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数字通信的基本概念解读,以及数字通信的优点有哪些?

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数字通信概念解读

 
如前所述,通信的目的是传递消息。例如,语音、文字、图形、图像等都是消息。代表消息的电信号,按其代表消息的参量的取值方式不同,可以分为两类。
 
第一类称为模拟信号,或称连续信号;例如话筒送出的语音信号,其电压(和电流)可用取值连续的时间函数表示。第二类称为数字信号,又称离散信号;例如代表文字的编码和计算机数据信号,其电压(和电流)仅可能取有限个离散值。
 
这里需要注意的是,区分模拟信号和数字信号的准绳,是看其取值是连续的还是离散的,而不是看时间。数字信号波形在时间上可以是连续的,而模拟信号波形在时间上可能是离散的。用最简单的波形表示的情况下,代表数字信号一个取值的波形称为一个码元,见图1.3.1。
 
 模拟信号和数字信号
 
图1.3.1 模拟信号和数字信号和上述信号的分类方法相对应,通信和通信系统也可以分为数字通信和模拟通信,以及数字通信系统和模拟通信系统。
 
无论是模拟还是数字通信系统,其中总是存在噪声和其他干扰,并由之引起传输信号的失真,影响信号传输的质量。通信系统设计的基本问题之一就是解决这些噪声和干扰的影响。在模拟通信系统中,传输的是模拟波形,携带信息的是其取值可以连续变化的某个参量,例如模拟波形的幅度。
 
这时,要求在接收端能以高保真度来复现原发送的模拟波形。对于此类系统传输质量的度量准则主要是输出信号噪声功率(或电压)比,简称信噪比。信噪比代表系统输入波形与输出波形之间的均方(或均方根)误差。因此,在理论上,模拟通信系统中的基本问题是连续波形的参量估值问题。
 
在数字通信系统中,传输的信息包含在信号的某个离散取值中。因此,要求在接收端能正确判决(或检测)发送的是哪一个离散值。
 
至于接收波形的失真,只要它还不足以影响接收端的正确判决,就没有什么关系。这种通信系统的传输质量的度量准则主要是产生错误判决的概率。因此,研究数字通信系统的理论基础主要是统计判决理论。
 

数字通信优点有哪些?

 
 
1.由于数字信号的可能取值数目有限,所以在失真没有超过给定值的条件下,不影响接收端的正确判决。此外,在有多次转发的线路中,每个中继站都可以对有失真的接收信号加以整形,消除沿途线路中波形误差的积累(见图2),从而使经过远距离传输后,在接收端仍能得到高质量的接收信号。


失真数字信号
 
 
2.在数字通信系统中,可以采用纠错编码等差错控制技术,从而大大提高系统的抗干扰性。
 
3.在数字通信系统中,可以采用保密性极高的数字加密技术,从而大大提高系统的保密度。
 
4.在数字通信系统中,可以综合传输各种模拟和数字输入消息,包括语音、文字、图像、信令等;并且便于存储和处理(包括编码、变换等)。
 
5.数字通信设备和模拟通信设备相比,设计和制造更容易,体积更小,重量更轻。6.数字信号可以通过信源编码进行压缩,以减小多余度,提高信道利用率。
 
7.在模拟调制系统中,例如调频,接收端输出信噪比仅和带宽成正比地增长;而在数字调制系统中,例如脉冲编码调制,输出信噪比随带宽按指数规律增长。由于数字通信具有上述诸多优点,所以得到日益广泛的应用。
 
目前,电话、电视、计算机数据等信号的远距离传输几乎无例外地采用数字传输技术。仅在有线电话用户环路、无线电广播和电视广播等少数领域,由于历史原因,还使用模拟传输技术,但是即使在这些领域,数字化也在逐步发展和取代过程中。
 
 



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