數(shù)字電子技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

　　模擬信號與數(shù)字信號間的轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)了物理世界與數(shù)字世界間的連接。 網(wǎng)絡(luò)傳輸作為一種技術(shù)手段,改變了人與人、人與物的聯(lián)系方式,互聯(lián)網(wǎng)正在引領(lǐng)時代的潮流。 數(shù)字電子技術(shù)推動了有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)進(jìn)步。 敘述了數(shù)字電子的技術(shù)優(yōu)勢,對其在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中的應(yīng)用原理和形式進(jìn)行了分析。

　　《數(shù)字通信世界》(月刊)創(chuàng)刊于2005年，是由信息產(chǎn)業(yè)部主管，電子工業(yè)出版社主辦的通信類綜合月刊，面向國內(nèi)外公開發(fā)行。秉承“為技術(shù)創(chuàng)新和企業(yè)升級服務(wù)”的宗旨，立足數(shù)字通信產(chǎn)業(yè)，積極宣傳報(bào)道政府宏觀產(chǎn)業(yè)改革;密切關(guān)注通信行業(yè)最新動態(tài)趨勢;及時傳播現(xiàn)代企業(yè)管理觀念;準(zhǔn)確解讀信息產(chǎn)業(yè)營銷策略;大膽預(yù)測數(shù)字通信市場、技術(shù)、運(yùn)營、業(yè)務(wù)發(fā)展前景及走勢;致力探索、推介通信行業(yè)管理創(chuàng)新模式、最新技術(shù)、設(shè)備、產(chǎn)品。

　　1 數(shù)字信號的技術(shù)特征及優(yōu)勢

　　1. 1 良好的抗噪聲能力

　　數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)了模擬信號的 A / D 轉(zhuǎn)換，建立于 0、1 世界的數(shù)字信號，有著模擬信號無法比擬的抗噪聲干擾能力。 二進(jìn)制數(shù)字可以描述更加精確的信號，當(dāng)然這需要數(shù)字信號處理電路來實(shí)現(xiàn)，數(shù)字處理電路的同質(zhì)性使它極易擴(kuò)展。在模擬電路中，分辨率的提升需要整個傳輸電路噪聲特性的同步提升，這是很難實(shí)現(xiàn)的。 而在數(shù)字系統(tǒng)中，即使不改變硬件電路，通過控制軟件添加新功能很容易。 產(chǎn)品的遠(yuǎn)程維護(hù)得以實(shí)現(xiàn)，后臺軟件升級與現(xiàn)場產(chǎn)品升級工作可以異地同步進(jìn)行。

　　1. 2 低功耗、低成本技術(shù)措施

　　數(shù)字處理電路的 A / D 和 D / A 環(huán)節(jié)增加的電路的復(fù)雜性，電子元器件的增多帶來了功耗的增加，產(chǎn)生更多的熱量，可能引起熱沉故障。數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用，在采用電池供電的便攜設(shè)備中受到了限制。 比如在采用電池供電的蜂窩移動電話中，來自基站的無線電信號一般由低功率的前端模擬電路進(jìn)行放大和調(diào)制。基站具備網(wǎng)格電源，可以使用能耗較高的軟件無線電來增加靈活性，基站可以通過重新編程來適應(yīng)新的蜂窩標(biāo)準(zhǔn)信號。

　　將連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號，可能會引入量化錯誤，信號保真度的實(shí)現(xiàn)取決于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)量。小批量的數(shù)字電路單價較高，確定合適的數(shù)字信號量十分重要。 奈奎斯特香農(nóng)采樣定理對于準(zhǔn)確描述一個給定模擬信號所需的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)量給出了指導(dǎo)原則。

　　在大塊數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，如果一個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)丟失或亂碼，可能使整個數(shù)據(jù)失去價值。 依據(jù)“ 懸崖效應(yīng)” 理論，處于故障邊緣的系統(tǒng)難以判別，失敗之前能夠承受的噪音限制無法評估。

　　1. 3 數(shù)字信號的容錯機(jī)制

　　魯棒性數(shù)字系統(tǒng)減小了數(shù)字的脆弱性，奇偶校驗(yàn)等錯誤管理方法被應(yīng)用到信號傳輸系統(tǒng)。借助這些錯誤檢查方案，可以對錯誤進(jìn)行糾正或請求數(shù)據(jù)重發(fā)。 設(shè)計(jì)狀態(tài)機(jī)中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換邏輯，通過未使用狀態(tài)來觸發(fā)復(fù)位或其他錯誤恢復(fù)指令。 在進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲和傳輸時，可以通過錯誤檢測和校正技術(shù)中的額外數(shù)據(jù)，對傳輸和存儲中的錯誤進(jìn)行糾正。數(shù)字處理技術(shù)容易受到單位錯誤的影響，但當(dāng)?shù)讓颖忍刈銐蚩尚艜r，錯誤發(fā)生的概率極低，這些技術(shù)是可行的。 在 CD - ROM 中，以線性脈沖編碼存儲的調(diào)制，當(dāng)一個音頻數(shù)據(jù)位錯誤時，最糟糕的情況是進(jìn)行一次單擊。當(dāng)使用壓縮技術(shù)來進(jìn)行音頻存儲和下載時，一個數(shù)據(jù)位的錯誤，可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)損壞。

