数字通信技术范文

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通信产业是国民经济结构的重要组成部分，渗透在各行各业中，没有通信技术的服务，各行业的正常运行和发展都会受到严重制约，可以说，不管是人们的日常生活还是工作生产都已经离不开通信技术，一旦出现特殊的社会环境，迫使人们不得不减少外出而需要在室内完成工作或者学习，这时候就需要强大的通信网络来支撑，所以通信技术的发展显得至关重要，随着社会的进步，对通信技术也不断提出更高的要求，只有满足这些需求，通信产业才能更好的生存和发展。当前，我们早已迈进了数字通信时代，所以对数字通信技术进行分析，展望其未来的发展具有重要的现实意义。

1数字通信技术的原理

数字通信系统模型如图1，数字通信就是利用数字信号进行信息的传递，所谓数字信号，在电子电路中是采用二值逻辑中的1和0来进行信息的表示，用多位二值数码的组合表示不同的信息。而在现实中，大多数信息都是模拟信号的形式，可以通过模数转换将其转换为数字信号，然后就可以在数字信道中进行信息的传递。为了保证信息传输的可靠性和保密性，以及为了提高信道的利用率，在传输之前通过对数字信号采用不同的编码方式，能够大大提高抗干扰能力，降低外界或者系统自身噪声的干扰。再利用调制器对信号进行调制，调制之后的信号频谱得到扩展，更适合在信道中传输，充分利用信道，提高传输性能。同时，在数字信号系统中，同步也是非常重要的环节，如果时钟同步或者帧同步不准确，也会直接导致信息出错。信号通过有线或者无线信道传输到接收端后，再经过解调、译码后可恢复信息。在数字通信系统中极其重要的技术还包括程控交换，在最初的电话交换机的基础上逐步发展为数字程控交换机，利用存储着交换控制程序的计算机来控制信息的接驳，信息的类型从最初单一的语音发展为多种形式的数据信息，程控交换机的使用使得通信系统的维护管理更加便捷可靠，增强了灵活性，功能更全面，在一定程度上，通过对软件的控制来增强硬件的功能扩展，从而更好的提供通信服务。

2数字通信技术的优点和缺点

2.1数字通信技术的优点

（1）数字通信技术具有很好的抗干扰性能。信息在通过信道传输的过程中，不可避免的会受到来自外界或者自身的噪声干扰，但是数字信号不同于模拟信号，数字信号本身是离散的信号，通常采用二值逻辑来表示，实际应用中可以用脉冲的两种不同状态代表1和0，只要能控制噪声信号不严重破坏脉冲的两种状态，就可以在接收端被识别，在这一点上，模拟信号是不能够相比的，噪声对模拟信号的影响是很明显的，很容易使信号失真，所以相对来说数字通信技术的抗干扰能力强于模拟通信技术。（2）数字通信技术有较好的保密性能。用数字信号进行信息的表示、存储和传输，更便于对信息加密，可以将数字信息进行各种运算处理，对其进行伪装，常用的方法就是采用密钥技术，一般密钥很难被外界破解，从而保证了通信信息的保密性。（3）数字通信技术能实现远距离的高质量信号传输。信号在传输过程中，距离越长，损耗越大，那么就必须对信号进行放大，但是同时也会放大噪声，甚至噪声可能会覆盖有用信号。在采用数字通信后，由于数字信号的波形在失真后可以通过整形电路恢复原有的信息，利用再生中继器可以大大增加传输距离，同时又保证了信号的不失真性。（4）数字通信技术支持多种形式信息传输。随着计算机、多媒体技术的发展，人们对信息的需求呈现多样性，但是不论何种形式的信息，都可以转换成数字信号，所以数字通信技术的普及也促进了综合业务数字网的形成。（5）数字通信系统普遍采用大规模集成电路，具有体积小、重量轻、耗电低、后期维护方便等等优势。另外随着光纤技术的发展，现代通信大量使用光纤作为传输媒介，大大节省了成本，提高了传输速度，加强了信息的保密性。

2.2数字通信技术的缺点

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中图分类号：TN914.3 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）05-0056-01

1 引言

在广播传输中，为了促进传输质量的提高，为人们接收广播创造良好的条件，离不开相关技术的运用。数字微波通信与卫星数字通信技术在通信领域具有重要意义，对提高传输质量具有重要作用，是广播传输中不可忽视的技术类型。下面将结合广播传输的实际工作，对这两种技术的运用进行探讨分析。

