模擬通信與數(shù)字通信

1、模擬通信與數(shù)字通信一、通信系統(tǒng)中的消息和信號(hào)通信系統(tǒng)中的消息可以分為連續(xù)消息模擬消息和離散消息數(shù)字消息。 其中，連續(xù)消息的狀態(tài)是連續(xù)變化的，如語(yǔ)音、圖像等；離散消息的狀態(tài)可數(shù)或 離散，如符號(hào)、文字、數(shù)據(jù)等。信號(hào)是消息的表現(xiàn)形式，消息被承載在電信號(hào)的某一參量上。 因此，信號(hào)可 以分為模擬信號(hào)電信號(hào)的該參量連續(xù)取值，如普通 機(jī)收發(fā)的語(yǔ)音信號(hào) 和 數(shù)字信號(hào)電信號(hào)的該參量離散取值，如計(jì)算機(jī)內(nèi)的 PCI/ISA總線的信號(hào)。模擬信號(hào)是指信號(hào)波形隨著信息的變化而變化，其特點(diǎn)是幅度隨時(shí)間變化而 連續(xù)變化。模擬信號(hào)按一定的時(shí)間間隔 T抽樣后的抽樣信號(hào)，由于其波形在時(shí)間 上是離散的，因此又稱離散信號(hào)。但此信號(hào)的幅

2、度是連續(xù)的，所以仍然是模擬信 號(hào)。 、 、電視信號(hào)都是模擬信號(hào)。數(shù)字信號(hào)是指那些在時(shí)間上和數(shù)值上都離散的信號(hào)， 一方面它們?cè)跁r(shí)間上的 變化是不連續(xù)的，總是發(fā)生在離散的瞬間；另一方面，它們的數(shù)值大小和增減變 化，也都是采取數(shù)字的形式。我們通常使用二進(jìn)制數(shù)列來(lái)表示數(shù)字信號(hào)的數(shù)值， 也就是0和1的狀態(tài)。模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)可以互相轉(zhuǎn)換。因此，任何一個(gè)消息既可以用模擬信號(hào) 表示，也可以用數(shù)字信號(hào)表示。相應(yīng)的，通信系統(tǒng)也可以分為模擬通信系統(tǒng)與數(shù) 字通信系統(tǒng)兩大類。二、模擬通信系統(tǒng)1模擬通信系統(tǒng)的模型。模擬通信系統(tǒng)在信道中傳輸?shù)氖悄M信號(hào)，其模型 如圖下所示。其中，基帶信號(hào)是由消息轉(zhuǎn)化而來(lái)的原始模擬信號(hào)，一

3、般含有直流和低頻成分，不宜直接傳輸；已調(diào)信號(hào)是由基帶信號(hào)轉(zhuǎn)化來(lái)的、 頻域特性適合信 道傳輸?shù)男盘?hào)，又稱頻帶信號(hào)。模擬通信系統(tǒng)的主要研究?jī)?nèi)容是不同信道條件下不同的調(diào)制解調(diào)方法。2模擬通信系統(tǒng)的特點(diǎn)。模擬通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是直觀且容易實(shí)現(xiàn)， 其缺點(diǎn)主 要表達(dá)在保密性差及抗干擾能力弱等方面。 保密性差。模擬通信，尤其是微波通信和有線明線通信，很容易被竊聽。只要收到模擬信號(hào)，就容易得到通信內(nèi)容。 抗干擾能力弱。電信號(hào)在沿線路的傳輸過(guò)程中會(huì)受到外界的和通信系統(tǒng)內(nèi)部 的各種噪聲干擾，噪聲和信號(hào)混合后難以分開，從而使得通信質(zhì)量下降。線路越 長(zhǎng)，噪聲的積累就越多。三、數(shù)字通信系統(tǒng)1數(shù)字通信系統(tǒng)的模型。數(shù)字通信系統(tǒng)