　　2 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中的數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用

　　2. 1 網(wǎng)絡(luò)信號的數(shù)字化處理技術(shù)

　　在數(shù)字電子技術(shù)中，對信號進(jìn)行數(shù)字化處理時，應(yīng)十分重視抽樣和量化環(huán)節(jié)。抽樣是對模擬信號進(jìn)行分離，量化是將連續(xù)信號轉(zhuǎn)化成離散信號，在編碼過程中，實(shí)現(xiàn)對數(shù)字信號的編碼，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)構(gòu)成最終傳播的信息流。

　　2. 2 數(shù)字網(wǎng)絡(luò)信號后處理技術(shù)

　　近年來信息技術(shù)發(fā)展迅速，在數(shù)字電路信號處理領(lǐng)域數(shù)字電子技術(shù)有著無法比擬的優(yōu)勢。數(shù)字電子技術(shù)，首先要實(shí)現(xiàn)模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)變，完成對數(shù)字電子信號的后處理，再轉(zhuǎn)換回模擬信號。 因此，在網(wǎng)絡(luò)信號的數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用中，數(shù)字電路的轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)更加便捷、高效，數(shù)字電路的優(yōu)勢得到了最大程度的發(fā)揮。既滿足了對數(shù)字電路信號的設(shè)計(jì)需求，同時擴(kuò)展了數(shù)字化技術(shù)在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用領(lǐng)域。 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，用于提高網(wǎng)絡(luò)信號傳輸質(zhì)量的算法逐漸增多，數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用為這些算法實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)，一些加密算法也得以實(shí)現(xiàn)。

　　2. 3 網(wǎng)絡(luò)展開信號處理技術(shù)

　　在數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用中，數(shù)字電路信號和網(wǎng)絡(luò)信號采用二進(jìn)制編碼，這些代碼本身也是數(shù)字信號，數(shù)字電子技術(shù)既可以滿足數(shù)字電路信號處理需求，同時也可以對網(wǎng)絡(luò)信號進(jìn)行處理。因此，數(shù)字信號憑借更加便捷的處理方式和卓越的抗干擾能力，在日常生活中得到了廣泛應(yīng)用，同時提供了一種更加便捷的連接方式。

　　數(shù)字信號的離散特性，使它具備了模擬信號無法匹敵的抗干擾能力，數(shù)據(jù)加密技術(shù)成為數(shù)字網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臉?biāo)配，受到人們的信賴，可以說網(wǎng)絡(luò)展開信號的數(shù)字處理技術(shù)極大地拓展了其應(yīng)用的廣度和深度。

　　2. 4 網(wǎng)絡(luò)信息處理技術(shù)

　　數(shù)字電子技術(shù)是進(jìn)行集成物件和電路的應(yīng)用以及重要意義的相關(guān)研究、進(jìn)行對芯片各個功能方面的集成以及進(jìn)行對邏輯門電路和時序電路組合的研究分析和設(shè)計(jì)的一門學(xué)科。想要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)集成芯片和電路組合的想法以及對各種電路和集成元件的研究和分析就離不開數(shù)字電子技術(shù)。 由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，所以數(shù)字電子技術(shù)在信號的處理方面強(qiáng)勢突顯。數(shù)字電子技術(shù)也同時豐富了網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容，這雙方是互利互惠的關(guān)系。 數(shù)字電子技術(shù)能夠很好地利用適當(dāng)?shù)谋壤D(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號，然后利用數(shù)字電路對這些數(shù)字信號進(jìn)行相應(yīng)的整理，最后向外傳播出所需要信息轉(zhuǎn)換成的模擬信息，從而在很大程度上表現(xiàn)出數(shù)字電路對信號處理的強(qiáng)勢，并且讓網(wǎng)絡(luò)信息的傳達(dá)速度和效果得到了顯著的提升。

　　3 結(jié)語

　　網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)拉近了人與人之間的距離，溝通變得方便快捷，可以說網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)改變了人們的生活方式。數(shù)字電子技術(shù)拓展了一個全新的維度，大量的控制算法得以實(shí)現(xiàn)，數(shù)字電子技術(shù)的出現(xiàn)變革了網(wǎng)絡(luò)通信方式。 模擬通信技術(shù)中無法解決的噪聲難題，在數(shù)字電子領(lǐng)域找到了最簡便的解決方案。近年來無線終端市場的井噴式發(fā)展，推動了無線通信技術(shù)快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)通信中的數(shù)字電子技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展。

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　　作者簡介:

　　樊慧珍(1977 - ),女,廣西南寧人,主要從事電子信息技術(shù)方面的研究。

　　項(xiàng)目來源: 廣西科技計(jì)劃項(xiàng)目資助 ( NO. 桂科AD16380159);桂林市科技項(xiàng)目資助( NO. 20170119 - 1) 。