數(shù)字通信技術(shù)概論

數(shù)字通信(digital telecommunications)是用數(shù)字信號(hào)作為載體來傳輸消息，或用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行數(shù)字調(diào)制后再傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。它可傳輸電?bào)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)等數(shù)字信號(hào)，也可傳輸經(jīng)過數(shù)字化處理的語聲和圖像等模擬信號(hào)。

用數(shù)字形式傳輸消息或用數(shù)字形式對(duì)載波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后再傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。常?guī)的電話和電視都屬于模擬通信。電話和電視模擬信號(hào)經(jīng)數(shù)字化后，再進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的調(diào)制和傳輸，便稱為數(shù)字電話和數(shù)字電視。以計(jì)算機(jī)為終端機(jī)的相互間的數(shù)據(jù)通信，因信號(hào)本身就是數(shù)字形式，而屬于數(shù)字通信。衛(wèi)星通信中采用時(shí)分或碼分的多路通信也屬于數(shù)字通信。數(shù)字通信系統(tǒng)的模型如圖1所示，圖1中信源輸出的是模擬信號(hào)，經(jīng)過數(shù)字終端的信源編碼器成為數(shù)字信號(hào)，終端輸出的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過信道編碼器后變成適合于信道傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)，然后由調(diào)制器把數(shù)字信號(hào)調(diào)制到系統(tǒng)所使用的數(shù)字信道上，再傳輸?shù)浇邮斩?，?jīng)過相反的轉(zhuǎn)換后最終送到信宿.

1、信源:把原始信息變換成原始電信號(hào)。2、信源編碼：①實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的數(shù)字化傳輸即完成A/D變化。②提高信號(hào)傳輸?shù)挠行浴＜丛诒ＷC一定傳輸質(zhì)量的情況下，用盡可能少的數(shù)字脈沖來表示信源產(chǎn)生的信息。信源編碼也稱作頻帶壓縮編碼或數(shù)據(jù)壓縮編碼。3、信道編碼：①信道編碼的目的： 信道編碼主要解決數(shù)字通信的可靠性問題。②信道編碼的原理：對(duì)傳輸?shù)男畔⒋a元按一定的規(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)律進(jìn)行檢錯(cuò)甚至糾錯(cuò)。③信道編碼又稱為差錯(cuò)控制編碼、抗干擾編碼、糾錯(cuò)編碼 。4、數(shù)字調(diào)制①數(shù)字調(diào)制技術(shù)的概念：把數(shù)字基帶信號(hào)的頻譜搬移到高頻處，形成適合在信道中傳輸?shù)念l帶信號(hào)。②數(shù)字調(diào)制的主要作用：提高信號(hào)在信道上傳輸?shù)男?，達(dá)到信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)哪康?。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、同步①同步的概念：指通信系統(tǒng)的收、發(fā)雙方具有統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，使它們的工作“步調(diào)一致”。②同步的作用：對(duì)于數(shù)字通信時(shí)是至關(guān)重要的。如果同步存在誤差或失去同步，通信過程中就會(huì)出現(xiàn)大量的誤碼，導(dǎo)致整個(gè)通信系統(tǒng)失效。6、信道：信道是信號(hào)傳輸媒介的總稱，傳輸信道的類型有有線信道(如電纜、光纖)和無線信道(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的，為了分析方便，把噪聲源視為各處噪聲的集中表現(xiàn)而抽象加入到信道。

1. 抗干擾能力強(qiáng)由于在數(shù)字通信中，傳輸?shù)男盘?hào)幅度是離散的，以二進(jìn)制為例，信號(hào)的取值只有兩個(gè)，這樣接收端只需判別兩種狀態(tài)。信號(hào)在傳輸過程中受到噪聲的干擾，必然會(huì)使波形失真，接收端對(duì)其進(jìn)行抽樣判決，以辨別是兩種狀態(tài)中的哪一個(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)變化的，一旦疊加上噪聲，即使噪聲很小，也很難消除它。數(shù)字通信抗噪聲性能好，還表現(xiàn)在微波中繼通信時(shí)，它可以消除噪聲積累。這是因?yàn)閿?shù)字信號(hào)在每次再生后，只要不發(fā)生錯(cuò)碼，它仍然像信源中發(fā)出的信號(hào)一樣，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質(zhì)量。而模擬通信中繼時(shí)，只能增加信號(hào)能量(對(duì)信號(hào)放大)，而不能消除噪聲。2. 差錯(cuò)可控?cái)?shù)字信號(hào)在傳輸過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤(差錯(cuò))，可通過糾錯(cuò)編碼技術(shù)來控制，以提高傳輸?shù)目煽啃浴?. 易加密數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)相比，它容易加密和解密。因此，數(shù)字通信保密性好。4. 易于與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字存貯技術(shù)、數(shù)字交換技術(shù)以及數(shù)字處理技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)飛速發(fā)展，許多設(shè)備、終端接口均是數(shù)字信號(hào)，因此極易與數(shù)字通信系統(tǒng)相連接。