4、在信道中傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)，其模型如以下圖所示。其中，信源編/解碼器用來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換；加/解密器用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信 號(hào)的保密傳輸；信道編/解碼器用來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)失控制功能和對(duì)抗由于信道條件造成 的誤碼；調(diào)制/解調(diào)器用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的傳輸與復(fù)用。以上各個(gè)局部的功能可 根據(jù)具體的通信需要進(jìn)行設(shè)置，數(shù)字通信系統(tǒng)的主要研究?jī)?nèi)容是這些功能的具體 實(shí)現(xiàn)方法。2數(shù)字通信系統(tǒng)的特點(diǎn)。數(shù)字通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。?數(shù)字電路易于集成化，因此數(shù)字通信設(shè)備功耗低，易于小型化。?再生中繼無(wú)噪聲累積，抗干擾能力強(qiáng)。數(shù)字信號(hào)在傳輸過(guò)程中會(huì)混入雜音，可以利用電子電路構(gòu)成的門限電壓閾值去衡量輸入的信號(hào)電壓，只有到達(dá)某 一電壓幅

5、度，電路才會(huì)有輸出值，并自動(dòng)生成一個(gè)正切的脈沖整形或再生。 為了防止誤碼， 在電路中設(shè)置了檢驗(yàn)錯(cuò)誤和糾正錯(cuò)誤的方法， 因而數(shù)字傳輸適用 于較遠(yuǎn)距離的傳輸和性能較差的線路。?信號(hào)易于進(jìn)行加密處理，保密性強(qiáng)。?支持各種消息的傳遞。?可構(gòu)建綜合數(shù)字通信網(wǎng)。采用時(shí)分交換后，傳輸和交換統(tǒng)一起來(lái)，可以形 成一個(gè)綜合數(shù)字通信網(wǎng)。 數(shù)字通信系統(tǒng)的缺點(diǎn)。?數(shù)字信號(hào)占用信道頻帶較寬，因此頻帶利用率較低。因?yàn)榫€路傳輸?shù)氖敲} 沖信號(hào)，傳送一路數(shù)字化語(yǔ)音信息需占64 kHz的帶寬，而一個(gè)模擬話路只占用4 kHz帶寬，即一路數(shù)字信號(hào)占了多個(gè)模擬話路。對(duì)某一話路而言，它的利用率降 低了，或者它對(duì)線路的要求提高了。?技術(shù)要求

6、復(fù)雜，尤其是同步技術(shù)要求精度很高。接收方要能正確地理解發(fā) 送方的意思，就必須正確地把每個(gè)碼元區(qū)分開來(lái)，并且找到每個(gè)信息組的開始， 這就需要收發(fā)雙方嚴(yán)格實(shí)現(xiàn)同步， 如果組成一個(gè)數(shù)字網(wǎng)的話， 同步問題的解決將 更加困難。?進(jìn)行模 / 數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)帶來(lái)量化誤差。 隨著大規(guī)模集成電路的使用以及光纖等 寬頻帶傳輸介質(zhì)的普及， 信息的存儲(chǔ)和傳輸越來(lái)越多地使用數(shù)字信號(hào)方式， 因此 必須對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行模 / 數(shù)轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換中不可防止地會(huì)產(chǎn)生量化誤差。四、模擬通信與數(shù)字通信的比較模擬通信開展得比較早， 技術(shù)比較成熟， 在相同條件下比數(shù)字通信傳輸?shù)脑?路多。但模擬通信不能容納多種通信方式而形成綜合網(wǎng)， 所以不能滿足通信開展 的需求。數(shù)字通信有利于設(shè)備集成化和小型化， 抗干擾能力強(qiáng)， 易于保密， 可用于電 纜、光纖、無(wú)線或衛(wèi)星通信，能滿足綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的要求，很有開展前途?？?的來(lái)說(shuō)，數(shù)字通信比模擬通信的優(yōu)點(diǎn)多，兩者的比較如下表所示。比較工程模擬通信數(shù)宇通信時(shí)間特性連續(xù)幅度特性連續(xù)無(wú)限個(gè)數(shù)旺化有限個(gè)敎線路傳輸頻半復(fù)川時(shí)間復(fù)用平均每路