模拟信号载波数字信息—

【摘要】因为数字传输技术具有信号传输的安全性高、可靠性高、抗干扰性强，所以通信系统中往往要实行经典的PCM编码进行模数信号转换。4G通信系统信息传输速度可达到10-100Mbps，能够快速传输高质量的音、视频和图像等信息；而5G通信系统，峰值速率可达到1Gbps，能够满足几乎所有用户对于无线服务的需求。而本文所讲述无线电模拟信号载波数字信息传输过程中新PCM编码，在不增加4G通信系统基站总数量的情况下，理论信息传输速度可达到3Gbps,可进一步挖掘4G通信系统的信息传输速度潜力，继续为网民服务。

关键词：7G网络，7G高速网络，6G物联网，6G互联网，6G网络，5G宽带，5G互联网，2G/3G/4G网络挖潜，新编码，新PCM编码，模数信号，模数载波，挖掘4G通信系统潜力，
一、因数字信号抗干扰性强，通信系统中模拟信号的数字传输非常必要，如果在通信系统的收、发终端分别安装一个模-数信号转换装置,即可实现通信系统中模拟信号的数字传输了
[1]。
二、近年来，通信技术不断发展，通信系统中模拟信号的数字传输技术也在不断的得到改进和创新，本文浅谈一下与经典PCM编码不同的、通信系统中模拟信号与数字信号转换及载波的新PCM编码问题，如有不当和错误之处，还请有关大咖批评指正，
　　本文的新PCM编码：首先我们可以在通信系统的发送终端、接收终端分别安装模拟信号载波数字信息的收发装置,通过无线模拟信号传输技术实现通信系统中的数字信息载波通信的高速传输问题，充分挖掘现有的2G、3G、4G网络通信系统信息传输的速度，发挥并利用现有网速的余热。
与经典的PCM编码类似，新PCM编码如下：
（1）抽样——是把时间连续的模拟信号转换成时间上离散、幅度连续的抽样信号;
（2）量化——是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散、幅度离散的数字信号;
（3）编码——是将量化后的时间离散、幅度离散的模拟信号与脉冲供电信号、限幅电压关联，将二进制数字信息的“1”与模拟信号的非零（大）幅度对应，数字信息的“0”与模拟信号的零（小）幅度对应，
在发送终端，通过计算机CPU的高速数字信息处理功能，使用脉冲供电信号控制模拟信号的收发，在最小单位抽样时间t内，如在1皮秒时间内，（最快的晶体管CPU的运行以皮秒计），将要发送的二进制数字信息的“1”与脉冲供电信号的“有”或“1”关联或同步，二进制数字信息的“0”与脉冲供电信号的“无”或“0”关联或同步，再通过脉冲供电信号的“有”或“1”与模拟信号的限幅电压U的“有”（高压）或非0伏（高压）关联或同步，通过脉冲供电信号的“无”或“0”与模拟信号的限幅电压U（恒值低压）的“无”或（非）0伏（恒值低压）关联或同步，即有脉冲信号时则模拟信号的限幅电压U为非0伏（高压），无脉冲信号时模拟信号的限幅电压U为（非）0伏（恒值低压），（|非0伏（高压）| > |（非）0伏（恒值低压）|），将抽样、量化、编码后的模拟-数字信息通过无线电波信道传输，将若干二进制数字信息的“1”或“0”的数字信息通过载波在离散的脉冲模拟信号中发送到接收端，在接收终端 ,经过模拟信号载波数字信息的收发装置,收到发送方发送的若干二进制数字信息。
新PCM编码方法的信息传输速度取决于计算机CPU的数字信息处理速度及内存的存取速度（使用DDR5内存时，预测网速可达516.8Gbps），及模拟信号载波数字信息的收发装置对时间的单位抽样大小、单位幅度量化的大小，CPU的数字信息处理速度越快，单位抽样越小，单位幅度量化越小，则模拟信号中能够载波的数字信息就越多，通信系统信息传输速度就越快。新PCM编码、话音模拟信号载波数字信息示意图，如图1所示。

因新PCM编码主要与CPU的数字信息处理速度、内存的存取速度极度相关，与波长、频率关系不大。
通常情况下，长波甚低频通信 (VLF通信频率在3kHz ～ 30kHz，长波波长在100Km ～10Km之间)，长波通信主要沿地球表面进行传播，也可在地面与电离层之间传播，传播距离可达几千Km甚至上万Km。长波不但能穿透海水，还能穿透土壤，因此长波多用于海面上下、地下的通信与导航业务。
若使用本新PCM编码方法，并选择适当的长波无线电通信技术，如选择长波波长在100Km的长波通信技术，则可用于岸上指挥所直接对一定深度的水下潜艇进行高速通信，使得岸上指挥所与潜艇之间的通信速度能够得到极大的提高，潜水艇不必上浮，在保障了潜水艇的隐蔽性的同时，又保证了通信的高速度。
另外，一般所说的超短波通信甚高频通信（VHF通信频率在30MHz～300MHz，超短波波长在10米～1米之间）及分米波特高频通信（UHF300MHz～3000MHz，波长在10分米～1分米之间），主要以直线视距方式进行传播，二者主要广泛应用于传送电视、调频广播、雷达、导航、移动通信等业务中。
若使用本新PCM编码方法，理论上，在现有的2G、3G、4G通信系统设施基础上，在通信系统的发送终端、接收终端安装模拟信号载波数字信息的收发装置，在不增加基站总数量的情况下,无论是2G、3G、还是4G通信系统，信息传递速度均可以成倍增加，若CPU的主频在3.0GHz，则通信系统的网速均有望达到3.0Gbit/秒，充分挖掘了现有2G、3G、4G通信系统信息传输速度的潜力，在5G普及之前，继续发挥2G、3G、4G通信系统基础设施的余热。
三、结语
　　本文新PCM编码方法在若干模数转换方法、模数载波通信方法中独树一帜，显得与众不同。随着科学技术的发展，模数转换方法、模数载波通信方法也随之增多，通信系统的通信技术也将不断的翻新，除新PCM编码方法外，最具前景的无线量子通信装置等技术或无线电子纠缠通信等技术也必将得到开发、普及、应用与发展，并将服务于世界人民。
参考文献：
[1]韩涛.通信系统中的模拟信号的数字传输技术探析[J].电子技术与软件工程2015年。

上文“模拟信号载波数字信息——新PCM编码”，选自国家级综合刊物《锦绣》ISSN 1674-5140 ,CN 51-1710/TS,2020.18 ,截图如下：

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