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数字通信范文1
关键词:数字微波通信;卫星数字通信;广播运输;运用
对现在社会上的通信技术来说,广播传输的运用在很大的程度上是需要通信技术的参与,尤其是现在社会上广泛应用的微波传输技术。在很大的程度上来说,现在我国社会上存在的两种微波传输技术主要包括数字微波通信和卫星数字通信这两个方面,而且这两个方面在广播运输中都有非常广泛的应用。而且在我国现在使用的广播电视的传播途径主要有三个方面,这三个方面主要包括光缆、地面微波和卫星传输。对这三个方面来说可以说各有的优点和缺失,因此在进行广播传输的过程中需要选择缺失最小的方法进行合理的方法进行使用,只有这样才能在很大的程度上实现广播的传输。
1 数字微波通信
1.1 数字微波通信的基本功能及特点
数字微波通信的重点在于微波技术的运用,这就要求对微波的含义和相应的特征有一个全面的了解。在很多情况下可以了解到微波是属于无线电波的一种,而且还具有一定的高频率性,对微波的长度在相关的物理研究中可以清楚的了解微波是一种波长比较短的无线电波,所以可用的微波的频带比较宽,而且性能也比一些低频率的电波的性能更加良好。另外由于微波在社会上的数字化方面得到广泛的应用,这也从侧面表示了微波是具备信息存储量较大的特点。在微波使用的现阶段中,主要使微波的技术包括数字微波通信,这种数字微波通信在相应的社会实践中可以发现数字微波通信技术是具有投资较低,便捷可靠,而且抗干扰的能力良好的特点,这些特点的存在使得数字微波通信在广传输中得到广泛的应用。
1.2 数字微波通信系统的基本原理
很多无线电波的传输方式在相关的物理研究中都可以发现其传输方式与光波的传输方式有很大的相似,都是属于只能直线射进,在遇到障碍时会发生阻断或者反射的情况。这种与光波、相似的特点从一定的程度上决定了数字微波通信的主要特点。通信的主要特点。切在进行地球与相应空间之间的传输过程中,由于传输的空间比较广泛,距离也比较远,这就会导致在进行传输的过程中需要设立相关的中转站机构,也就是说在进行传输的过程中是在一种接力的过程中进行的,这种做法能够减少相应传输信息的损害,使得信息的传输达到全面完善的传输。
而且在进行数字微波通信的传输过程中,由于设立了相应的空间中转站,这就在很大的程度上决定了数字微波通信两个终端之间对信息传输的根本要求,而且对设立的中转站的要求在于设立的中转站的数量,由于距离过远,所设置的中转站的数量在几个到几十个范围,数量的多少也通常由距离的长短决定。中转站的存在是为了将终端所发送的信号进行一个接受,并将其放大,之后在转入其他的中转站的过程。这种中转站的存在的根本目的是对进行传输的信息的质量有一定的保证。
1.3 数字微波通信在广播电台中的运用
在进行微波传输时数字化微波将采用相关数字化技术进行处理,其传输的质量具有高可靠性、具有较强的抗干扰力、能够远程传输等诸多优点。广播电视大多使用多条路经终端传输设备,相关设备具有收、发端机两部分。该设备有光端口和数字化微波端口,与光端和微波端都能够方便连接。发端机能够把数字化节目源样点节目信号、相关数据及通道情况转换为数字式序列,再通过编码纠错、交结、信号通道编码与复接,然后分别传送至光端调制机与微波端调制机进行传输,送至微波端调制机的相关信号经由天线与功放在进行发射。收端机解码其所收编码流,所解出信号通过交结、编码纠错电路得出相关数据与各类样点信号,而后经由各相应接口电路将其恢复至数字化模拟信号。
2 卫星数字通信
2.1 卫星数字通信的基本功能及特点
广播节目信号最主要的传输手段就是卫星数字通信,伴随现代数字化技术快速的发展,其优势尤为明显。相比于微波数字通信等现代化传输手段,其具有低投资、覆盖范围较广、设便捷、传输过程质量有保证、维护简单、操作成本低等诸多优点。
2.2 卫星数字通信系统的基本原理
卫星电视体系包括四个重要部分,即卫星发射站、卫星转发器、监测站、接收站。转发器主要接收由地面上行站所传送过来的上行信号(C或Ku波段),且对其进行放大、变频、然后再放大操作后,将其发射至地面接受范围内,所以,转发器实质上所起到的作用完全可以代替一个中继站,它能够在传输过程中将附加的噪声降至最低且失真对广播信号进行传送。
2.3 卫星数字通信在广播电台的运用
广播电视卫星相对于地面必须静止,这样可以方便观众使用便捷,不追踪卫星与具有较强定向性的天线进行接收,所以需要运用同步赤道卫星,还需要确保卫星在其轨道中位置与状态保持精确;广播电视卫星务必具有足够辐射的功率,广播电视卫星同时需要具备高可信度与长寿命,从而减少停播故障,且规避了频繁更换卫星和停播所需费用及损失。
2.3.1 卫星数字广播
通过卫星来传送广播电视信号是卫星现代化技术飞跃性的发展,在广播电视数字化传输体系中,卫星数字传输相当必要。
2.3.2 卫星转播车和现场直播车
直播车与转播车节目输送方式更加丰富,使活动直播安全得到有力保障。相关车载体系统不但能够高质量传输无线数字化信号,执行高质量转播任务和相关直播操作,还能够在非正常情况下,独立应对紧急制作及相关传输任务。
结束语
多媒体广播技术的发展带动着相应数字化通信的进一步发展,使得相应的无线通信技术也有了新的发展方向。而且在现在社会上存在的微波传输技术中主要有两项技术手段可以应用在相应的广播通信技术上面,这两项技术的特点都会使得广播信息的传输能够更加顺利的进行,使其更加符合社会发展的需求。而且在现在社会上广播信息的数字化也处在一个高速发展的过程,为了响应这种发展就需要对相关的技术做到更好的改善,使得广播传输的质量和传播道路都有相应的提高,从而使得广播传输行业的发展更加符合社会的需求。
参考文献
[1]赵孟,卢山.数字微波通信技术的发展及应用探析[J].信息与电脑(理论版),2013(7).