2 数字微波通信技术在广播传输中的运用

2.1 基本的原理

在空气中传播的时候，微波与光波的传播特性相同，呈现出直线前进的方式。传播中如果遇到阻拦就会被反射或者阻断。数字微波通信的方式主要是视距通信，传输中容易受到多种因素的负面影响，例如地球曲面等。如果需要进行远距离通信，应该采用接力传输的方式，对信号进行多次中继转发，从而满足传输工作的需要，到达指定的地点。在数字微波传输线路中，终端站位于线路的两端，而中继站则位于传输线路上，一般隔50km设置一个，整条线路上设有几个甚至几十个。它们的作用是接收数字信号并进行放大，转发至下一个中继站，通过这种方式达到提高数字信号传输质量的目的。数字微波通信常用频段为1.4GHz、4GHz、7GHz、8GHz、13GHz、15GHz，广播系统常用8GHz频段。

2.2 功能与特征

微波频率高，波长较短，可用频带宽，频率在300MHz―300GHz之间，具有其他电波不可比拟的优势。数字微波信息容量大，传播质量高，满足实际工作的需要，包括卫星数字通信系统在内的数字通信系统都工作在微波地段。另外，数字微波网络组网灵活，传播质量高，建设速度快，能够节约投资，受自然环境的影响较小，具有较强的抵抗自然灾害的能力，是网络传输的重要方式，得到十分广泛的运用。

2.3 具体的运用

数字微波通信通过地面视距进行广播节目信息传送，传输过程中运用数字化处理技术，这样不仅能够抵抗传输中遇到的干扰，还能够提高传输质量，更好满足广播传输的需要。广播电台运用多路数字传输终端设备，设备包括发端机和收端机，并拥有数字微波接口和光端接口。发端机可将信号、数据转换成数字序列，送往微波调制机和光调制机传送，然后通过功放和天线发射出去。收端机将收到的码流进行信道解码，纠错解码电路。对广播电台节目信号来说，它能够通过数字微波通信系统完成，传输线路两端设有传输设备，发挥各自的功能，完成信号的传输，满足广播对信号的需要。

3 卫星数字通信技术在广播传输中的运用

3.1 基本的原理

广播卫星有C波段和Ku波段转发系统，发射站将广播电台播控中心送来的信号进行处理，调制、上变频、高功率放大后，向卫星发射C波段和Ku波段信号。同时也接收卫星下行转发的微波信号，监测卫星转播节目质量。星载转发器接收地面上行站送来的微波信号，经放大、变频、放大后，发射到地面服务区。

3.2 功能与特征

卫星数字通信能够实现两个或者多个地面站的长距离大容量通信，是广播传输的主要方式之一，具有自身显著的特征，其覆盖面积十分广泛，信息传输质量高，能够节约投资，方便维护，信号容易处理，可以满足更多用户的需要，在实际工作中得到广泛的运用。

3.3 具体的运用

3.3.1 卫星数字广播

在广播电台数字传输系统中，卫星数字广播传输是不可缺少的。整个节目的采集、制作、播控，所有节目信号通过光缆、微波传输至卫星地球站，实现广播电台节目全面上星。

3.3.2 卫星转播车

在传输过程中有多种不同的传播方式，卫星、地面微波、地面电信线路都能够实现传播，传播内容包括视频、音频、网络节目。在具体运用中，主要为大型转播现场提供综合传输信号，同时可以作为现场视频、音频信号采集、播控平台，能够实现四路标清视频转播信号，多路音频转播信号的采集，控制。

3.3.3 现场直播车

通过运用该方式，能够实现广播节目、网络视频、音频直播，系统包括车载平台、节目操控系统、电信传输系统等。通过现场直播车的支持，能够为节目直播提供平台，为频道提供现场直播机房，有线数据通讯，卫星传输等，还能够为电台网站多路视频直播信号采集系统，控制系统等等，满足现场直播的需要，更好的为观众接收节目提供方便。

4 结语

总之，数字微波通信与卫星数字通信技术具有自身的显著特点和优势，满足广播传输的需要，在具体运用中具有重要作用。今后随着技术的发展和进步，多元化、网络一体化是这些技术的发展趋势。在具体工作中，通过这些技术的运用，不仅会提高系统集成化水平，使系统的功能进一步增大，增强广播传输的安全性，还会提高广播传输的质量，更好的满足人们需要，推动广播传输的进一步发展。

