数字通信的主要特点

数字通信的主要特点
1 抗干扰能力强,尤其是数字信号通过中继再生后可消除噪声积累;
2 数字信号通过差错控制编码,可提高通信的可靠性;
3 由于数字通信传输一般采用二进制码,所以可使用计算机对数字信号进行处理,实现复杂的远距离大规模自动控制系统和自动数据处理系统,实现以计算机为中心的通信网。
4 在数字通信中,各种消息(模拟的和离散的)都可变成统一的数字信号进行传输。在系统中对数字信号传输情况的监视信号、控制信号及业务信号都可采用数字信号。数字传输和数字交换技术结合起来组成的ISDN对于来自不同信源的信号自动地进行变换、综合、传输、处理、存储和分离,实现各种综合业务。
5 数字信号易于加密处理,所以数字通信保密性强。数字通信的缺点是比模拟信号占带宽,然而,由于毫米波和光纤通信的出现,带宽已不成问题。
通信系统的组成
信息源
信源是发出信息的源,其作用是把各种可能消息转换成原始电信号。信源可分为模拟信源和数字信源。模拟信源(如电话机、电视摄像机)输出连续幅度的模拟信号;数字信源(如电传机、计算机等各种数字终端设备)输出离散的数字信号。
变换器
因语声、图像等原始的消息不能以电磁波来传送,所以需要通过变换器将原始的非电消息变换成电信号,并再对这种电信号进一步转换,使其变换成适合某种具体信道传输的电信号。这种电信号同样载有原有的信息。例如电话机的送话器,就是将语声变换成幅度连续变化的电话信号,再进一步转换后送到信道上去。
信道
信道是指传输信号的通道,可以是有线的,也可以是无线的,有线和无线均有多种传输媒质。信道既给信号以通路,也对信号产生各种干扰和噪声。传输媒质的固有特性和干扰直接关系到通信的质量。
反变换器
反变换器的基本功能是完成变换器的反变换,即进行解调、译码、解码等等。它的任务是从带有干扰的接收信号中正确恢复出相应的原始信号来。对于多路复用信号,接收设备还具有解除多路复用和实
现正确分路的功能。
信宿
信宿是传输信息的归宿,其作用是将复原的原始信号转换成相应的消息。
噪声源
噪声源是信道中的噪声以及分散在通信系统其他各处的噪声的集中表示。
图1-1-1 通信系统的一般模型
调制的目的
在通信系统中,为使各种信源产生的信息信号适合在信道中传输,还需进行调制。调制的目的的有以下三个:
1. 将基带信号变换成适合在信道中传输的已调信号
将信号所具有的频谱搬移到某频率w0处,使之与信道可传输的频谱相适应。例如,人们发出的语音信号的频率在几十Hz到十几kHz范围内,这种信号从工程角度看,不可能通过天线进行无线电传输,这是因为天线的辐射效率取决于天线的几何尺寸与工作波长之比,一般要求天线长度应在发射信号波长十分之一以上,因此语音信息信号必须通过调制, 也
就是将具有频谱为的搬移到在工程上能实现传播的信道频谱范围内。
2. 改善系统的抗噪声性能
通过调制,增强信息信号的抗噪声能力。例如,在某种情况下,频率调制(FM)比幅度调制(AM)抗噪声的能力强。在绪论中已指出,提高通信的可靠性必须以降低其有效性为代价,反之也是一样。这就是通常所说的信噪比和带宽的互换,而这种互换,而这种互换是通过不同的调制方式来实现的。如当信道噪声比较严重时,为了确保通信的可靠,可以选择某种合适的调制方式(例如调频)来增加信号频带的宽度。这样,虽然传输信息的速率相同而所需的频带却加宽,显然信息传输的效率(有效性)降低了,但抗干扰能力却增强了。
3. 实现信道的多路复用
信道的频率资源十分宝贵,在一个物理信道上,如一根电缆中或一个波束上,仅传输一个信息信号则极大地浪费了这一物理信道上远比的频率范围宽的其他频率范围。这
时可以采用调制的方法将多个信号的频谱按一定的规则排列在信道带宽的相应频段内,从而实现同一信道中多个信号互不干扰地同时传输,这称为频分复用。此外, 还可对多个信号在不同时间顺序取样,然后依次送入同一信道,实现信道的时分复用。当然,复用的方法和允许复用的路数(信号数)与调制方式及信道本身的特性有关。
数字信号的基带传输
一个数字通信系统的模型可由图表示。
数字通信系统模型
从消息传输角度看,该系统包括了两个重要的变换:
1 消息与数字基带信号之间的变换;
2 数字基带信号与信道信号之间的变换。
通常,前一个变换由发收终端设备来完成,它把无论是离散的还是连续的消息转换成数字的基带信号;而后一变换则由调制和解调器完成。然而,在数字通信中并非所有通信系统都要经过以上两个变换过程,在某些有线信道中,特别是传输距离不太远的情况下,可以不经过调制和解调过程而让数字基带信号直接进行传输,我们称之为数字信号的基带传输。与此相应,另外一些信道,比如在无线信道和光信道中,数字基带信号则必须经过调制,将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输,我们把这种传输称为数字信号的频带传输。
数字信号的基带传输
一个数字通信系统的模型可由图表示。
数字通信系统模型
从消息传输角度看,该系统包括了两个重要的变换:
1 消息与数字基带信号之间的变换;
2 数字基带信号与信道信号之间的变换。
通常,前一个变换由发收终端设备来完成,它把无论是离散的还是连续的消息转换成数字的基带信号;而后一变换则由调制和解调器完成。然而,在数字通信中并非所有通信系统都要经过以上两个变换过程,在某些有线信道中,特别是传输距离不太远的情况下,可以不经过调制和解调过程而让数字基带信号直接进行传输,我们称之为数字信号的基带传输。与此相应,另外一些信道,比如在无线信道和光信道中,数字基带信号则必须经过调制,将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输,我们把这种传输称为数字信号的频带传输。
调制与解调
调制: 将各种数字基带信号转换成适于信道传输的数字调制信号(已调信号或频带信号);
解调: 在接收端将收到的数字频带信号还原成数字基带信号。数字模型
在某些有线信道中,若传输距离不太远且通信容量不太大时,数字基带信号可以直接传送,我们称之
为数字信号的基带传输。而在另外一些信道,特别是无线信道和光信道中,数字基带信号则必须经过调制将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输,我们把这种传输称为数字信号的频带传输。(c001)

本文发布于:2024-09-22 19:36:30,感谢您对本站的认可!

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