电子测量中的数字通信技术与仪器测量技术
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2020-11-12
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电子测量中的数字通信技术与仪器测量技术电子测量中的数字通信技术与仪器测量技术
随着数字无线通讯时代的来临，原本一些日常使用的通讯设备也逐渐开始数字化了。 数字通信技术与应用
现今的各种通信系统基本上可以用“调制方式”来区分以及分类： 1. MSK/GMSK: 为欧洲蜂窝移动电话
GSM以及AMPS的移动数据传输CDPD采用。 2. BPSK：为Cable Modem所采用。 3.
QPSK/DQPSK：适用于卫星通信、美国的窄带CDMA、北美数字蜂窝系统NADC、日本的PDC以及PHS。
4. OQPSK：为美国的窄带的CDMA以及卫星通信所采用。 5. FSK/GFSK：为欧洲数字无绳电话DECT、数
字寻呼系统POCSAG/FL
随着数字无线通讯时代的来临，原本一些日常使用的通讯设备也逐渐开始数字化了。
数字通信技术与应用
现今的各种通信系统基本上可以用“调制方式”来区分以及分类：
1. MSK/GMSK: 为欧洲蜂窝移动电话GSM以及AMPS的移动数据传输CDPD采用。
2. BPSK：为Cable Modem所采用。
3. QPSK/DQPSK：适用于卫星通信、美国的窄带CDMA、北美数字蜂窝系统NADC、日本的PDC以及PHS。
4. OQPSK：为美国的窄带的CDMA以及卫星通信所采用。
5. FSK/GFSK：为欧洲数字无绳电话DECT、数字寻呼系统POCSAG/FLEX,ERMES所采用。
6. 8/16 VSB：为北美数字电视(ATV)、广播以及数字有线电视所采用。
7. 16QAM：为微波数字通信、数据机、DVB－C、DVB－T所采用。
一般来说，“通信”是一项成熟的技术，但是这通常是指模拟通信，因为数字通信的革命正方兴未艾。首先，模拟通信与数
字通信的差异在于:
· 模拟通信从头到尾都未将音频语音做任何型式的变化，而数字通信一开始就将模拟型式的音频语音信号进行数字化处
理。因此数字调制不仅可以传送音频语音信号，而且还可以进行数据通讯的传输；
· 其次，模拟通讯的调制技术只有调幅、调频和调相等三种，然而在数字调制方面，就只有I－Q调制一种。
· 尤其在射频传输的技术方面，由于模拟信号是不可分割的，但是数字信号则是一件非常简单的事情，因此模拟通信在处
理射频传输的技术只有频分多址(FDMA)/频分双工(FDD)；而在数字通信方面，有多种技术可供选择，如频分多址、时分多址
或码分多址，且在收发双工方面，除了FDD之外，也可以采用TDD的双工技术。
仪器测量技术与应用
从上述的分析比较中，我们可以发现模拟通信与数字通信比较：
· 在基频方面是正弦波对数字位元；
· 在调制方面是AM/FM/PM对IQ调制；
· 在射频传输方面，则是连续波对时变信号。
因此在模拟通信测得是灵敏度，但是在数字通信则变成误码率BER或者帧误码率FER；在模拟通信的调制参数是调制系
数、调制频偏等，而在数字调制则是EVM、I－Q、I－Q 偏值等；在模拟通信的射频测量测载波频率、发射功率、带宽等，而
在数字通信的射频测量参数有些与模拟通信一样，另外多了时变的参数，如载波的ON/OFF比，相邻信道功率等。
由此在基带和调制方面的测量参数，模拟调制通信与数字调制通信的差异非常大，所以采用的测量仪器可说是完全不一
样。但是通常能解调数字的仪器也多能应付模拟解调的需求。而在射频方面的测量参数，则是有一部分是重叠的,所以使用模
拟通信的射频参数测量仪器通常也可以延用到数字通信的射频测量工作。最典型的是频谱分析仪，基本上一部频谱分析仪就可
以涵盖。如果再经过适当的“变化处理”，还可以测量数字通信的相关射频的参数。装载不同的特定软件，一个频谱分析仪可变
成GSM、DECT、NADC、CDMA等测试仪器。它不仅可以测量射频测试，甚至还能够解调I－Q信号。
通常频谱分析仪装入适当的软件，比较适合用在生产线的测试站或者是QA相关部门。至于用于研发的，则应该选用较高
性能的测量仪器。适用于研发的数字通信测量仪器可以分成发射和接收两个部分，不管是具有发射或是接收分析解调的电子仪
器，最好具有能够扩展功能的能力。如目前在开发GSM系统，则选购的测量仪器就不能只考虑到GSM的测量，还应该选择未
来能够应付窄带CDMA、甚至宽带CDMA，以及数字视讯的分析仪和信号发生器。
通常在研发阶段的数字通信仪器可分成5个部分，基带信号处理与调制、射频发射、射频接收、解调与分析和通讯协议
等。这对应到电子仪器就会是一部具有多种调制方式的基带调制信号发生器，加上一部具有高性能I－Q调制及高达3 ～4 GHz
的射频信号发生器；在接收方面，通常一部仪器会具有各种数字调制信号的解调功能，还有触发信号的能力，时域、频域和调
域的分析能力，射频接收、解调分析等功能。
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