�(shù)�通信系統(tǒng)就是信道中傳�?shù)氖菙?shù)字信�(hào)的通信方式稱為�(shù)字通信,它包括將基代數(shù)字信�(hào)直接送往信道傳輸?shù)�?shù)字基代傳輸和�(jīng)載波�(diào)制后在送往信道傳輸?shù)�?shù)字載波傳�。對(duì)�(yīng)的通信系統(tǒng)稱為�(shù)字通信系統(tǒng)�
�(shù)字通信系統(tǒng)可�(jìn)一步細(xì)分為�(shù)字頻帶傳輸通信系統(tǒng)、數(shù)字基帶傳輸通信系統(tǒng)、模擬信�(hào)�(shù)字化傳輸通信系統(tǒng)� 1. �(shù)字頻帶傳輸通信系統(tǒng) �(shù)字通信的基本特征是,它的消息或信號(hào) 具有 “離散”或“數(shù)字”的 特�,從而使�(shù)字通信具有許多特殊的問(wèn)題。例如前邊提到的第二種變�,在模擬通信中強(qiáng)�(diào)變換的線性特性,即強(qiáng)�(diào)已調(diào)參量與代表消息的基帶信號(hào)之間的比例特�;而在�(shù)字通信中,則強(qiáng)�(diào)已調(diào)參量與代表消息的�(shù)字信�(hào)之間的一一�(duì)�(yīng)�(guān)�� 另外,數(shù)字通信中還存在以下突出�(wèn)題:,數(shù)字信�(hào)傳輸�(shí),信道噪聲或干擾所造成的差�(cuò),原則上是可以控制的。這是通過(guò)所謂的差錯(cuò)控制編碼�(lái)�(shí)�(xiàn)的。于�,就需要在�(fā)送端增加一�(gè)編碼器,而在接收端相�(yīng)需要一�(gè)解碼�。第二,�(dāng)需要實(shí)�(xiàn)保密通信�(shí),可�(duì)�(shù)字基帶信�(hào)�(jìn)� 人為 “擾亂”( 加密�,此�(shí)在收端就必須�(jìn)行解密。第�,由于數(shù)字通信傳輸?shù)氖且粋€(gè)接一�(gè)按一定節(jié)拍傳送的�(shù)字信�(hào),因而接收端必須有一�(gè)與發(fā)端相同的節(jié)�,否�,就�(huì)因收�(fā)步調(diào)不一致而造成混亂。另外,為了表述消息�(nèi)�,基帶信�(hào)都是按消息特征�(jìn)行編組的,于是,在收�(fā)之間一組組的編碼的�(guī)律也必須一�,否則接收時(shí)消息的真正內(nèi)容將�(wú)法恢�(fù)。在�(shù)字通信中,稱節(jié)拍一� � “位同步”或“碼元同步�,而稱編組一致為“群同步”或“幀同步�,故�(shù)字通信中還必須有“同步”這�(gè) 重要�(wèn)�� 綜上所�,點(diǎn)�(duì)�(diǎn)的數(shù)字通信系統(tǒng)模型一般可用圖 1-3 所�� 需要說(shuō)明的�,圖中調(diào)制器 / 解調(diào)器、加密器 / 解密�、編碼器 / 譯碼器等�(huán)節(jié),在具體通信系統(tǒng)中是否全部采�,這要取決于具體設(shè)�(jì)條件和要求。但在一�(gè)系統(tǒng)�,如果發(fā)端有�(diào)� / 加密 / 編碼,則收端必須有解�(diào) / 解密 / 譯碼。通常把有�(diào)制器 / 解調(diào)器的�(shù)字通信系統(tǒng)稱為�(shù)字頻帶傳輸通信系統(tǒng)� 2. �(shù)字基帶傳輸通信系統(tǒng) 與頻帶傳輸系�(tǒng)相對(duì)�(yīng),我們把�(méi)有調(diào)制器 / 解調(diào)器的�(shù)字通信系統(tǒng)稱為�(shù)字基帶傳輸通信系統(tǒng),如� 1-4 所�� 圖中基帶信號(hào)形成器可能包括編碼器、加密器以及波形變換等,接收濾波器亦可能包括譯碼�、解密器�� 3. 模擬信號(hào)�(shù)字化傳輸通信系統(tǒng) 上面論述的數(shù)字通信系統(tǒng)�,信源輸出的信號(hào)均為�(shù)字基帶信�(hào),實(shí)際上,在日常生活中大部分信號(hào)(如�(yǔ)音信�(hào))為連續(xù)變化的模擬信�(hào)。那么要�(shí)�(xiàn)模擬信號(hào)在數(shù)字系�(tǒng)中的傳輸,則必須在發(fā)端將模擬信號(hào)�(shù)字化,即�(jìn)� A/D �(zhuǎn)換;在接收端需�(jìn)行相反的�(zhuǎn)�,即 D/A �(zhuǎn)換。實(shí)�(xiàn)模擬信號(hào)�(shù)字化傳輸?shù)南到y(tǒng)如圖 1-5 所��
一、數(shù)字通信系統(tǒng)的優(yōu)�(diǎn)
1、抗干擾能力�(qiáng)
由于在數(shù)字通信�,傳�?shù)男盘?hào)幅度是離散的,以二�(jìn)制為�,信�(hào)的取值只有兩�(gè),這樣接收端只需判別兩種狀�(tài)。信�(hào)在傳輸過(guò)程中受到噪聲的干�,必然會(huì)使波形失�,接收端�(duì)其�(jìn)行抽樣判�,以辨別是兩種狀�(tài)中的哪一�(gè)。只要噪聲的大小不足以影響判決的正確性,就能正確接收(再生)。而在模擬通信中,傳輸?shù)男盘?hào)幅度是連續(xù)變化�,一旦疊加上噪聲,即使噪聲很小,也很難消除它�
�(shù)字通信抗噪聲性能�,還表現(xiàn)在微波中繼通信�(shí),它可以消除噪聲積累。這是�?yàn)�?shù)字信�(hào)在每次再生后,只要不�(fā)生錯(cuò)�,它仍然像信源中�(fā)出的信號(hào)一樣,�(méi)有噪聲疊加在上面。因此中繼站再多,數(shù)字通信仍具有良好的通信�(zhì)�。而模擬通信中繼�(shí),只能增加信�(hào)能量(對(duì)信號(hào)放大�,而不能消除噪��
2、差�(cuò)可控
�(shù)字信�(hào)在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤(差錯(cuò)�,可通過(guò)糾錯(cuò)編碼技�(shù)�(lái)控制,以提高傳輸?shù)目煽啃浴?/FONT>
3、易加密
�(shù)字信�(hào)與模擬信�(hào)相比,它容易加密和解密。因�,數(shù)字通信保密性好�
4、易于與�(xiàn)代技�(shù)相結(jié)�
由于�(jì)算機(jī)技�(shù)、數(shù)字存貯技�(shù)、數(shù)字交換技�(shù)以及�(shù)字處理技�(shù)等現(xiàn)代技�(shù)飛速發(fā)�,許多設(shè)備、終端接口均是數(shù)字信�(hào),因此極易與�(shù)字通信系統(tǒng)相連接�
�、數(shù)字通信系統(tǒng)的缺�(diǎn)
1� 頻帶利用率不�
系統(tǒng)的頻帶利用率,可用系�(tǒng)允許傳輸帶寬(信道的帶寬)與每路信號(hào)的有效帶寬之比來(lái)�(shù)字通信�,數(shù)字信�(hào)占用的頻帶寬,以電話為例,一路模擬電話通常只占�(jù) 4kHz 帶寬,但一路接近同樣話音質(zhì)量的�(shù)字電話可能要占據(jù) 20 � 60kHz 的帶寬。因�,如果系�(tǒng)傳輸帶寬一定的�,模擬電話的頻帶利用率要高出�(shù)字電話的 5 � 15 ��
2、系�(tǒng)�(shè)備比較復(fù)�
�(shù)字通信�,要�(zhǔn)確地恢復(fù)信號(hào),接收端需要嚴(yán)格的同步系統(tǒng),以保持收端和發(fā)端嚴(yán)格的節(jié)拍一�、編組一�。因�,數(shù)字通信系統(tǒng)及設(shè)備一般都比較�(fù)�,體積較��
不過(guò),隨著新的寬帶傳輸信道(如光�(dǎo)纖維)的采用、窄帶調(diào)制技�(shù)和超大規(guī)模集成電路的�(fā)展,�(shù)字通信的這些缺點(diǎn)已經(jīng)弱化。隨著微電子技�(shù)和計(jì)算機(jī)技�(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛�(yīng)�,數(shù)字通信在今后的通信方式中必將逐步取代模擬通信而占主導(dǎo)地位�
1、信�:把原始信息變換成原始電信�(hào)�
2、信源編碼:
?、賹?shí)�(xiàn)模擬信號(hào)的數(shù)字化傳輸即完成A/D變化�
?、谔岣咝�?hào)傳輸?shù)挠行�?。即在保證一定傳輸質(zhì)量的情況�,用竟可能少的數(shù)字脈沖來(lái)表示信源�(chǎn)生的信息。信源編碼也稱作頻帶壓縮編碼或數(shù)�(jù)壓縮編碼�
3、信道編碼:
?、傩旁淳幋a的目的: 信道編碼主要解決�(shù)字通信的可靠性問(wèn)��
②信道編碼的原理:對(duì)傳輸?shù)男畔⒋a元按一定的�(guī)則加入一些冗余碼(監(jiān)督碼�,形成新的碼字,接收端按照約定好的規(guī)律�(jìn)行檢�(cuò)甚至糾錯(cuò)�
?、坌诺谰幋a又稱為差�(cuò)控制編碼、抗干擾編碼、糾�(cuò)編碼 �
4、數(shù)字調(diào)�
?、贁?shù)字調(diào)制技�(shù)的概念:把數(shù)字基帶信�(hào)的頻譜搬移到高頻�,形成適合在信道中傳�?shù)念l帶信�(hào)�
?、跀?shù)字調(diào)制的主要作用:提高信�(hào)在信道上傳輸?shù)男?,達(dá)到信�(hào)�(yuǎn)距離傳輸?shù)哪康�?/FONT>
③基本的�(shù)字調(diào)制方式:振幅鍵控ASK、頻移鍵控FSK、相移鍵控PSK�
5、同�
?、偻降母拍睿褐竿ㄐ畔到y(tǒng)的收、發(fā)雙方具有�(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)�(zhǔn),使它們的工作“步�(diào)一致��
?、谕降淖饔茫簩?duì)于數(shù)字通信�(shí)是至�(guān)重要的。如果同步存在誤差或失去同步,通信�(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)大量的誤碼,�(dǎo)致整�(gè)通信系統(tǒng)失效�
6、信道:
信道是信�(hào)傳輸媒介的總�,傳輸信道的類型有無(wú)線信道(如電�、光纖)和有線信道(如自由空間)兩種�
7、噪聲源�
通信系統(tǒng)中各種設(shè)備以及信道中所固有�,為了分析方�,把噪聲源視為各處噪聲的集中表現(xiàn)而抽象加入到信道