数字通信范文2
浅析数字通信系统的应用方法
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,例本文由收集整理如电话、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、结束语 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。
数字通信范文3
1.2通信原理
微波信号在空间传输与光波特性比较类以,以直线方式向前运行,如果碰到阻挡物就会发生发射或阻断,所以,该种通信方式为视距通信,视距通信受到地面因素影响比较大,电波在自由空间传输的损耗计算公式为,式中d是信号源至宿间距离,单位为m,f是电波发射频率,单位为Hz,C为光速,LS是空间损耗,单位为dB,如果距离单位为km,运行频率单位为GHz,可以将公式简化为LS=92.4+20logd+20logf,所以,传输损耗是由宿间距离与发射频率来决定。自由空间下的接收电平计算公式为Pro=Pt+(Gt+Gr)-(Lt+Lr)-LS,Pt是发信机输出机功率,Gt、Gr、Lt、Lr是分收发馈线损耗,LS为自由空间损耗。微波在空间传播还会受到地球曲面及空间传输产生衰减,如果想要达到远距离通信的要求,需要通过中继方式来实现,也就是使信号频率进行调整和放大,避免传输到对象的信号变弱而无法识别,这就是地面数字微波进行中续传输模式。微波信号的终端站点为通信线路两个端部,中继站为数字微波传输线路设置最多的站点,需要每间隔50公里左右就设置一个中继站点,为完成有效的信号传输,站点数量需要多大数十个。中继站点可以获取数字信号,通过滤波和放大再发送给后面的中继站,可以更好地保证数字信号的传输质量,该种微波传输方式也可以被称作接力传输模式。为实现长距离数字微波广播电视信号传输,可以通过多达数十次的中继,这样就可以将信号传送到几千公里,还可以实现较高质量的传输。广播电视信号数字微波多采用8GHz来实现信号传输,通过微波中继来保证信号传输,可以避免受到自然灾害影响,是地面有线广播电视信号传输的更有效保障手段。
1.3数字微波通信技术在广播电视信号传输中的运用
数字微波通信技术为地面条件下,进行广播电视信号传输应用最为广泛的技术手段,是通过微波信道来完成数字信号的传输,这就要求基带信号采用数字信号,建立起完善的数字微波通信系统。在进行微波数字信号传输过程中,有用数字技术对信号进行处理,可以保证很高的传输制裁量,还可以抵抗外界信号干扰,达到较长的信号传输距离。广播电视台大多采用多路数字传输终端,该终端设备有发送和接收端接口,可以为微波机与光端机进行很好的技术对接,发送端可以把传输来的模拟信号通过模数转换转变为数字信号,也可以把数字节目源样点信号等转变了串行通信的数字序列,通过对信号进行纠错编码,将各自的信号输送给微波调制机等进行信号传送,再经过微波调制机进行功率放大,然后利用天线将信号发送出去。接收端将获取到的码流完成信道解码,解析出来的信号再进行交织、纠错来形成样点信号、独立数据信号,再经过每路接口电路恢复成模拟信号或数字信号。广播电视信号,通过播控系统主控机房对数字信号进行矩阵切换,再将不同的电台节目信号发送到微波信号输入端,再采用数字微波终端对信号进行传送。信号传输线路两端都有用数字微波传输处理设备,一端安装于广播电视台,另一端安装到信号接收方。例如,四川宜宾数字微波通信系统设计,采用二级微波干线,信号传输速率为34Mb/s,为一用一备的传输线路,为解决基带信号超长距离传输问题,对备用微波通信线路进行了模拟,测试传输特性和误码性能,根据测试结果对选择通信路径,确定频率配置和极化,并对通信性能进行评估,再对微波干扰源进行分析,制定对抗干扰办法,最后对通信设备进行调试,达到理想的通信效果。
二、卫星数字通信技术
2.1功能与特征
卫星数字通信技术是由航天技术不断发展而来的,是将电子技术与航天技术进行结合的产物,具有空间通信诸多特点,不会受到地面条件的影响。将地球卫星作为是数字通信的中继站点,地面站点作为信号接受终端,地面站点可以通过地球通信卫星实现长距离、大容量的通信,通信卫星位于距离地球赤道3.6万里上空,运行速度与地球自转速度保持同步,为静止通信卫星,地面站点与卫星通讯就变得更为容易。随着数字通信技术的不断发展,卫星数字传输技术优势变得更为明显,可以实现在更为广泛的覆盖面,投资建设成本更低,可以达到更高的传输质量,比模拟信号卫星更节省频率资源,运行成本与维护费用更低,数字信号更容易处理,可以与计算机技术进行结合,便于地面站点的后续接收与调制。
