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�(shù)字通信系統(tǒng)
閱讀�64652時間�2011-06-02 11:26:15

  �(shù)�通信系統(tǒng)就是信道中傳�?shù)氖菙?shù)字信號的通信方式稱為�(shù)字通信,它包括將基代數(shù)字信號直接送往信道傳輸?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�。對應的通信系統(tǒng)稱為�(shù)字通信系統(tǒng)�

模型

數(shù)字通信系統(tǒng)的模型

分類

  �(shù)字通信系統(tǒng)可進一步細分為�(shù)字頻帶傳輸通信系統(tǒng)、數(shù)字基帶傳輸通信系統(tǒng)、模擬信號數(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 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題。例如前邊提到的第二種變�,在模擬通信中強�(diào)變換的線性特性,即強�(diào)已調(diào)參量與代表消息的基帶信號之間的比例特�;而在�(shù)字通信�,則強調(diào)已調(diào)參量與代表消息的�(shù)字信號之間的一一對應關系�

  另外,數(shù)字通信中還存在以下突出問題�,數(shù)字信號傳輸時,信道噪聲或干擾所造成的差�,原則上是可以控制的。這是通過所謂的差錯控制編碼來實�(xiàn)的。于�,就需要在�(fā)送端增加一個編碼器,而在接收端相應需要一個解碼器。第�,當需要實�(xiàn)保密通信�,可對數(shù)字基帶信號進行 人為 “擾亂”( 加密),此時在收端就必須進行解密。第�,由于數(shù)字通信傳輸?shù)氖且粋€接一個按一定節(jié)拍傳送的�(shù)字信號,因而接收端必須有一個與�(fā)端相同的節(jié)�,否則,就會因收�(fā)步調(diào)不一致而造成混亂。另外,為了表述消息�(nèi)�,基帶信號都是按消息特征進行編組的,于是,在收發(fā)之間一組組的編碼的�(guī)律也必須一�,否則接收時消息的真正內(nèi)容將無法恢復。在�(shù)字通信�,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”,故數(shù)字通信中還必須有“同步”這� 重要問題�

  綜上所述,點對點的�(shù)字通信系統(tǒng)模型一般可用圖 1-3 所��

數(shù)字通信系統(tǒng)

  需要說明的是,圖中�(diào)制器 / 解調(diào)�、加密器 / 解密器、編碼器 / 譯碼器等�(huán)節(jié),在具體通信系統(tǒng)中是否全部采�,這要取決于具體設計條件和要求。但在一個系�(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)相對應,我們把沒有�(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��

數(shù)字通信系統(tǒng)

  圖中基帶信號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�(shù)字化傳輸通信系統(tǒng)

  上面論述的數(shù)字通信系統(tǒng)中,信源輸出的信號均為數(shù)字基帶信�,實際上,在日常生活中大部分信號(如語音信號)為連續(xù)變化的模擬信�。那么要實現(xiàn)模擬信號在數(shù)字系�(tǒng)中的傳輸,則必須在發(fā)端將模擬信號�(shù)字化,即進行 A/D �(zhuǎn)�;在接收端需進行相反的轉(zhuǎn)�,即 D/A �(zhuǎn)換。實�(xiàn)模擬信號�(shù)字化傳輸?shù)南到y(tǒng)如圖 1-5 所��

數(shù)字通信系統(tǒng)

�(yōu)缺點

  一、數(shù)字通信系統(tǒng)的優(yōu)�

  1、抗干擾能力�

  由于在數(shù)字通信�,傳�?shù)男盘柗仁请x散的,以二進制為例,信號的取值只有兩�,這樣接收端只需判別兩種狀�(tài)。信號在傳輸過程中受到噪聲的干擾,必然會使波形失�,接收端對其進行抽樣判決,以辨別是兩種狀�(tài)中的哪一�。只要噪聲的大小不足以影響判決的正確�,就能正確接收(再生�。而在模擬通信�,傳�?shù)男盘柗仁沁B�(xù)變化�,一旦疊加上噪聲,即使噪聲很�,也很難消除��

  �(shù)字通信抗噪聲性能�,還表現(xiàn)在微波中繼通信�,它可以消除噪聲積累。這是因為�(shù)字信號在每次再生�,只要不�(fā)生錯�,它仍然像信源中�(fā)出的信號一�,沒有噪聲疊加在上面。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�,只能增加信號能量(對信號放大),而不能消除噪��

  2、差錯可�

  �(shù)字信號在傳輸過程中出�(xiàn)的錯誤(差錯�,可通過糾錯編碼技術來控制,以提高傳輸?shù)目煽啃浴?/FONT>

  3、易加密

  �(shù)字信號與模擬信號相比,它容易加密和解�。因�,數(shù)字通信保密性好�

  4、易于與�(xiàn)代技術相�(jié)�

  由于計算機技術、數(shù)字存貯技�、數(shù)字交換技術以及數(shù)字處理技術等�(xiàn)代技術飛速發(fā)展,許多設備、終端接口均是數(shù)字信�,因此極易與�(shù)字通信系統(tǒng)相連接�

  二、數(shù)字通信系統(tǒng)的缺�

  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)與每路信號的有效帶寬之比來�(shù)字通信�,數(shù)字信號占用的頻帶�,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�。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 倍�

  2、系�(tǒng)設備比較復雜

  �(shù)字通信中,要準確地恢復信號,接收端需要嚴格的同步系統(tǒng),以保持收端和發(fā)端嚴格的節(jié)拍一�、編組一�。因�,數(shù)字通信系統(tǒng)及設備一般都比較復雜,體積較��

  不過,隨著新的寬帶傳輸信道(如光導纖維)的采�、窄帶調(diào)制技術和超大�(guī)模集成電路的�(fā)�,數(shù)字通信的這些缺點已經(jīng)弱化。隨著微電子技術和計算機技術的迅猛�(fā)展和廣泛應用,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地位�

各部分作�

  1、信�:把原始信息變換成原始電信��

  2、信源編碼:

 ?、賹崿F(xiàn)模擬信號的數(shù)字化傳輸即完成A/D變化�

 ?、谔岣咝盘杺�?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)字通信的可靠性問題�

 ?、谛诺谰幋a的原理:對傳�?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�,接收端按照約定好的�(guī)律進行檢錯甚至糾錯�

 ?、坌诺谰幋a又稱為差錯控制編碼、抗干擾編碼、糾錯編� �

  4、數(shù)字調(diào)�

 ?、贁?shù)字調(diào)制技術的概念:把�(shù)字基帶信號的頻譜搬移到高頻處,形成適合在信道中傳�?shù)念l帶信��

 ?、跀?shù)字調(diào)制的主要作用:提高信號在信道上傳�?shù)男?,達到信號遠距離傳輸?shù)哪康�?/FONT>

 ?、刍镜�?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)一的時間標�,使它們的工作“步�(diào)一致��

 ?、谕降淖饔茫簩τ跀?shù)字通信時是至關重要�。如果同步存在誤差或失去同步,通信過程中就會出�(xiàn)大量的誤碼,導致整個通信系統(tǒng)失效�

  6、信道:

  信道是信號傳輸媒介的總稱,傳輸信道的類型有無線信道(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