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前言：最近这些年，电子式互感器越来越多的应用于各地的数字化变电站。电子式互感器能够大面积普及，主要要感谢今年嵌入式技术和以太网的通信技术获得了长足的发展。电子式互感器与传统的电磁式互感器相比，具有相当大的优势，今后取代电磁式互感器的地位已属必然。电子式互感器在功能上分为数字信号处理和数字通讯两大部分。由于电气量采集方式的改变，数字同步问题逐渐凸显，成为了一个亟待解决的问题，另一方面数字通信问题也不可忽视。本文将重点研究数字同步和数字通信问题，为当前电子式互感器的发展提供解决方案。

一、电子式互感器的概念和特点

1、电子式互感器的概念。电子式互感器分为两个大类，一种是光学无源式，另一种是非光学有源式。这两类的共同特点是都要通过采集器来采集模拟电信号，然后进行将采集来的电信号下传的功能。光学无源电子式互感器和非光学有源电子式互感器的主要区别在于传感原理和外部接口。非光学有源电子式互感器又有一个别名，叫做罗氏有源电子式互感器，因为在这种电子式互感器的内部结构中，需要使用罗氏线圈来将电信号下传，拥有广阔的应用前景和强劲的发展势头。而光学无源电子式互感器则是利用光学原理来进行传输信号的工作，在信号变换上有自身的优势[1]。

2、电子式互感器的特点。电子式互感器之所以能够快速普及，是因为它解决了过去的电磁式传感器存在的一些固有问题。首先电子式互感器在精度上有了较大的飞跃，而且它的精度比较不容易受到外界因素的影响，相对稳定。其次，由于电子式互感器卓越的绝缘性质，使它在使用时的安全系数大大提高了。第三，电子式互感器的动态范围大，规避了其他互感器开路或者短路的意外风险。第四是电子式互感器没有铁芯，不必担心铁磁谐振。第五是电子式互感器灵活、轻便，适合于移动工作[2]。

二、电子式互感器与数字同步

数字同步技术对于整个电力系统有着特殊的重要意义，由于电力设备类型的不同，不同的电力设备产生的电压信号和电流信号都必须通过数字同步技术来实现统一。在目前的技术水平限制下，PPS码和B码是使用最为广泛的两种同步方式。这两种同步方式的共同点是能够以秒为单位来实现同步，其同步频率较高，能够对数字偏差进行实时地调节[3]。在电力系统中，各种不同种类的设备从产生电压和电流信号到数字同步处理完成的整个过程当中，最严重的问题就是告诫FIR滤波器导致的群延迟，这是导致数据同步出现延时的一个主要问题[4]。解决这个问题，光是靠从前所谓的插值运算是无法解决的。因为传统的插值运算方法在采集到处理的整个过程中无法对电流和电压信号进行有效的操作和控制。要解决这个问题，必须换一个思路，尝试用一种新的方式，即两极同步的方式来进行处理。两极同步的方式的优势主要有：首先两极同步可以用数字移相器将滞后的数字信号前移；其次，可以在使用差值计算的同时对信号进行精确处理。但是这个方式仍然有一些问题，在实际运用中要特别注意。

三、电子式互感器与数字通信

在讨论电子式互感器与数字通信技术的关系时，需要先了解使用IECE标准的MU服务器的基本结构。如果我们熟悉MU服务器的基本结构，我们就应当能够发现，在实际工作过程中，服务器所采集的十几路数字信号最后被分配到了两路数据集当中。在现有的技术水平限制下，测量值和保护值在发送时需要考虑到多种因素，为了在实际上保证数字通信的顺利进行，需要在发送时把握好时间差。这是因为采样值需要和对应的电压和电流信号一起发送。

结论：在现代社会中，电是所有行业的生命线，维护电力系统的高效与稳定是每个电力人的夙愿和追求。由于不同的电子设备标准配置千差万别，电压和电流信号并不相同，就需要在数字化变电所中实现互感。新的电子式互感器解决了以往电磁式互感器的问题，逐步普及，进而取代了电磁式互感器的地位。本文首先婆媳了电子式互感器的概念和特点，介绍了电子式互感器之所以能够快速普及的原因，进而深入讨论了电子式互感器与识字同步技术和识字通信技术的关联和应用以及相关的局限。本文在讨论解决技术相关问题局限上提出了自己基于实际研究工作的观点和看法，为电子式互感器的应用做出了微薄的贡献。

参 考 文 献

[1]罗彦.IEC61850标准在智能变电站过程层中的应用研究[D].大连理工大学，2012.