2.2通信原理
卫星广播电视传输系统为地面卫星接收站、上行信号发射站、测控站点和星载转发器构成,广播电视通信卫星上安装C波段、Ku波段信号转发系统,通过上行站点将广播电视台传输过来的数字信号、模拟信号等进行处理、调制,调整上行信号频率,通过大功率放大利用定向天线对通信卫生发射C波段、Ku波段信号,也可以获取到通信卫星下行微波信号,可以对通信卫星转播节目质量星检验。星载转发器可以获取到地面站点发送的上行微波信号,再对信号进行放大、改变运行频率、再放大,再将信号发送到地面信号通信服务区域,所以,星载转发器也就是在地球空间中作为中继站,更好地降低附加噪声及失真,更好地保证广播电视传播质量。广播电视台节目信号利用通信卫星将其传送到世界各地,上行站点系统是保证传输质量的关键部分,对信号上行站点有着更高的安全要求,需要每台设备都具有较高的稳定性、可靠性。当上行站点设备存在运行故障,则会引起广播电视信号中断传送,容易引起不良的社会影响。地面上行站点频率采用S、C、Ku和Ka波段,通信卫星下行频率比上行增加L波段,上行发射站点可以对通信卫生发送一路或多路信号,转发器设置有C、Ku波段信号发转系统,可以获取到地面上行发射站点节目信号,对通信卫星地面接收站点发送下行信号。上行站点通信设备中有调制解调器、高功率放大器、监控系统、天线分系统、上下行变频器等构成。天线分系统为地面上行站点重要通信设备,会地上行信号质量造成很大的影响,天线可以把上行站点发送功率转变为电磁波,并对通信卫星定点发射信号,把地球空间通信卫生发射出的微弱信号进行转换处理,再将同频信号发送给接收机。高功率放大装置可以把地面上行站点发射信号进行最后放大,低噪接收设备对上行站信号进行首级放大,上下变频器可以将信号在射频和中频相互间实现频谱搬移,调制解调器可把广播电视台机房信号进行调制处理,并向地球空间传输微波信号,可以进一步提升微号信号传输信噪比和抗电磁干扰能力。地面上行站点还需要配置监控设备,可以对站点内的通信设备进行监控,可以实时了解通信设备运行状态。星载转发器为通信卫星关键构成部分,可以使通信卫星发挥出到信号中继作用,转发性能会对卫星通信质量产生很大的影响。需要转发器具备很小的附加噪声和失真,这样才能更好地对接收到的地面上行站点信号行放大和转发。转发器运行噪声为热噪声、非线性噪声,热噪声为转发器内部运行噪声、信号天线外部噪声,非性能噪声为电路或电子元件非线性特点引起的。处理转发器获取到地面站点的信号,再进行前置放大、变频,对中频数字信号进行解调处理、纠错编码处理。再通过信号发射单元进行数字调制、变频和放大,再将其发回到地面站点,应用处理转发器可以去除掉噪声积累,在保证信号通信质量的前提下,降低转发器发射功率。上、下行通信线路还可以选择不同的信号调制模式,可以达到理想的传输效果,并对基带信号信号进行多种处理,可以在通信卫星上完成数字交换,卫生通信原理框见图1所示。2.3卫星数字通信在广播传输中的运用广播电视通信卫星必须要与地球赤道保持相对静止,具有精准位置和姿态,这样就不再别外设置跟踪卫生及具有定功能的接收天线。广播卫星还应该具有足够大的辐射功率,这样就可以使地面微波信号接收设备得到简化,还要求卫星有着较长的使用寿命,较高的稳定性、可靠性,这样可以有效降低节目信号停播率,也可以防止更换通信卫星所带来的资金浪费。一颗广播电视通信卫星信号可以将地面30%覆盖,如果地球赤道空间间隔120°放置三颗通信卫星,就可以将广播电视信号传送给全世界绝大部分区域,建立起全球性的广播电视通讯网。将广播电视节目通过数字矩阵切换送送到卫星地面站,备路信号被输送给微波端机,通过微波通信技术传送给赤道上的卫星。卫星转播车、现场直播车可以将实时发生新闻事件进行直播,通过高质量的无线数字传输来解决应急制作和节目传播的需要,该技术节目采集、制作、传输集于一体,可以作为独立的体系来实现节目直播、传送,是一种功能强大的移动微波通信技术。
数字通信范文4
关键词:常数字通信信号;信噪比;估计模型;算法
中图分类号:TN911.4 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2014) 12-0000-01
信噪(SNR)又称讯噪比,反映信号抗干扰能力,是检测通信信号质量的重要指标。常规数字通信技术应用广泛,是一种具有广阔前景的通信方式,地面信道是应用最普遍的信道,但受地面环境影响,信噪比较高,信号抗干扰能力差,通信质量尚不如人意。如何测算信噪比是开展常规数字通信工作最基本的技能之一。因数字信号特性,其信噪比并非固定值,需建立估计模型,据信号样本估计,因此探求一种合理可靠的信噪比估计方法非常必要。
