數字通信技術(shù)與儀器測量技術(shù)
數字通信技術(shù)與應用
現今的各種通信系統基本上可以用“調制方式”來(lái)區分以及分類(lèi):
1. MSK/GMSK: 為歐洲蜂窩移動(dòng)電話(huà)GSM以及AMPS的移動(dòng)數據傳輸CDPD采用。
2. BPSK:為Cable Modem所采用。
3. QPSK/DQPSK:適用于衛星通信、美國的窄帶CDMA、北美數字蜂窩系統NADC、日本的PDC以及PHS。
4. OQPSK:為美國的窄帶的CDMA以及衛星通信所采用。
5. FSK/GFSK:為歐洲數字無(wú)繩電話(huà)DECT、數字尋呼系統POCSAG/FLEX,ERMES所采用。
6. 8/16 VSB:為北美數字電視(ATV)、廣播以及數字有線(xiàn)電視所采用。
7. 16QAM:為微波數字通信、數據機、DVB-C、DVB-T所采用。
一般來(lái)說(shuō),“通信”是一項成熟的技術(shù),但是這通常是指模擬通信,因為數字通信的革命正方興未艾。首先,模擬通信與數字通信的差異在于:
· 模擬通信從頭到尾都未將音頻語(yǔ)音做任何型式的變化,而數字通信一開(kāi)始就將模擬型式的音頻語(yǔ)音信號進(jìn)行數字化處理。因此數字調制不僅可以傳送音頻語(yǔ)音信號,而且還可以進(jìn)行數據通訊的傳輸;
· 其次,模擬通訊的調制技術(shù)只有調幅、調頻和調相等三種,然而在數字調制方面,就只有I-Q調制一種。
· 尤其在射頻傳輸的技術(shù)方面,由于模擬信號是不可分割的,但是數字信號則是一件非常簡(jiǎn)單的事情,因此模擬通信在處理射頻傳輸的技術(shù)只有頻分多址(FDMA)/頻分雙工(FDD);而在數字通信方面,有多種技術(shù)可供選擇,如頻分多址、時(shí)分多址或碼分多址,且在收發(fā)雙工方面,除了FDD之外,也可以采用TDD的雙工技術(shù)。
儀器測量技術(shù)與應用
從上述的分析比較中,我們可以發(fā)現模擬通信與數字通信比較:
· 在基頻方面是正弦波對數字位元;
· 在調制方面是AM/FM/PM對IQ調制;
· 在射頻傳輸方面,則是連續波對時(shí)變信號。
因此在模擬通信測得是靈敏度,但是在數字通信則變成誤碼率BER或者幀誤碼率FER;在模擬通信的調制參數是調制系數、調制頻偏等,而在數字調制則是EVM、I-Q、I-Q 偏值等;在模擬通信的射頻測量測載波頻率、發(fā)射功率、帶寬等,而在數字通信的射頻測量參數有些與模擬通信一樣,另外多了時(shí)變的參數,如載波的ON/OFF比,相鄰信道功率等。
由此在基帶和調制方面的測量參數,模擬調制通信與數字調制通信的差異非常大,所以采用的測量?jì)x器可說(shuō)是完全不一樣。但是通常能解調數字的儀器也多能應付模擬解調的需求。而在射頻方面的測量參數,則是有一部分是重疊的,所以使用模擬通信的射頻參數測量?jì)x器通常也可以延用到數字通信的射頻測量工作。最典型的是頻譜分析儀,基本上一部頻譜分析儀就可以涵蓋。如果再經(jīng)過(guò)適當的“變化處理”,還可以測量數字通信的相關(guān)射頻的參數。裝載不同的特定軟件,一個(gè)頻譜分析儀可變成GSM、DECT、NADC、CDMA等測試儀器。它不僅可以測量射頻測試,甚至還能夠解調I-Q信號。
通常頻譜分析儀裝入適當的軟件,比較適合用在生產(chǎn)線(xiàn)的測試站或者是QA相關(guān)部門(mén)。至于用于研發(fā)的,則應該選用較高性能的測量?jì)x器。適用于研發(fā)的數字通信測量?jì)x器可以分成發(fā)射和接收兩個(gè)部分,不管是具有發(fā)射或是接收分析解調的電子儀器,最好具有能夠擴展功能的能力。如目前在開(kāi)發(fā)GSM系統,則選購的測量?jì)x器就不能只考慮到GSM的測量,還應該選擇未來(lái)能夠應付窄帶CDMA、甚至寬帶CDMA,以及數字視訊的分析儀和信號發(fā)生器。
通常在研發(fā)階段的數字通信儀器可分成5個(gè)部分,基帶信號處理與調制、射頻發(fā)射、射頻接收、解調與分析和通訊協(xié)議等。這對應到電子儀器就會(huì )是一部具有多種調制方式的基帶調制信號發(fā)生器,加上一部具有高性能I-Q調制及高達3 ~4 GHz的射頻信號發(fā)生器;在接收方面,通常一部?jì)x器會(huì )具有各種數字調制信號的解調功能,還有觸發(fā)信號的能力,時(shí)域、頻域和調域的分析能力,射頻接收、解調分析等功能。
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