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关键词:

电子式互感器；数字同步；数字通信

在数字化变电站运行过程中，电子式互感器在电力测量和电力保护方面发挥着非常重要的作用。在实际应用过程中，数字同步技术和数字通信技术是非常重要的部分，直接影响着电子式互感器的性能。通过应用数字同步技术和数字通信技术，可以将已有的信息成果转化成准确性、可靠性更高的生产力投入电力系统中，可以显著降低电力系统运营成本，促进电力行业的持续化发展。

1电子式互感器介绍

1.1电子互感器的基本概念

在进行电子式互感器结构设计时，需要借助采集器来完成高精度采集模拟电信号的工作，这样才能确保电信号进行正常的传递，完成工作。在电子式互感器中，最为重要的内容是外部接口数字化和传感原理新型化。在光源无源电子传感器中，使用光学器件来进行信号的传输和采集，这样才能提高信号的传递功能。除此之外，还存在一种非光学有源电子式互感器，借助高压测电子回路来对高精度的电子信号进行采集，使用罗氏线圈等方式来对数据进行应用，并且传输信号给低压电位[1]。

1.2电子互感器的主要特点

随着社会的不断发展，科学技术也在快速的发展过程中。在电力系统中，数字化和智能化也在快速的普及，电子式互感器能够充分的满足实际的需求，并且其具备较高的精确度，设备在不同的运行状态下都可以进行很好的测量。与此同时,电子式互感器具有良好的绝缘性，操作起来也十分安全，并不会存在短路或者开路的现象。在电子式互感器中，不存在铁芯，所以不会出现铁磁谐振的现象，并且便于携带、轻便。

1.3电子互感器的配置原则

处于110千伏以上的电压环境中，需要对资金的投入量和技术问题进行全面的考虑，可以使用常规互感器和电子式互感器来进行配置；处于66千伏以下的电压环境中，以配置敞开配电装置为基础，再使用常规传感器和电子式传感器。

2电子式互感器的整体框架

如下图1所示为电子式互感器的整体框架图。其中，高压测信号采集器的功能是对电信号进行模拟，并且在高精准度下对信号进行采集和上传[2]。因此，将电子式互感器的采用机制下移至MU，省去了信号采集器向脉冲传递的操作，大大简化的信号传递系统。多个路线在信号采集结束之后，在MU处进行汇合打包，使用通信协议栈向以太网来进行采样测量值数据包的发送，这一操作过程也直接决定了MU的特点即功能：多任务性和时效性。但是，从另一方面进行分析，由于IEC61850标准的具备更强的灵活性和互操作性等特点，使得MU的时效性大大减弱，并且使得通信协议栈更加的复杂化。为了有效的解决上述问题，降低任务实现的难度，制定出最新的标准即，IEC61850-9-2LE。制定的该项新标准在数据采用控制方面进行了调整，选择特地通信服务反映到以太网的链路层，仅仅对协议集的测量值发送服务进行保留，从而大大降低了互操作性，对电子式互感器进行了简化。由于需要对采用测量值进行保护，则在PHY将原有的保护通道扩展为8个，采用点对点的方式来对其进行保护。

3数字同步技术的应用

对于电力系统来讲，由于不同设备在运作过程中产生的电压信号和电流信号不同，并且需要借助公共时钟脉冲处理之后才能进行同步。现有的技术下，使用最为广泛的公共时钟脉冲为：PPS码和B码。这两种类型的公共时钟脉冲主要运用在电压和电流信号的处理过程中[3]。其主要的优势是能够以秒为单位进行同步，确保电压和电流的频率按照每秒一次的状态进行工作。以此基础所形成的以太网PTP时间计算方式能够有效的从传递时间在时钟节点运行过程中所形成的PPT报文的计算方式来进行偏差数值的获取，这样才能够有效的对数值进行调整实现同步。在数据值输送过程中，MU在对所采集到的信息进行数字化处理的过程汇总，能够有效的借助信号干预能力来对信号进行延迟处理，从而有效的解决信号在A/D转换过程中出现的延迟现象。信号在延迟过程中，借助FIR滤波器群来对延迟之后的信号进行处理，并且与MU数字化处理之后的信号进行同步延迟，借助以太网控制器来对所转换的数据信息进行发送。从这一角度进行分析，在电力系统中各种类型的设备在电压和电流信号的产生、传送、处理过程中，最为关键的部分是高阶FIR滤波器装置。假设所有数据信息采集的周期为50us，一般性64阶结构FIR滤波器装置能够起到的延时时间为1.5ms。从这个方面来进行分析，只借助传统意义上的插值运算方法是无法对设备的电流、电压信号在信号采集、传送、处理过程中所产生的延迟问题技能型补偿。因此，需要采取有针对性的方式来对其进行处理，但是，需要注意以下几方面的问题：首先，借助数字移相器来对延时的信号进行处理并且在获得相位均衡的过程中，需要借助阻容网络和运算放大器来组成的结构对移相电路进行表示，电路示意图如下图1所示。由图1可以看出，模拟移相器连续传递的数值与电路示意图1中所显示的电阻值、电容值有着直接的关系。因此，在信号传递、采集和处理过程中引入拉普拉斯变换复变量参数，能够有效的对系统的连续信号进行获取，并且有效的模拟角频率和拉普拉斯变换复变量参数将其引入到移相器中从而进行函数传递。通过对相拼特性进行分析之后发现，图1所示的整个模拟移相器在进行数据处理过程中所显示的移相数值在0-180°范围内进行变化。对模拟移相器进行校正和调节之后，能够有效的获取出方差函数最小点的参数，最终能过获得数字同步处理所需要的数值。其次，使用插值重采样操作方式能够有效的实现电子互感器中数据信息的同步传递，这也是现阶段中使用最为普遍的一种方式。MU能够有效的兼容并且借助两种不同类型的格式码。此外，在FPGA支持下的数据同步处理模块中，能够有效的将时间间隔控制在1S内，并且对同步脉冲头进行均匀的处理，从而形成多个均匀的时间切片，每一个时间切片位置都有一个独立的采样脉冲信号与其相对应。因此来讲，以数据采集和传送过程中所获得的采用脉冲信号为基础，来对数据信息进行插值处理，能够有效的实现数据信息的同步。

