接对象和实时性等。

数字通信范文第5篇

【关键词】FPGA；数字通信系统；设计

一、项目背景

在通信领域，尤其是无线通信方面，随着技术的不断更新和新标准的，通信系统也在朝着高速率，高质量，高可靠性等方向不断发展着。但可以清楚地看到，当今动辄成百上千兆的数据流一股脑的涌进，任何一个高速数据传输系统的稳定性和安全性等方方面面都面临着极大的挑战，稍有考虑不周之处就会引起各种各样的问题，为了提高通信系统的稳定性，将系统构建在一个芯片的内部，即构建所谓的片上系统，应该可以大幅度提高系统的稳定性。借助于通信原理以及EDA技术等课程的专业知识，设计了一个基于FPGA的数字通信系统，主要目的是在片上系统的设计思想指导下，设计并实现一个片上数字通信系统。

二、系统总体方案设计

鉴于当前高速数字通信系统的设计方案大多是现场可编程门阵列（FPGA）加片外存储介质（SDRAM、SRAM、DDR等）的组合，本次设计方案同样采用这种组合方式，具体为一片FPGA、三片静态存储器（SRAM）和一片高速数据传输芯片。FPGA具有管脚多、内部逻辑资源丰富、足够的可用IP核等优点，用作整个高速数字通信系统的控制核心极为合适，本方案中选用Altera公司的高性价比CycloneII系列FPGA芯片；静态存储用具有的一大优点就是数据读取速度快，且控制信号简单，易操纵，适用作高速数据存储介质，其处理速度和存储容量均满足系统设计的需要。与传统的DSP（数据信号处理器）或DPP（通用处理器）相比，FPGA在某些信号处理任务中表现出非常强的性能，而单片机的处理也显然逊色很多。图1为整体的系统流程图：

三、系统模块具体实现

（1）编译码模块。信源编码有两个基本功能：一是提高信息传输的有效性，二是模拟信号完成AD转换后，可以实现数字化传输。HDB3编译码具有以下两个优点：没有直流分量，能量集中在频率为1/2码速处；相比AMI码克服了连零时提取了定时信号的困难，所以本系统选择HDB3编译码。当输入为01，11序列交替时，译码后的输出为1，如下图所示。（2）位同步模块。位同步模块主要功能是对输入信号进行快速锁定，保证位同步输出与输入信号同频同相。（3）建立片上系统。加密解密模块。在数据发送前，先对编码后的数据进行加密，简便起见，先用数据信息与特定一组密码异或的方法进行加密。经线路传递后，接收端对接收到的数据信息进行相应的异或解密后，再进行解码。片上系统的建立：利用Quartus自带的SOPC Builder 设计出符合要求的可编程片上系统。利用NiosII 将加密解密功能附加到设计好的可编程片上系统中。将编译码模块与位同步模块以及发送接收模块连通后进行调试。待改进之处：异或的加密方式过于简单，下阶段可采用更复杂的加密方法。

图1系统设计框图

图2HDB3码编码模块流程图