模擬通信和數字通信
無論何種通信系統,目的都是要完成一點到另一點的信息傳遞,這樣可以吧通信系統概括為一個統一的模型,如圖1.
圖1
信源:信源指發出信息的信息源,即信息的發出者。
變換器:變換器的功能是將信源發出的信息變換成適合在信道上傳輸的信號。
信道:信道是信號傳輸的媒介,可分為有線信道和無線信道(空氣)。
噪聲源:在實際通信中,客觀存在著不可避免的幹擾,為分析方便,常把發端、收端、傳輸信道這三個方面的幹擾折合到信道中,合成為一個總的噪聲源。
反變換器:把經過信道傳來的信號按變換器的相反過程變成源信息,或變成信息接收者可以接收的信息。
信宿:信宿就是信息的接收者。它可以和信源一致,也可和信源不一致。
由於信源的不同而產生了各種不同類型的通信系統,如:
語音-------------------------------電話通信系統
圖像-------------------------------圖像通信系統
數據-------------------------------數據通信系統
但不同的信源所產生的信息都要經過變換器處理成適合在信道上傳輸的信號才可以傳輸,信號是攜帶信息的載體,通常的信號由電壓、電流、光波、電磁波等這些可以感知的物理參量。通常把信號分為兩大類:模擬信號和數字信號。按傳輸信道中傳輸信號的類別,通信系統可分為模擬通信系統和數字通信系統。
模擬通信系統:
模擬信號是指代表信息的信號及其參數(幅度、頻率或相位)隨著消息連續變化的信號,它在幅度上連續,但在時間上可以連續也可以不連續。
模擬通信系統的特點
優點:
- 信道的利用率較高
- 原理簡單易於實現
缺點:
- 由於模擬通信系統傳輸的是模擬信號,因此疊加在信號中的噪聲無法清除,信號只能放大而無法再生,系統的抗幹擾能力差。
- 由於信號進行非線性變換易產生失真,且不易實現,因此模擬調制的方法極其有限,因此不易保密通信。
- 模擬通信系統中大都采用模擬電路,設備不易大規模集成。
- 不適應飛速發展的計算機通信的要求,模擬信號在進入計算機控制系統時必須進行模/數轉換。
數字通信系統
數字通信系統就是利用數字信號傳遞消息的通信系統。而數字信號指的是不僅在時間上是離散的,而且在幅度上也是離散的信號。數字通信系統結構框圖如圖2.
圖2.數字通信系統結構框圖
模/數(A/D)、數/模(D/A)轉換屬於信道編碼,A/D是為把消息轉換成適合下一環節所需的數字信號而設置的。如果信源本身就已符合下一環節所要求的數字脈沖序列,這一環節可省去。D/A轉換器的作用正好與A/D轉換器相反,是把數字信號序列還原為原始信號。
加密與解密是為了實現保密通信,通過加密器可以產生密碼,人為的把待傳輸的數字序列攪亂。這種編碼可采用周期非常長的偽隨機碼序列等,在收端根據已知的解密方法,對接收序列進行解密。
抗幹擾編碼主要是為解決可靠性問題而設置的。由於信源編碼後的數字信號是要通過信道來傳輸的,而信號不可避免地要受到各種噪聲的幹擾,因此可能會導致收端數字信號的判斷錯誤,抗幹擾編碼就是采用一種對傳輸的原始信息按一定規則加入保護成分的辦法,以達到自身發現和糾正誤碼的目的。抗幹擾譯碼器的過程與抗幹擾編碼器的過程正相反。
一般抗幹擾編碼器輸出的二元數字信號不適合在信道上直接傳輸,調制器的任務就是把數字信號變為適合於信道傳輸的信號,而解調器的過程正好相反。調制方式有ASK、FSK、和PSK等。調制與解調方式對通信質量的影響比較大,應合理選擇。
同步系統
在上述數字通信系統中還有一個很重要的部分未列入,同步系統。在數字通信系統中,有異步通信系統和同步通信系統,在同步通信系統中,數字信號序列是按節拍一步一步工作的,因此收、發端的節拍一定要一致,否則將會出現混亂。另外發送的數字信號序列通常是編組的,收端必須知道這些編組的頭尾,否則無法恢復原始信息。要保證收、發兩端的節拍一致,必須有同步系統的控制。
數字通信系統的特點
優點:
- 抗幹擾能力強
- 采用再生中繼可實現高質量遠距離傳輸
- 靈活性強適應各種業務要求
- 便於與計算機連接
- 易於加密
- 易於集成化、微型化
缺點:
- 傳輸帶寬比模擬信號帶寬寬
模擬通信和數字通信