4数字通信技术的应用

当传感器处于高压环境中时，一般会出现一些数值较小的模拟量。在数据信号进行传递的过程中，为了有效的降低对能源的损耗，一般采用离散数据信号来进行传递。但是，在光纤通信过程中，可以将光信号转变为电信号，降低了能耗的损耗，并且完成了信号传递工作。与模拟通信进行比较，数字通信具有较高的传递质量，这也是为什么在通信系统中使用广泛的重要原因之一。在数字通信中，采用数据编码的方式来对电路中的电信号进行调制，使其转变为光信号在光纤中进行传递。借助光电转化器来对光信号进行接收，然后再将光信号转换为数字信号，从而完成信号传输的工作。数字广信通信中最为主要的信号是光源。因此来讲，选择传输码就显得极其的重要。大多数码型都可以使用在光纤通信中。但是，在实际的选择过程中，需要重点选择一些具有独立性的比特序列，这样可以大大减少获取或者接收失误码的现象。为了更好的对信号进行信息的提取，不能出现长串的1或者0，并且还需要对码速率进行有效的控制，降低码光功率的消耗。由于电子式传感器存在一定的传输距离，有可能无法及时的供应能量，因此，无法使用上述的编码方式来实现数据信号的传递。因此，借助数字传输的方式，使用数据编码、异步串行传输的方式来进行数据信号的传递，能够有效的保证数据的真实性和精确度。在光纤数字通信过程中，需要采用编码工具来对数字信号进行编码，然后再将数字信号转变为光信号在光线中进行传输。在电子式互感器中，也可以使用数字编码、信号转变的方式来进行信号的传递。通过对电子式黄安琪的特点进行分析，在数据信号传递的过程中，可以使用门电路触发器和双温触发器等。在数据开始进行编码之前，需要借助双温触发器来对数据的输出状态进行翻转，如果数据显示为0，则双温触发器的状态保持不变；如果数据显示为1，则需要再次对双温触发器进行翻转。采用这种编码方式进行数据信号处理时，为了更好的发挥其功效，需要对状态为0的编码电路进行确定，并且根据系统时钟频率的二分之一来进行数据时钟频率的确定。在低电压测，为了更好的对原始的数据信号进行解码，需要在低电压测对数据和时钟进行恢复，这样才能更好的解码数据信号。在数据通信技术的使用过程中，时钟信号的重要性不容忽视，直接对影响到电子互感器系统中信号的传递质量等。在进行时钟信号恢复过程中，主要是为了获取更加真实有效的数据信号，因此，需要将信号中存在的抖动和噪音去除，以便于更好的进行后续的工作。在这种情况下，系统才能提供更加真实有效的信号，对稳定的数据信号进行恢复，为系统的正常运行提供强有力的支持。

5结论

综上所述，电力式互感器作为电力系统运行状态控制和检测时常用的一种设备，对电力系统网络运行的稳定性优比较大的影响。随着科学技术的不断发展，数字技术在电子互感器中得到了广泛的应用，提高了电子式互感器的质量。

参考文献：

[1]杨新华,殷玉洋,韩永军.电子式互感器数字接口的研究与设计[J].工业仪表与自动化装置,2012,02:40-43+47.