一、判决域与非判决域信噪比估计
(一)判决域信噪比估计
判决域信噪比估计,顾名思义,是指信号估计样本已经被调制操作,调制方式是已知的信号的信噪比估计方式。判决域信噪比估计可分为非衰落信道条件下估计、衰落信道条件下估计,前者估计模型仅混有加性高斯白噪音、后者估计模型增加衰落因子以服从某种分布。常用的数学工具包括最大似然估计、统计量与子空间分解法。基于最大似然估计的基本思路是,利用模型建立似然函数表达式,求得最大化参数值;基于统计量基本思路是通过计算统计量,建立统计量与信噪比关系式[1]。
(二)非判决域信噪比估计
与前者相反,非判决域信噪比估计中估计样本未经调制操作,其估计模型可分为完全未知信号信息全盲估计、已知部分信号信息采样估计,前者实现方式为将调制信号通过加性高斯白噪声信道后行无失真采样建立估计模型,也可以应用子空间方法,后者实现方式为基于过采样的基带信号信噪比估算法[2]。
(三)两类信噪比估计的异同
判决域、非判决域信噪比估计模型存在明显差异,前者需通过精确定位的信号,获取最佳采样,计算期望值,要求有成型的滤波器系数,后者类似于将采样点所取得信号视作“真实信号”+噪音,受伪信号影响,所得信噪比估计值略小于真实数据。
二、信噪比估计研究进展
(一)关于“判决域”研究进展
关于判决域信噪比估计研究较多,该领域最大似然估计法、统计量估计法研究结果均较充分,涵盖几乎所有的数字信号类型,估计值几乎达到理论下限,且具有较强的可操作性,可基本满足需要。
非衰落信道基于最大似然估计研究开展较早,早期相关研究主要集中在如何避免判决错误,提高估计性能。目前应用最广泛的新算法是,利用纠错编码信息为样本,行迭代信噪比估计,这种方法随着联合译码均衡与同步处理方法的应用,其估计性能得到极大的提升。期望-极大值迭代估计是目前最具代表性的迭代法,通过获取假设信息与实际信息先验概率,进行译码,行迭代计算,估计信噪比。
非衰落信道基于统计量估计法应用也较广泛,据信号处理空间维数多寡可分为基于I、Q正交信号估计与基于信号包络估计,前者适用性较强,后者适用性较差,不适用于一维信号的估计。非衰落信道基于统计量估计法据计算方法可分为二阶统计量估计法、高阶统计量估计法,后者相较于前者增加了多种信息,可抑制高斯噪声对估计值的干扰,但这种估计法计算方法繁琐,含有多种高阶矩阵,样本量过于庞大,样本精度差,从总体上看估计性能劣于二阶统计量估计法。目前,关于判决域非衰落信道信噪比高阶统计量估计法是否具有潜在的利用价值学术界仍存在争议,但多数学者认为随着无线技术的发展,高阶信号比重不断上升,二阶算法显然无法满足需要。
衰落信道是目前最常见的信道类型,分布广泛,因此关于此信道条件下判决域信噪比估算法研究较多。目前,被广泛应用于移动通信中的Nakagami-m即为衰落信道,其常见的信噪比估算法是设立两个低阶统计量进行多项式拟合,建立信噪比与统计量关系式。
(二)关于非判决域研究进展
非判决域或判决域信噪比,所应用的全盲子空间算法原理基本相同,但前者未充分考虑成形滤波对信噪比估计值的影响,其估计性能有待商榷,目前尚无纠正这方面偏差的模型研究,这可能与通过技术手段可一定程度解决此问题有关。构造L×L自相关矩阵是构造非判决域信噪比全盲子空间算法的关键步骤,但考虑到L值在2000~20000之间,该矩阵实际计算量异常庞大,并不能解决现实问题[3]。为解决以上困境,常将最小描述长度准则引入该算法,以准确寻找空间维数,但运算量仍较大。信噪比分裂符号运算研究已有数十年,已较为成熟,主要研究方向为信噪比估计效果、符号采样点数、符号内分段数。
关于非判决域衰落信道信噪比研究成果较少,尚无突破性进展,或多涉及军事、国防领域,成果不见于世。
三、信噪比研究难点与未来研究方向
判决域信噪比估计难点:(1)高阶调制信号判决域信噪比限于信号特点,计算量大且样本值偏差大,现有的估计方法不能满足实际需要,而编码迭代法需已知编码方案;(2)未知衰落信道方面,估计性能与信道特征密切相关,估计需已知信号特征,而信道特征通常具有未知性、时变性。
非判决域信噪比估计难点:衰落信道子空间算法运算量大,适用性差,其它算法也未能解决选择性衰落信道信噪比估计问题。
四、结束语
关于信噪比的研究并不仅局限于常规数字信号领域,而是涵盖信号技术各个领域。从上文不难看出,关于信噪比研究已有许多成熟成果,但随着数字信号领域的发展,会出现越来越多的盲点,信噪比估计领域仍有巨大的发展前景。
参考文献:
[1]杨哓宇.通信信号的非数据辅助信噪比估计方法研究[D].信息工程大学,2012:33-45.
