數字通信技術與儀器測量技術
2015-09-04
隨著數字無線通訊時代的來臨，原本一些日常使用的通訊設備也逐漸開始數字化了。
數字通信技術與應用
現今的各種通信系統基本上可以用“調制方式”來區分以及分類：
1. MSK/GMSK: 為歐洲蜂窩移動電話GSM以及AMPS的移動數據傳輸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：為歐洲數字無繩電話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。
一般來說，“通信”是一項成熟的技術，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音做任何型式的變化，而數字通信一開始就將模擬型式的音頻語音信號進行數字化處理。因此數字調制不僅可以傳送音頻語音信號，而且還可以進行數據通訊的傳輸；
· 其次，模擬通訊的調制技術只有調幅、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單的事情，因此模擬通信在處理射頻傳輸的技術只有頻分多址(FDMA)/頻分雙工(FDD)；而在數字通信方面，有多種技術可供選擇，如頻分多址、時分多址或碼分多址，且在收發雙工方面，除了FDD之外，也可以采用TDD的雙工技術。
儀器測量技術與應用
從上述的分析比較中，我們可以發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，所以采用的測量儀器可說是完全不一樣。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儀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。如果再經過適當的“變化處理”，還可以測量數字通信的相關射頻的參數。裝載不同的特定軟件，一個頻譜分析儀可變成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，比較適合用在生產線的測試站或者是QA相關部門。至于用于研發的，則應該選用較高性能的測量儀器。適用于研發的數字通信測量儀器可以分成發射和接收兩個部分，不管是具有發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。如目前在開發GSM系統，則選購的測量儀器就不能只考慮到GSM的測量，還應該選擇未來能夠應付窄帶CDMA、甚至寬帶CDMA，以及數字視訊的分析儀和信號發生器。
通常在研發階段的數字通信儀器可分成5個部分，基帶信號處理與調制、射頻發射、射頻接收、解調與分析和通訊協議等。這對應到電子儀器就會是一部具有多種調制方式的基帶調制信號發生器，加上一部具有高性能I－Q調制及高達3 ～4 GHz的射頻信號發生器；在接收方面，通常一部儀器會具有各種數字調制信號的解調功能，還有觸發信號的能力，時域、頻域和調域的分析能力，射頻接收、解調分析等功能。
數字通信技術與應用
現今的各種通信系統基本上可以用“調制方式”來區分以及分類：
1. MSK/GMSK: 為歐洲蜂窩移動電話GSM以及AMPS的移動數據傳輸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：為歐洲數字無繩電話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。
一般來說，“通信”是一項成熟的技術，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音做任何型式的變化，而數字通信一開始就將模擬型式的音頻語音信號進行數字化處理。因此數字調制不僅可以傳送音頻語音信號，而且還可以進行數據通訊的傳輸；
· 其次，模擬通訊的調制技術只有調幅、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單的事情，因此模擬通信在處理射頻傳輸的技術只有頻分多址(FDMA)/頻分雙工(FDD)；而在數字通信方面，有多種技術可供選擇，如頻分多址、時分多址或碼分多址，且在收發雙工方面，除了FDD之外，也可以采用TDD的雙工技術。
儀器測量技術與應用
從上述的分析比較中，我們可以發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，所以采用的測量儀器可說是完全不一樣。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儀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。如果再經過適當的“變化處理”，還可以測量數字通信的相關射頻的參數。裝載不同的特定軟件，一個頻譜分析儀可變成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，比較適合用在生產線的測試站或者是QA相關部門。至于用于研發的，則應該選用較高性能的測量儀器。適用于研發的數字通信測量儀器可以分成發射和接收兩個部分，不管是具有發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。如目前在開發GSM系統，則選購的測量儀器就不能只考慮到GSM的測量，還應該選擇未來能夠應付窄帶CDMA、甚至寬帶CDMA，以及數字視訊的分析儀和信號發生器。
通常在研發階段的數字通信儀器可分成5個部分，基帶信號處理與調制、射頻發射、射頻接收、解調與分析和通訊協議等。這對應到電子儀器就會是一部具有多種調制方式的基帶調制信號發生器，加上一部具有高性能I－Q調制及高達3 ～4 GHz的射頻信號發生器；在接收方面，通常一部儀器會具有各種數字調制信號的解調功能，還有觸發信號的能力，時域、頻域和調域的分析能力，射頻接收、解調分析等功能。
最新資訊
