數字通信技術原理及其應用探討

摘要：如今人們越來越離不開數字通信技術，這使數字通信技術在使用和發展的過程中能夠不斷優化更新。鑒于數字通信技術應用領域比較廣泛，在相關領域中也產生了很大的影響。基于此，本文分析了數字通信技術的概念和優勢，同時詳細分析了數字通信技術的原理，在此基礎上以數字通信信號的調制與解調為例深入介紹數字通信技術，進而提出數字通信技術的應用方法，以期為數字通信技術的普及應用提供參考。

關鍵詞：數字通信技術；原理；應用

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.05.044

中圖分類號：TN 914.3" " " " " " " "文獻標示碼：A" " " " " " " "文章編碼：1672-7274（2023）05-0-03

Abstract： Nowadays， people are increasingly inseparable from digital communication technology， which enables digital communication technology to be continuously optimized and updated in the process of use and development. In view of the wide range of applications of digital communication technology， it also has a great impact in related fields. Based on this， this paper analyzes the concept and advantages of digital communication technology， and at the same time analyzes the principle of digital communication technology in detail. On this basis， taking the modulation and demodulation of digital communication signals as an example， it deeply introduces digital communication technology， and then puts forward the application methods of digital communication technology， with a view to providing a reference for the popularization and application of digital communication technology.

Key words： digital communication technology; principle; application; immunity

隨著時代的發展，通信技術不斷優化創新，不斷融入各個行業和領域，實現了更多新的應用場景。數字通信技術能夠傳輸多類型的數字信號，并且可以借助技術優勢進一步提升信號傳輸的抗干擾性和安全性，這對信息時代的發展產生了積極的影響。因此需要重視數字通信技術在各個方面的合理應用，發揮數字通信技術的優勢，加快相關領域發展進程。

1" 數字通信技術概述

數字通信技術憑借信號調制和解調能夠保證信號傳輸的可靠性，使其具有比較好的抗干擾性和保密性[1]。在數字通信技術中，信號調制和解調十分重要，調試工作需要從調幅、調頻、調相等角度入手。在這個過程中，工作人員需要根據基帶信號的二進制取值，然后調制正弦波幅度，使正弦波幅度與基帶信號的變化規律吻合，通過這種方式調制出準確的基帶信號。而調頻技術則是對載波的頻率進行調制，經過調制后正弦波和基帶信號將會出現兩種不同的頻率，也就是1和0的取值。工作人員對載波相位進行調制后，基帶信號1和0的取值將會與載波相位對應，這是數字通信技術信號調制與解調的基本原理。隨著時代的發展和技術的進步，如今數字通信技術信號調制與解調方法也在不斷改進，使數字通信技術可以為人們帶來更多便捷。

2" 數字通信技術的原理分析

數字通信技術主要是利用數字信號傳輸和共享信息，其本質是利用二進制碼0和1來傳遞信息，因此使用通信技術時需要按照要求完成對信息的處理，只有這樣才能保證信息傳輸的安全性和準確性[2]。從數字通信系統的構成來看，信息源、信息發送設備、信道、信息接收設備和信宿是組成數字通信系統的關鍵，工作人員可利用這些環節對信號進行調制和解調，從而實現對信源的編碼和解碼，整個過程同步進行。因此，數字通信系統也可以分為信源編、解碼系統，信道編、解碼系統，數字調制解調系統以及同步系統與信道等部分。

3" 常用的數字通信技術介紹——數字通

信信號的調制與解調

3.1 ASK信號

在對數字通信信號進行調制的過程中比較常用的一種方式是二進制幅移鍵控法，二進制幅移鍵控也被稱為ASK[3]。其工作原理是將載波幅度隨二進制變化規律調制成相應序列，使幅移鍵控信號（ASK）可以表示為一個單極性矩形脈沖序列與一個正弦型載波的乘積，用公式（1）表示

將式（3）帶入到式（2）中，假設P=1/2，則經過計算和研究，二進制幅移鍵控（ASK）波形圖和二進制幅移鍵控（ASK）功率譜將會呈現以下形式。

可以發現整個二進制幅移鍵控信號的功率譜的形態取決于雙邊帶譜和載波分量。

3.2 PSK信號

二進制相移鍵控調制是載波相位按基帶脈沖變化的一種數字調制方式，通常情況下被稱作PSK[4]。PSK的信號調制解調方法主要包括調相法和相位選擇法兩種，可根據具體情況取每碼元兩個載波、每個載波抽16個點作為樣本，輸入到數字乘法器中，利用數字乘法器輸出調制信號。整個過程中，可以用公式（4）表示BPSK的信號形式

在式（4）計算的過程中也會使用到絕對移相方式。結合PSK的運作原理以及公式導入相關數據可以計算PSK信號的功率譜密度，整個計算方法與第一部分ASK相似，通過計算可以發現當雙極性基帶波形信號的1和0出現概率相等時，PSK的信號波形圖以及信號功率譜將會呈現以下狀態。

3.3 FSK信號的調制與解調

在二進制頻移鍵控中，工作人員會利用二進制0和1表示兩種會出現的載波頻率信息狀態。二進制0和1與載頻W1和W2的已調波形相對應，兩個載頻之間可以瞬間轉換。工作人員利用FSK信號開展數字通信工作時將會用到公式（5）進行計算

4" 數字通信技術的應用

4.1 微波通信中的應用

工作人員將數字通信技術應用于微波通信的過程中，可以借助時分復用技術將多條線路上的信號整合成一個信號，并且只在一個信道內傳輸至接收終端，再將這一個多路信號分解成為多個信號。在這個過程中，數字通信技術在微波通信中的應用將會使信號按照時隙位置分列復用形成統一的數字流，從而完成信號的綜合傳輸。此外，工作人員可以利用數字通信技術增強信號頻帶，完成對數字信號的復用。一般來說，數字通信信號在微波通信方面可以實現直線傳播，只要利用數字微波中繼站就可以大幅縮短傳輸距離。尤其是在地形復雜、環境惡劣的地區，使用數字通信技術完成微波通信，更加簡單便捷。

4.2 光纖通信中的應用

數字通信技術應用于光纖通信方面主要是將數字信號經過電和光的轉換，使其成為光脈沖數字信號，然后通過光纖和光纜傳輸到接收端，利用轉換、放大、均衡和定時判決形成數據信號。整個過程中會使用到光發射機、光纖線路、光接收機等設備。光發射機主要是利用碼型變換電路、光源驅動電路、發射光源電路等完成數據信號從電脈沖向光脈沖的轉化。用光纖線路傳輸光脈沖信號，使數字信號傳輸參數減弱，并且有效控制色散，從而保證光脈沖信號可以順利傳輸到光接收機中。光接收機能夠憑借自身超強的靈敏度，將比較微弱的光脈沖信號轉化成為電信號，然后配合前置放大器將光信號進行放大，借助相應的技術手段實現數字信號的再生和恢復。如今，數字通信領域使用的光纖通信技術已經可以實現高質量傳輸，而且具有容量大、抗損壞能力強等特點。

5" 結語語

綜上所述，正是因為數字通信技術擁有比較強的技術優勢，使得數字通信技術在應用的過程中可以不斷融合發展、實現技術突破，這也是數字通信技術能夠在各個領域得到廣泛應用的主要原因。相關從業人員要與時俱進，不斷探索和創新技術，使數字通信技術保持足夠的發展活力。

參考文獻

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