数字通信范文5
关键词:数字通信系统 应用 发展 医院管理
Abstract: From single office station telephone to kinds of services such as call instruction and moving cooperation work which based on patient-centered, DCS in hostipal will inevitably develop to richer hospital applications based on the converged and unified communications.Now ,informationization including DCS ,becomes a important measure of hostipal managing activities and promotes the the hostipal's transformation from the centre to the patient to the centre which has positive significance to hospital management and operation.
Key words: DCS Application Development Hospital management
一、数字通信系统在医院的初期应用
医院语音通信系统在初期以模拟系统为主,数字化程度很低,仅作为普通办公电话使用,是医院职工和外界沟通的主要方式。在患者和医护人员之间,很少通过电话的方式进行沟通。
二、数字通信系统在医院现阶段的应用
随着现阶段人们对医疗服务需求的增加,以及对服务的要求越来越高,数字通信系统逐步发展成为改善服务的重要手段。数字通信系统在医院的应用更加丰富,包括呼叫中心的应用,医护人员移动协同服务,面向患者的应用。
(一)呼叫中心的应用
1.自动预约,患者自主导向
24小时预约服务登记,患者可以通过电话预约平台或网络平台进入预约挂号系统,然后确认后取得预约号;到达医院后,患者可以持预约号挂号;然后,患者依次完成就诊,交费,取药,离院等流程。
2.短信通知
患者在完成预约挂号或现场挂号后,系统可以根据患者留下的手机号码,发出挂号成功的短信确认,同时提示排队人数。患者在等待期间可以随意走动,在前面排队剩余人数达到约定值时,系统会发出短信提示患者前往诊断室。
3.异地查询住院费用明细表
患者及家属无须亲自到医院查询打印住院费用明细,只需要通过电话平台或网络平台,输入患者代码,就可以实现异地查询及接受费用清单传真。
4.异地查询体检报告
被检人无须亲自到医院查询体检结果,只需要通过电话平台或网络平台,输入被检人代码,就可以实现异地查询及接受体检结果传真。
(二)医护人员移动协同服务
查询患者电子记录:医护人员只需携带PDA,就可在每一个病房内实时记录患者的最新情况并迅速传回中央数据库及与其他工作人员交换重要数据,从而准确、及时地提出治疗方案。医生可利用PDA查询病患资料,检视及开立医嘱药嘱、查询检查与检验报告等;护士手持的PDA中,不仅包含了每一位患者的病历资料、需要护理的项目等以供随时查询,它还会提醒护士什么时候该为患者换点滴或是吃药等。
(三)医护人员通讯方式的创新
移动通信终端替代原有的传呼系统,优势包括:简化服务响应流程;完整的服务信息通知系统。
医护人员的IP通信终端包括:具有弹屏功能的预约提醒;可视化图形功能,包括监控, 访问控制等。
(四)面向患者的应用
1.电话应用
普通病房话机提供丰富的电话功能,包括:基本电话业务, 多占用功能(共享话机), 预付费, 换房, DID号码分配等;具有浏览器功能的IP电话应用,提供更广泛的住院服务,包括:院方服务,智能楼宇管理(调节房间灯光、温度等)。
2.视频协助
医疗服务中心的紧急电话;医疗服务中心定期与患者进行视频通话 (监护、 对话);与朋友或家人的视频通话。
从以上的应用可以看出,医院数字通信系统不再只是单纯的沟通工具,而是逐渐发展为改善医院服务,规范医院管理的一种重要手段。以医院为中心的情况已经转化为以患者为中心了。
三、数字通信系统在医院的应用趋势
随着科技的发展,语音系统与数据系统、视频系统逐渐融合到了一起。统一通信在医院中的应用已是大势所趋。可以预见,在不久的将来,医护人员和患者无论在何时何地,都可以通过任何终端接入到一个网络中,在这个网络中,各种信息可以通过语音、数据、视频的形式存在,人们可以根据自己的需求任意选取。在这个融合网络平台上,人们可以开发出更多的医院应用,在方便人们的同时,必将对医院的经营管理方式产生积极的影响。
从数字通信系统的应用发展这一过程中,我们可以看到它对医院的经营管理活动具有长远的意义。
(一)完善医院服务质量
在数字通信系统只能简单通信的阶段,患者和医院的关系是以医院和医生为中心,患者处于被动的一方,他获取信息的渠道少而单一。即使是简单的问题,患者都必须亲自前往医院求医。在求医过程中,患者可能事先对整个流程缺乏了解,而奔走在多个环节间,耗时耗力。另一方面,由于患者对医学常识普遍缺乏认识,医生在某种意义上承担了绝大部分的医学普及工作,让医生在心理上容易产生疲惫,从而造成患者和医院之间的对立情绪。
在现阶段,随着科技的发展,以呼叫中心为代表的应用,被越来越多的医疗机构采用。 呼叫中心已经成为公认的改善服务的措施,对于医院也不例外。具体来说,呼叫中心的建设,对用户(患者)的服务的改善可以从以下方面体现:用户(患者)可以随时通过电话跟医院进行沟通,大大拉近了医院跟用户的距离;可以为医院提供多种跟用户沟通的方式,方便用户就诊。系统支持的跟用户沟通的方式包括:电话、传真、Internet、短消息、WAP等。电话服务中,用户还可以选择自动语音服务和人工服务。
用户可以随时接触到专家级的咨询和诊断:系统提供完善的用户信息记录,只要输入用户身份识别号(ID号)就可以将用户的所有记录调出,从而为用户提供最精确的诊断。呼叫中心提供用户电话号码的识别功能,这种人性化的服务,使得用户一旦接通电话,系统就能认出用户是谁,使用户倍感亲切。这样,当用户进行专家咨询时,就不必从头到尾向专家解释自己的病因、病史。当用户受到不公正的待遇时,可以随时拨打医院的投诉热线,让用户摆脱那种对医院和医护人员被动服从的心理压力。
(二)提升医院品牌
以前,在人们的认识当中,很少将品牌意识注入到医院的经营管理中,患者主要根据医院在本行政区域中的定位来选择就医,而不会根据服务质量来选择。
随着医疗市场的开放,目前大多数医院只能靠提高医院服务人员的素质,改善传统的医院服务窗口的方式改善服务形象。而以呼叫中心为代表的数字通信应用系统的建设,为医院提供了一个电子化(电话、互联网等)的服务窗口,从而有效地创造医院的品牌效应。另一方面,由于政策方面的限制,医院不可能通过传统的大众媒体进行宣传。而呼叫中心的建设,为医院的宣传开辟了一个全新的大众媒体,即电话和互联网的媒体。由于电话和互联网的延伸是无限的,它比传统媒体拥有更广泛的消费群体,全世界的用户不论何时、何地,只要通过无处不在的电话或互联网,就可以享受到医院的服务。可见,以呼叫中心为代表的数字通信系统的建设,对于医院的形象宣传和品牌的树立,将会起到巨大的推动作用。
(三)优化医院服务流程
传统定位上的医院,很多部门,人员之间的职责划分并不明确。而在现实生活中,人们往往也对医院带有排斥心理,不愿意前往医院,从而造成很多患者对到医院就医的流程并不清楚。
以医院呼叫中心为代表的数字通信系统的建设,可以使各个部门、各个人员的职责划分更加明确,不必要、不合理的岗位可以精简,人员的工作量可以通过各种统计数字得到量化,并随时提供监督告警功能。而对于用户来说,可以更加明确地知道什么问题应该找谁解决,减少中间环节。这就可以大大优化医院的服务流程。
(四)降低医院服务成本
挂号是患者到医院就医的第一步,占据患者对医院服务印象的重要部分。在人们的传统印象中,尤其是在就医高峰时,挂号处往往是一排窗口前大排人龙的情形。而以呼叫中心为代表的数字通信系统的应用,减少了人工挂号的压力、节约了人力资源。
由于电话挂号功能的实现,以及通过电子派单功能实现电子挂号单的自动分配,一方面方便用户,另一方面可以减少工作人员的人工干预,从而节约成本。
(五)开辟新的收入来源
在我国,绝大多数医院都是公立医院,具有公益性质。在医疗体制改革的过程中,国家鼓励在保证患者利益的前提下,对医院的收入来源进行积极的探索和试验。
由于以呼叫中心为代表的应用支持多项收费服务项目,包括电子挂号和专家咨询业务,可以为医院开辟多种新的收入来源,主要包括:
电子挂号的收入;
专家咨询的收入;
可以要求用户采取预付费的方式,即事先购买资费卡,或从银行转入资金到资费卡帐号上,形成资金的沉淀,可以大大改善医院的现金流量;
医院可以通过呼叫中心对VIP用户提供特别服务,包括上门医护等,可以为医院发展更多更有价值的用户。
提升医疗信息化的水平是一个长期的、循序渐进的过程,而以呼叫中心为代表的应用的建设可以大大加快这一进程,将医院的综合实力提升到一个新的高度。
数字通信范文6
关键词:通信系统;信道;误码率;信道编码
Abstract: under the rapid development of modern information communication network, to effectively improve the transmission rate, but in the actual channel digital signal transmission, due to the channel characteristic and the influence of the additive noise and human disturbance, the system output of the digital information will inevitably appear any mistakes. Therefore, in order to guarantee the reliability and accuracy of communication content, each of the output information code error probability of digital communication systems, or bit error rate, is has the certain requirement. In a practical communication system, therefore, some measures must be taken to correct mistakes, improve the ber performance of system, channel coding is a very effective measure.
Key words: communication system; Channel; Bit error rate; Channel coding
中图分类号:TN929.5文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
1.信道编码的任务
当调制好的信号在信道里进行传输的时候,必然要收到信道的影响。信道的影响可以分成以下三个主要方面:第一是信道本身对信号产生的衰落:由于信道本身频率响应特性不理想,造成对信号的破坏:第二是信道中的各种噪声,如背景噪声,脉冲噪声等等,这些噪声叠加在信号上面,改变信号的幅度、相位和频率,使信号在解调时产生错误:第三,是信号在传输过程中由于反射,折射或沿不同路径传播从而带来的叠加效应,即通常所说的多径效应,这会带来时问上前后信号互相干扰。总而言之,这三种影响都会导致在接收端信号解调的错误,使系统的误码率大大增加。
因此在一个实用的通信系统中,必须采取一定的措施来纠正错误,提高系统的误码率性能。信道编码就是一种非常有效的措施。信道编码的任务就是,在发送端以可控的方式在信号中加入一定的冗余度,而在接收端这些冗余度可以用来检测并纠正信号通过信道后产生的错误。当然,冗余度的加入降低了系统的工作效率,但是和系统误码率的降低(即信号更加正确地传送)相比,这些代价是可以接受的。
2.通信系统差错控制的基本方式
差错控制方式基本上分为两类,一类称为“反馈纠错”,另一类称为“前向纠错”。在这两类基础上又派生出一种称为“混合纠错”。
2.1反馈纠错
这种方式在是发信端采用某种能发现一定程度传输差错的简单编码方法对所传信息进行编码,加入少量监督码元,在接收端则根据编码规则收到的编码信号进行检查,一量检测出(发现)有错码时,即向发信端发出询问的信号,要求重发。发信端收到询问信号时,立即重发已发生传输差错的那部分发信息,直到正确收到为止。所谓发现差错是指在若干接收码元中知道有一个或一些是错的,但不一定知道错误的准确位置。
2.2前向纠错
这种方式是发信端采用某种在解码时能纠正一定程度传输差错的较复杂的编码方法,使接收端在收到信码中不仅能发现错码,还能够纠正错码。采用前向纠错方式时,不需要反馈信道,也无需反复重发而延误传输时间,对实时传输有利,但是纠错设备比较复杂。
2.3混合纠错
混合纠错的方式是:少量纠错在接收端自动纠正,差错较严重,超出自行纠正能力时,就向发信端发出询问信号,要求重发。因此,“混合纠错”是“前向纠错”及“反馈纠错”两种方式的混合。
对于不同类型的信道,应采用不同的差错控制技术,否则就将事倍功半。反馈纠错可用于双向数据通信,前向纠错则用于单向数字信号的传输,例如广播数字电视系统,因为这种系统没有反馈通道。
3.通信系统纠错编码方式简介
3.1奇偶监督码
奇偶校验码也称奇偶监督码,它是一种最简单的线性分组检错编码方式。其方法是首先把信源编码后的信息数据流分成等长码组,在每一信息码组之后加入一位(1比特)监督码元作为奇偶检验位,使得总码长n(包括信息位k和监督位1)中的码重为偶数(称为偶校验码)或为奇数(称为奇校验码)。如果在传输过程中任何一个码组发生一位(或奇数位)错误,则收到的码组必然不再符合奇偶校验的规律,因此可以发现误码。奇校验和偶校验两者具有完全相同的工作原理和检错能力,原则上采用任一种都是可以的。
由于每两个1的模2相加为0,故利用模2加法可以判断一个码组中码重是奇数或是偶数。模2加法等同于“异或”运算。现以偶监督为例。
对于偶校验,应满足an-1an-2…a1c0=0,
故监督位码元c0可由下式求出: c0=a1a2…an-2an-1(3-1)
不难理解,这种奇偶校验编码只能检出单个或奇数个误码,而无法检知偶数个误码,对于连续多位的突发性误码也不能检知,故检错能力有限,另外,该编码后码组的最小码距为d0=2,故没有纠错码能力。
奇偶监督码常用于反馈纠错法。
3.2行列监督码
行列监督码是二维的奇偶监督码,又称为矩阵码,这种码可以克服奇偶监督码不能发现偶数个差错的缺点,并且是一种用以纠正突发差错的简单纠正编码。
其基本原理与简单的奇偶监督码相似,不同的是每个码元要受到纵和横的两次监督。具体编码方法如下:将若干个所要传送的码组编成一个矩阵,矩阵中每一行为一码组,每行的最后加上一个监督码元,进行奇偶监督,矩阵中的每一列则由不同码组相同位置的码元组成,在每列最后也加上一个监督码元,进行奇偶监督。如果用×表示信息位,这样,它的一致监督关系按行及列组成。每一行每一列都是一个奇偶监督码,当某一行(或某一列)出现偶数个差错时,该行(或该列)虽不能发现,但只要差错所在的列(或行),没有同时出现偶数个差错,则这种差错仍然可以被发现。矩阵码不能发现的差错只有这样一类:差错数正好为4倍数,而且差错位置正好构成矩形的四个角,有的差错情况。因此,矩阵码发现错码的能力是十分强的,它的编码效率当然比奇偶监督码要低。
3.3循环码(CRC)
3.3.1循环码是一种重要的线性码,它有三个主要数学特征:
(1).循环码具有循环性,即循环码中任一码组循环一位(将最右端的码移至左端)以后,仍为该码中的一个码组。
(2).循环码组中任两个码组之和(模2)必定为该码组集合中的一个码组。
(3).循环码每个码组中,各码元之间还存在一个循环依赖关系,b代表码元,则有
3.3.2用多项式码作为检验码的编解码过程
用多项式码作为检验码时,发送器和接收器必须具有相同的生成多项式(GeneratorPolynomial)G(x),其最高、最低项系数必须为1。CRC编码过程是将要发送的二进制序列看作是多项式的系数,除以生成多项式,然后把余数挂在原多项式之后。CRC译码过程是接收方用同一生成多项式除以接收到的CRC编码,若余数为零,则传输无错。
3.3.3多项式码检错能力及生成多项式G(x)的选择原则
设接收到的信息不是发送的编码信息T(x),而是T(x)+E(x)。
例有差错的编码信息为
1001001011T(x)-E(x)=T(x)+E(x)
其中,1101011011为T(x),0100010000为E(x)
若接收到的有差错的编码信息为T(x)+E(x),用G(x)除以T(x)+E(x),则得余数为E(x)/G(x)的余数,因为T(x)/G(x)余数为零,所以[T(x)+E(x)]/G(x);E(x)/G(x)
这时应该有余数,若无余数则检不出错。
有r位校验位的多项式码将能检测所有≤r位的突发错,故只要k-1<r,就能检测出所有突发错,这是一个很有用的结论。
3.3.4 CRC编码硬件电路的实现
设数据1010,多项式m(x)=x3+x,生成多项式系数1011。多项式xr*m(x),系数1010000;多项式xr*m(x)=x6+x4,余式系数011,多项式k(x)=x+1
CRC编码
表3-1
3.4卷积码(Convolution Codes)
卷积码是一种非分组编码,适用于前向纠错法。在许多实际情况下,卷积码的性能常优于分组式编码。
卷积编码是将信息序列以k个码元分段,通过编码器输出长为n的一个码段。卷积码的监督码元并不实行分组监督,每一个监督码元都要对前后的信息单元起监督作用,整个编解码过程也是一环扣一环,连锁地进行下去。卷积编码后的n个码元不仅与本段的信息元有关,而且也与其前N-1段信息有关,故也称连环码,编码过程中互相关联的码元个数为nN。卷积编码的结构是:“信息码元、监督码元、信息码元、监督码元”。在解码过程中,首先将接收到的信息码与监督码分离,由接收到的信息码再生监督码,这个过程与编码器相同;再将此再生监督码与接收到的监督码比较,判断有无差错,并纠正这些差错。
卷积码编码器的一般结构包括两部分:一个由m段组成的输入移位寄存器,每段有k级,共mk位寄存器,n个模2加法器,其输入分别对应于n个基于生成多项式的线性代数方程。
4.结论
随着信道编码理论的不断发展和信道编码技术应用领域的扩展,信道编码识别技术会变的越来越重要。由于该技术尚存在许多需要完善和突破的领域,对该技术进行深入的研究具有重要的意义和应用价值。
参考文献
[1] 樊昌信、曹丽娜.通信原理(第6版).国防工业出版社,2008